درباره سوغات تاریخ ساز مریخ نورد ناسا - وبلاگ هلن

به گزارش وبلاگ هلن، خبرنگاران: بعدازظهر پنجشنبه گذشته نهم مرداد، ماموریت مریخ نورد استقامت (Perseverance) ناسا به دنبال یافتن نشانه هایی از حیات و جمع آوری سنگ و خاک از مریخ در مناطقی از آن سیاره که نشانه های بالقوه اخترزیستی دارند، با موفقیت راهی سیاره مریخ شد.

امروز که این مقاله را می خوانید این فضاپیما در فضای میان سیاره ای با قدرت در راستا مریخ واقع شده است. دو ماموریت فضایی نیز با هدف جمع آوری نمونه هایی از سطح سیارک های منظومه شمسی مشغول کار هستند. از سوی دیگر تصمیم دوباره برای بازگشت انسان به ماه و نمونه برداری از سطح آن در ماموریت آرتمیس تا سال 1403، دهه پیش رو را به عصر طلایی ورود مهمانان خاکی فرازمینی بدل نموده است.

اما سابقه بشر در طراحی ماموریت هایی که بتوانند نمونه هایی را از جهان های فرازمینی برایمان به ارمغان بیاورند محدود به همین چند ماموریت اخیر نیست. کوشش های فعلی ما در راستا تجربه و سابقه ای است که از سال ها پیش در این زمینه به دست آورده ایم. اگر همه چیز طبق برنامه ریزی ها پیش برود، بهمن ماه امسال ماموریت مارس2020 با مریخ نوردش روی سطح مریخ فرود خواهد آمد. سپس مریخ نورد استقامت در دهانه جزرو که محل فرودش خواهد بود، رانندگی و از سنگ های اطرافش نمونه برداری می نماید تا روزی فضاپیمای دیگری نمونه های انبارشده را بار خود کند و به زمین برساند.

به این ترتیب زمین و زمینی ها برای اولین بار سنگ هایی را از مریخ در آزمایشگاهی زمینی خواهند دید. از سنگ هایی که فضانوردان ماموریت آپولو جمع آوری کردند تا خرده سنگ هایی که فضاپیما های رباتیک از سیارک های دوردست گردآوری کردند، مجموعه ای فوق العاده ارزشمند است که در طول عصر فضا، از فضای میان سیاره ای به زمین آمده اند و به پازل دانش ما از منظومه شمسی شکل تازه ای داده اند. بدون اعزام این مأموریت های بین سیاره ای، تنها راهی که به طور مستقیم می توانیم سنگ های فرازمینی را تجزیه و آنالیز کنیم، روش بسیار ارزان تر یعنی انتظار برای سقوط شهاب سنگ هاست.

اما این اتفاقی است که به ندرت رخ می د هد و نمی توانیم به این امید بنشینیم. از این رو سازمان های فضایی سختی های زیادی را متحمل می شوند تا تکه هایی را از ماه، مریخ و سیارک ها جمع آوری نمایند. سپس در زمین به لطف ابزار و فنون پیشرفته در آزمایشگاه های مجهز می توانیم مشخصات دقیق زمین شناختی جایی را که سنگ از آنجا آمده، با دقت شناسایی کنیم.

کاوش در ماه

اولین و عظیم ترین پروژه برای جمع آوری نمونه های فرازمینی از ماه آغاز شد. بین سال های 1348 تا 1351، 12 فضانورد ماموریت های آپولو ناسا روی قمر زمین قدم گذاشتند و در مجموع 382 کیلوگرم از سنگ های ماه را با خود به زمین آوردند. آنالیز این نمونه ها، دانش ما را از تاریخ منظومه شمسی از نو نگاشت. زمانی که آپولو 11 بر سطح ماه فرود آمد، تصور می شد قمر کوچک زمین سرد باشد.

اما در عوض سنگ های ماه نشان دادند که ماه در ابتدای تولدش در بیش از 5/4 میلیارد سال قبل داغ بوده و با اقیانوس هایی از سنگ های مذاب پوشیده شده بود. سال گذشته به مناسبت پنجاهمین سالگرد فرود آپولو 11 بر سطح ماه، ناسا نمونه های جدیدی را که از آن موقع تا به امروز مهروموم شده باقی مانده بودند را باز کرد تا دریابیم علوم و ابزار های جدید از چه یافته های تازه ای ممکن است پرده بردارد.

تا به امروز دانشمندان در حال آنالیز نمونه های ماموریت های آپولو هستند. اما این مطالعات در حال حاضر به علت همه گیری کووید-19 آهسته پیش می رود.

سه ماموریت فضایی رباتیک لونا (Luna) از عظیم ترین و معروف ترین برنامه های فضایی شوروی سابق نیز بین سال های 1349 تا 1355 توانستند مقدار کمی از گردوغبار ماه را به زمین بیاورند. چانگ ای 5 (Change 5)، برنامه آینده چینی ها برای آوردن نمونه هایی از ماه در اوایل آذرماه امسال اولین ماموریت به زمین آوردن نمونه های فرازمینی پس از دهه 50 شمسی است. ناسا نیز میخواهد تا در پروژه بازگشت دوباره انسان به ماه یا آرتمیس تا سال 1403 شمسی/2024 میلادی، نمونه های بیشتری از خاک ماه را به زمین آورد.

سوغات سیارک ها

آژانس کاوش های هوافضای ژاپن یا ژاکسا (JAXA) تنها مرکز فضایی است که توانسته نمونه هایی را از سطح یک سیارک به زمین آورد. در دی 1388/ ژانویه 2010 فضاپیمای ژاپنی هایابوسا (Hayabusa) پس از دیدار با سیارک سیب زمینی شکل ایتوکاوا (Itokawa) و از سرگذراندن مجموعه ای از بدبیاری ها به زمین بازگشت. زمانی که دانشمندان ژاکسا، فضاپیمای هایابوسا را باز می کردند، بر خلاف انتظارشان که فکر می کردند باید خالی باشد و هیچ نمونه برداری ای اجرا نشده باشد، درون آن 1500 خرده سنگ و خاک ریزدانه ارزشمند یافتند. برخی از این ذرات حتی از قطر موی انسان هم کوچک تر بودند.

اما از آنالیز آن ها اطلاعات زیادی مثل ترکیبات ایزوتوپی آب موجود در ساختار ایتوکاوا به دست آوردیم. مطالعه سنگ های ایتوکاوا تایید می نماید بیشتر شهاب سنگ هایی که در زمین سقوط می نمایند از جنس کندریت معمولی هستند و از سیارک های غنی از سیلیکات مثل ایتوکاوا سرچشمه می گیرند. همچنین ذرات ایتوکاوا نشان می دهند در گذشته گرما و ضربه هایی را تحمل نموده که احتمالا ناشی از برخورد هایی در کمربند سیارکی است.

اگر همه چیز طبق برنامه جلو رود، دو ماموریت کنونی نمونه برداری از سیارک ها به زودی به زمین برخواهند گشت. ماموریت دوم ژاپن با نام هایابوسا 2، آذرماه در استرالیا فرود خواهد آمد و چند گرم از سیارک ریوگو (Ryugu) که عمدتا از کربن ساخته شده و در مدار بین زمین و مریخ واقع شده است را با خود حمل خواهد نمود. فضاپیمای اُسیریس-رِکس (OSIRIS-REx) ناسا نیز در حال چرخیدن به دور سیارک الماسی شکل بنو (Bennu) است و مهرماه امسال اقدام به نمونه برداری از این سیارک می نماید تا شهریور 1402 به زمین باز خواهد گشت.

نمونه برداری از باد های خورشیدی

با وجود موفقیت استارداست، سال 1382 سال خوبی برای آوردن نمونه های کیهانی نبود. فضاپیمای جنسیس ناسا (Genesis) دو سال را برای جمع آوری ذرات بارداری که از خورشید سرچشمه می گرفتند و باد های خورشیدی را به وجود می آوردند، در فضا گذراند. اما هنگام بازگشت به زمین چتر نجاتش باز نشد و با سرعت 300 کیلومتر بر ساعت در بیابان یوتا در ایالات متحده سقوط کرد و مکوششی شد. با آن سقوط محکم در حالی که امیدی به بازیابی نمونه های جمع آوری شده نبود، با کوشش مهندسان بخش عظیمی از این نمونه های گرانبهای باد خورشیدی نجات داده و گردآوری شد. دانشمندان از آنالیز این ذرات دریافتند برخلاف تصورشان، باد های خورشیدی و همین طور خورشید از ایزوتوپ های اکسیژن بیشتری نسبت به زمین برخوردارند.

کند و کاو در دنباله دار ها

دی ماه 1382 بود که فضاپیمای استارداست (Stardust) ناسا به نزدیک ترین فاصله خود از دنباله دار وایلد-2 (Wild 2) رسید و در جهت دُم دنباله دار، آغاز به تعقیب حرکت آن کرد. زمانی که دنباله دارها، این گوی های متشکل از یخ و غبار، به خورشید نزدیک می شوند، دمی غباری از آن ها در امتداد حرکت و در سوی مخالف خورشید گسترش می یابد. سرعت حرکت فضاپیمای استارداست، شش برابر سریع تر از سرعت انتشار این دم بود، از این رو توانست، ذراتی از غبار دنباله دار را با ابزاری شبیه به راکت تنیس جمع آوری کند. این نمونه ها تنها ذراتی از یک دنباله دار هستند که تا به امروز به زمین آمده اند.

در گذشته تصور می شد دنباله دار ها غبار هایی باستانی از دیگر ستاره ها هستند که برای میلیارد ها سال در یخ منجمد شده اند. از این رو این ماموریت استارداست (به معنی گرد و غبار ستاره ای) نام گرفته بود. پس از مطالعه ذرات به زمین رسیده دنباله دار، دانشمندان پی بردند دم دنباله دار ها هنگام نزدیک شدن به خورشید و در معرض دمای بالا ایجاد می گردد. در ابتدای شکل گیری منظومه شمسی، ابری داغ تمام منظومه ما را فراگرفته بود و کم کم در قسمت های دورتر از مرکز که سردتر بود، دانه های یخ و به تدریج توده های یخی عظیمی شکل گرفتند. استارداست در طول فعالیتش از حداقل هفت توده گردوغبار در فضا عبور کرد که همه آن ها متفاوت از هم بودند. در دو مورد از آن ها بلور هایی از مواد معدنی وجود داشت که دانشمندان انتظار یافتن شان را در فضای میان سیاره ای نداشتند.

اکتشاف در مریخ

از بین تمام ماموریت های جمع آوری نمونه ای که تا اینجا معرفی کردیم، بازگرداندن نمونه هایی از سطح مریخ با چالش های بیشتری روبه رو است؛ چون علاوه بر این که مریخ از ماه دورتر است، گرانش بیشتری هم نسبت به یک دنباله دار یا سیارک دارد و این فرار فضاپیما از سطح و بازگشتش به زمین را سخت تر می نماید.

مریخ نورد استقامت ناسا ماموریت دارد تا سطح مریخ را حفاری کند و دست کم 30 قوطی پرشده از سنگ و خاک مریخی را در محل فرودش، یعنی در دهانه جزرو انبار کند. در برنامه های بلندمدت همکاری بین ناسا و سازمان فضایی اروپا (اسا) مریخ نشین دیگری فرستاده خواهد شد تا این قوطی ها را جمع آوری و به مدارگرد مریخی ارسال کند. در آنجا فضاپیمای سومی نمونه ها را از مدارگرد تحویل می گیرد و و دوباره به سمت زمین پرواز می نماید. درنهایت این نمونه ها تا سال 1410/2031 به زمین بازگردانده خواهند شد.

اما در این تورنمنت فضایی ممکن است ژاپنی ها گوی افتخار بازگرداندن اولین نمونه ها از مریخ را نصیب خودشان نمایند. سازمان فضایی ژاپن روی ساخت فضاپیمایی متمرکز شده است تا به فوبوس، عظیم ترین قمر مریخ پرواز کند و پس از برداشتن مقداری غبار از آنجا، سال 1408/2029 به زمین بازگردد. این ماموریت کاوش ماه های مریخی یا ام ام ایکس (MMX سرواژه Martian Moons Exploration) نام گرفته است.

ام ام ایکس با خود اولین نمونه هایی را از خاک مریخ خواهد آورد که تا به امروز به زمین رسیده است. دانشمندان می گویند احتمالا سطح فوبوس مقدار زیادی از خاک مریخ را داراست. ذراتی که با شهاب سنگ های مریخی به سطح مریخ برخورد نموده و به سطح فوبوس چسبیده اند. اگر همین طور باشد ام ام ایکس بیش از صد ذره از مریخ را می تواند با خود به زمین بیاورد. هر ذره ممکن است مواد معدنی ای را دربر داشته باشد که اطلاعاتی را درباره سن و ویژگی های مغناطیسی و شیمیایی ذره فاش کند.

هر ذره حاوی اطلاعات ژئوشیمیایی درباره محیط سطح مریخ در زمان شکل گیری اش است. از این رو با تحلیل همه ذرات، تصویری از چگونگی تغییر محیط سطح مریخ در طول زمان به دست خواهد آمد. نتایج آنالیز های آزمایشگاهی این نمونه های مریخی، ناسا و اسا را برای رویارویی با آنچه پیش روی نمونه های ماموریت مارس2020 است، آماده خواهد نمود.

منبع: nature