در دهه ي آينده منظومه ي شمسي را چگونه كاوش خواهيم كرد؟

بشر از نخستين سفرش به فضا، از پنج دهه ي پيش، راه درازي پيش آمده است، در 10 سال آينده بسيار پيش تر خواهيم رفت.
پس از نيم قرن كاوش روبوتيك گسترده در منظومه شمسي حالا به سطح بالاتري از اين فعاليت رسيده ايم. ديگر مأموريت ها فقط شامل ملاقاتي كوتاه با سيارات يا رفتن در مسيرهاي يك طرفه نيست. زمان آن فرا مي رسد كه كاوش گرها يك جا به ملاقات همه ي جاذبه ها بروند و نخستين مأموريت هاي «بازگشت به مبدأ» هم در دست برنامه اند كه هدف هاي بي شك بلندپروازانه تري هم خواهند داشت.
از سوي ديگر، از سَرگيريِ پرواز انسان به ماه و احتمال به راه افتادن شكل جديدي از «مسابقه ي جهاني تسخير ماه» كاملاً منتفي است. متأسفانه دهه ي پيش رو هم دهه ي ديگري است بدون پرواز انسان به فراسوي مدارهاي اطراف زمين، اما اگر بخت يارمان باشد اين آخرين دهه ي باقي ماندن بشر در گهواره اش خواهد بود.
نگاهي پيشاپيش به كاروان فضاپيماها در دهه ي آينده چالش برانگيز است زيرا هنوز پيش بيني برنامه هاي شركت هاي مختلف و سرمايه گذاري هاي مطمئن دشوار است. با وجود تنوع مقصدها و البته گستردگي نقش آفرينان اين صحنه فرقي نمي كند كه در اين مقاله چقدر دقيق به برنامه هاي آينده پرداخته باشيم زيرا بي شك در آينده شگفتي هاي بسياري، چه مثبت و چه منفي، انتظارمان را مي كنشد و تغييراتي در اين برنامه ها رخ خواهند داد.

مأموريت هاي در راه...
 

براي شروع بحث درباره ي مأموريت هاي آينده به سياره ها خوب است ابتدا نگاهي داشته باشيم به مأموريت هاي فعلي؛ چه آن هايي كه در راه رسيدن به هدف اند؛ چه آن هايي كه به مقصد رسيده اند، و چه آن هايي كه در مراحل تمديد مأموريت قرار دارند. سپس گروه جديد فضاپيماها، كه پرتاب بسياري از آن ها سال ها به تأخير افتاده است، به اين كاروان خواهند پيوست. در ميانه ي دهه ي آينده شاهد دو موج جديد از پرتاب ها خواهيم بود: مأموريت هاي بلندپروازانه تري كه پشتيباني دولتي دارند، و مجموعه اي از مأموريت هاي خصوصي به مقصد ماه كه به دنبال كسب افتخار و شايد جوايز نقدي اند. در نيمه ي دوم اين دهه شاهد مجموعه ي گسترده تري از مأموريت ها به ماه سيارات خواهيم بود كه پيش گام مسيرهاي جديد خواهند بود، برنامه هاي پيشين را گسترش خواهند داد، و حواسّ انسان را با محيط هاي تازه اي آشنا خواهند كرد.
همين حالا، تعداد بسياري كاوش گر فعال- كه متعلق به آمريكا، اروپا و آسيا هستند - يا در راه رسيدن به مقصدند يا بر سطح سيارات ديگر فرود آمده اند. باعث شگفتي است كه كاوش حال حاضر ما از منظومه مان چقدر كامل است؛ به طوري كه در سرتا سر منظومه ي شمسي امروز كاوش گري روبوتيك داريم. فقط كافي است سياره ها و ديگر اجرام منظومه ي شمسي را فهرست كنيم:
- عطارد: كاوش گر مِسِنجِر همين يك ماه پيش به مداري به دور عطارد رسيد و كارش را آغاز كرد.
- زهره: كاوش گر اروپايي ونوس اكسپرس و كاوش گر ژاپني آكاتسوكي در مدارند و مشغول بررسي جوّ اين سياره اند.
- ماه: مدارگرد شناسايي ماه (LRO) متعلق به ناسا همچنان از مدار مشغول نقشه برداري از سطح ماه است و دومين مدارگرد چيني، چانگ 2، و دو كاوش گر كهنه كار بادهاي خورشيدي هم در مداري پايدار در نزديكي منظومه ي زمين-ماه قرار مي گيرند.
- مريخ: سه مدارگرد (اُديسه ي مريخ، مدارگرد شناسايي مريخ، و مارس اكسپرس) و يكي از مريخ نوردها (فرصت) همچنان مشغول كاوش ناشناخته هاي سياره ي سرخ اند.

- كمربند سيارك ها: فضاپيماي داؤن (Dawn) اكنون آنجاست و هنوز به سمت سيارك وستا 4 مي رود تا آن را يك سال بررسي كند و سپس به سوي سياره ي كوتوله، سرس 1، برود.
- مشتري: پادشاه سياره ها فعلاً ملاقات كننده اي ندارد.
- زحل: مأموريت «تمديد شده ي تمديد شده ي» كاسيني همچنان در اطراف حلقه ها و قمر هاي اين سياره در گردش است.
- اورانوس و نپتون: اين غول هاي يخي فعلاً خارج از فهرست هدف ها قرار دارند.
- پلوتون: فضاپيماي افق هاي نو (New Horizons) در راه رسيدن به پلوتون تا تابستان 2015/1394 در حالت «خواب» به راهش ادامه مي دهد؛ پس از آن هم اخترشناسان اميدوارند كه مسير آن را به سوي اجرام دورتر كمربند كويپر تغيير دهند.
البته همه مسيرهاي پرواز اين قدر از پيش تعيين شده و مشخص نيستند. همين تابستان گذشته، كاوش گر اروپايي رُزِتا از ميان كمربند سيارك ها گذشت و در ماه ارديبهشت وارد حالت «خواب» مي شود و به سفرش ادامه مي دهد تا سه سال بعد كه به دنباله دار هدفش برسد. سطح نشين آن، به نام فيلاي (philae)، طبق برنامه در نيمه ي پاييز 2014/1393 بر سطح هسته ي دنباله دار چوريوموف/گراسيمِنكو فرود مي آيد. كاوش گر اصلي وارد مداري به دور دنباله دار مي شود و سال ها آن را بررسي خواهد كرد.
و فراموش نمي كنيم كه فضاپيماهاي ويجر 1 و 2 هنوز با قدرت به راه شان ادامه مي هند و به سنجش لبه هاي منظومه شمسي و فضاي ميان ستاره اي مشغولند.
نزديك تر به خانه، چندين فضاپيماي كوچك تر داريم كه مدت ها پيش دوران تعيين شده ي مأموريت خود را با موفقيت به پايان رسانده اند و البته هنوز كار مي كنند و به سوي هدف هاي جديد هدايت مي شوند. در پاييز 2010/1389 فضاپيماي ديپ ايمپكت، در بخشي از مأموريت خود موسوم با اِپوكسي، بيش از پنج سال پس از ارسال برخورد گرش به سوي دنباله دار تمپل، از كنار دنباله دار هارتلي گذشت؛ اين فضا پيما حالا منتظر دستورات بعدي است. تمپل 1 همچنين مقصد بعدي براي فضاپيماي استارداست بود كه پيش از اين هم با موفقيت غبار دنباله داري راگردآوري و در سال 2006/1385 به زمين ارسال كرده بود. گذر استارداست از كنار تمپل1 در تاريخ 25 بهمن 1389 انجام شد و فضا پيماي انقلابي ايكاروس ژاپني در ارديبهشت 1389 قلمدوش فضاپيماي آكاتسوكي پرتاب شد. ايكاروس قرار است به كمك باد خورشيدي و «بادبان هاي» ويژه ي خود يك سال در بخش دروني منظومه ي شمسي به كاوش بپردازد و سرانجام به سوي خورشيد رهسپار شود.
حتي اگر هيچ فضاپيماي ديگري هم تا سال ها پرتاب نشود، همين كاروان موجود هم دهه ي آينده را پُر از كشف هاي هيجان انگيز مي كند.

پرتاب هايي در آينده ي نزديك
 

افزون بر مأموريت هايي كه در حال انجام اند، تعدادي نيز به زودي پرتاب مي شوند. شايد مهم ترين و جالب ترين پيشرفت سال جديد اين باشد كه روسيه سرانجام نقش تاريخي خود را در مقام بازيگر اصلي صحنه ي اكتشافات فضايي از سر مي گيرد؛ آن هم 2 دهه پس از فروپاشي اتحاد جماهير شوروي و آرزوهاي بزرگش براي تسخير فضا.
تعداد بسياري مأموريت متوسط در بيشتر سال پيش رو سكّوهاي پرتاب را گرم نگاه خواهند داشت. مدارگرد بعدي ناسا به دور سياره ي مشتري، به نام جونو، قرار است در ميانه ي تابستان امسال سفري 5 ساله را به سوي هدف آغاز كند. جونو با استفاده از صفحه هاي خورشيدي اَبَر كارآمد (كه نخستين بار است در مأموريتي به بخش هاي بيروني منظومه استفاده مي شود) وارد مدار قطبي عظيمي به دور مشتري مي شود تا به مدت دست كم يك سال جوّ و مغناط كره ي اين سياره را بررسي كند.
در شهريور، ناسا مأموريت گرِيل (يا Grail سرواژه ي عبارت Gracvity Recocvery And Interior Laboratory) را پرتاب خواهد كرد كه شامل دو فضاپيما خواهد بود كه در مدارهاي پشت سر هم به مدت 3 ماه به دور ماه مي گردند و ميدان گرانشي اين كره را با دقتي بي نظير مي سنجند. و موفقيت فضاپيماي ژاپني نمونه بردار هايابوسا در تابستان گذشته به احتمال بسيار سنگ هاي سرگردان فضايي را به يكي از هدف هاي عالي براي فضاپيماهاي بعدي تبديل خواهد کرد که احتمالاً مأموريت بعدي به يكي از اين اهداف حدود سال2014/1393 رخ خواهد داد. اگر مأموريتي در آن سال پرتاب شود هدفش سيارك 1999JU3 خواهد بود كه نوعي سيارك پُركربن از گونه ي C است.
در زمستان امسال، دو مأموريت بزرگ از پنجره ي پرتاب 2012/1390 به سوي مريخ بهره مي برند. اين دوره ي كوتاه هر 2/2 سال يك بار و زماني فراهم مي شود كه مدارهاي زمين و مريخ طوري «هم خط» مي شوند كه انرژي لازم براي رسيدن فضاپيمايي از زمين به سياره ي سرخ به كمترين مقدار خود مي رسد. يكي از اين مأموريت ها قرار است نمونه اي از خاك مريخ را براي بررسي به آزمايشگاه هاي زمين بياورد و در مأموريت ديگر دانشمندان اميدوارند كه بتوانند آزمايشگاه زيست شناسي فوق العاده اي را به مريخ بفرستند. هر دو اين مأموريت ها از پنجره هاي پرتاب سال هاي گذشته به تأخير افتاده بودند و هر دو، به سبب همان تأخير، حالا بخت بيشتري براي موفقيت دارند.
مأموريت نخست، فوبوس- گرانت روسيه است كه با گردآوري و بازگرداندن نمونه اي از خاك فوبوس به زمين به ربعِ قرن غيبتِ اين پيش گام علوم فضا در جهان خاتمه مي دهد. قرار است همچنين مريخ گرد چيني يينگ هو-1 هم سوار بر اين مدموريت روس به فضا پرتاب شود. روس ها به شدت علاقه داشتند كه اين مأموريت را در پنجره ي پرتاب سال 2009/1388 بفرستند اما بعد به اين نتيجه رسيدند كه فضاپيماي شان آمادگي حضور در چنين مأموريت بلندپروازانه اي را ندارد.
از آن زمان، آن ها ابزارهاي گردآورنده ي خاك را در اين فضاپيما از نو ساختند و همچنين امكانات ديگري هم به آن افزودند. (نجوم شماره ي 194 مقاله ي «پروازهاي كم هزينه به فوبوس» را ببينيد.)
مأموريت دوم، مريخ نورد ناسا به نام آزمايشگاه علوم مريخي (MSL) است كه همچنين نام كنجكاوي برايش انتخاب شده است. اين مريخ نورد قرار است طي يك سال بررسي در خاك سياره ي سرخ به دنبال نشانه هايي از زيست شيمي (حتي حيات) بگردد. ابزارهاي علمي كنجكاوي حدود 10 بار سنگين تر و بزرگ تر از مريخ نوردهاي فعلي است و 4 برابر آن ها قدرت الكتريكي دارد (سامانه ي قدرت هسته اي آن مي تواند تا 14 سال دوام بياورد). در عمر 2 ساله اي كه برايش برنامه ريزي شده، قرار است حدود 19 كيلومتر حركت كند؛ تقريباً همان مقداري كه مريخ نورد كهنه كار فرصت در مدت 7 سال به آن رسيد.

نوبت ماه و جايزه اي ايكس پرايز
 

مأموريت هايي به سوي ماه، برنامه هاي فعلي براي سال 2012/1391 و پس از آن را از آنِ خود كرده اند. نخستين كاوش گر روسي ماه پس از 40 سال، لونا- گلوب 1(به معناي «كره ي ماه»)، سال آينده پرتاب مي شود تا ويژگي هاي لرزه شناختي ماه را از مدار بررسي كند. همچنين مأموريت هاي هندي چاندرايان- 2 به سوي ماه هم در سال 2013/1392 پرتاب مي شود و همراه خود مه نشين روسي لونا - رِسورس («ذخاير ماه») را حمل مي كند كه آن هم حامل مه نوردي روسي است. همچنين چانگ 3 نخستين تلاش چين براي فرود بر سطح ماه خواهد بود. مأموريت ژاپني ها، سِلين 2، به سوي ماه در سال 2015/1394 پرتاب خواهد شد كه مجموعه اي از مدارگرد ماه و مه نشين و مه نورد خواهد بود.
اين موجِ كاوش ماه، نمايان گر تصميم هاي سازمان هاي فضايي كشور هاي گوناگون است اما مجموعه اي از مأموريت هاي روبوتيك هم پس از آن خواهند آمد.
بنياد خصوصي ايكس پرايز جايزه اي را به نام Google Lunar X prize طراحي كرده است كه جايزه ي اصلي به مبلغ 20 ميليون دلار و جايزه هاي چند ميليون دلاري ديگري را به مأموريت هاي روبوتيك موفق به سوي ماه اهدا مي كند. مجموعه اي از گروه هاي خصوصي تاكنون يا پيش گذاشته و برنامه هاي خود را براي شركت در اين رقابت اعلام كرده اند.
به گفته ي ويل پامِرانتز، مدير ارشد جايزه هاي فضايي، بيش از 20 گروه شركت كرده اند كه دفاتر اصلي آن ها در بيش از 10 كشور دنيا قرار دارد. او مي گويد: «اغلب شان چند مليتي اند و گروه هاي تك مليتي هم در 65 كشور مختلف كار مي كنند. گروه هاي بسيار بيشتر و بهتري داريم نسبت به آنچه تصورش را مي كرديم».
گروه برنده نخستين گروهي خواهد بود كه روبوتي را بر سطح ماه فرود بياورد كه بيش از 500 متر حركت كند و تصاوير ثابت و متحرك با كيفتي را به زمين ارسال كند. اما براي برنده شدن جايزه ي اصلي گروه بايد اين مأموريت را پيش از سال 2013/1392 به پايان برساند. در غير اين صورت، رقابت تا سال 2015/1394 ادامه مي يابد در حالي كه جايزه ي اصلي به 15 ميليون دلار كاهش مي يابد.
البته پامرانتز انتظار ندارد كه مأموريت هاي خصوصي به سوي ماه با پايان اين رقابت پايان بيابند. او مي گويد: «ما سعي مي كنيم مشوق فعاليت هاي فعلي باشيم»، كه اين يعني دست كم چند پرواز در سال طي دهه ي آينده. ماموريت هاي خصوصي كم هزينه راه را به سوي «همه نوع بازاري» باز مي كنند كه مشتريان آنها ممكن است سازمان هاي فضايي ملي، شركت هاي خصوصي، اتحاديه هاي دانشگاهي، و حتي صنايع سرگرمي ساز باشند.
روبوت هاي كوچك ممكن است مكان هاي فرود را كاوش كنند، خدمات حمل و نقل بسته ها را ارايه كنند، تصاويري بگيرند (و بفروشند)، و ديگر سنجش هاي علمي را فراهم كنند، و البته همچنين كاربردهاي پيش بيني ناپذير ديگر داشته باشند. سخت افزارهايي ساخته شده اند تا گروه هاي مختلف بتوانند خدمات دائمي راه يابي ماهواره اي و ارتباطات را بر سطح ماه ايجاد كنند كه اين موجب مي شود مأموريت هاي ديگر از نظر فناوري بسيار كمتر چالش برانگيز باشند.
مشاركت در چنين رقابتي البته كم هزينه نيست. در طول تاريخ، مهم ترين و جدي ترين شركت كنندگان در رقابت هاي هوانورديِ مشابه طي قرن گذشته بين 2 تا 5 برابر ارزش جايزه هزينه كرده اند. البته معمولاً هم در آينده فرصت هاي تجاري بيشتري نصيب شان شده است.
هرچند تعداد كمي از گروه ها بر اين تصورند كه مي توانند كمتر از ارزش جايزه هزينه كنند و جايزه را هم ببرند. پامرانتز مي گويد: «اغلب گروه ها پيش بيني مي كنند كه 50 تا 70 ميليون دلار هزينه به اضافه ي هزينه هاي پرتاب داشته باشند. البته اين بسيار كمتر از هزينه ي مأموريت هاي پيچيده تر دولتي است».
اين كه آيا روبوت هاي خصوصي به ماه مي توانند به سطحي پذيرفتني در اعتبار و زمان بندي مناسب برسند يا خير پرسش مطرح خواهد بود. اما پاسخش ممكن است ترافيك مأموريت هاي ماه را در انتهاي اين دهه تحت تأثير قرار دهد.
ناسا هم مشوّق گسترش خدمات راه يابي و ارتباطات تجاري در ماه است. اواسط سال گذشته، اين سازمان برنامه هايي را براي خريد اطلاعاتي خاص اعلام كرد كه حاصل تلاش شركت هاي خصوصي براي آزمايش و تأييد قابليت هاي خودروهاي فضايي به كمك شبيه سازي مه نشين هاي كوچك روبوتيك است.
اين برنامه، كه «پروژه ي داده هاي شبيه سازي هاي خلاقانه از ماه» نام دارد، با ايجاد امكان خريدن داده هاي مهندسي حاصل از بررسي قابليت هاي سامانه ي پروازي زمين - ماه و فناوري هاي آزمايش شده امتيازي را براي شركت هاي خصوصي فراهم مي كند.

ساير مأموريت ها
 

با وجود افزايش سرمايه گذاري خصوصي در مأموريت هايي به ماه و احتمالاً به ديگر مقصدها، سازمان هاي فضايي بزرگ دولتي همچنان در حال برنامه ريزي كاوش گرهاي پيچيده ي ميان سياره اي براي نيمه ي دوم دهه ي آينده اند.
روسيه تصميم گرفته تا پس از مجموعه اي از شكست هاي تلخ در مأموريت هايش به مريخ در دهه ي 1970/1350 حالا تا سال 2016/1395 به مريخ بازگردد. مأموريت مِت نِت (يا «شبكه ي آب و هواي مريخ») شامل تعدادي حس گَر كوچك براي بررسي لرزه شناسي و محيطي مريخ خواهد بود كه برخي شان روي سطح سياره ي سرخ قرار خواهند گرفت و تعدادي هم چند متر زير زمين خواهند رفت. هم زمان، دو مأموريت مشترك سازمان فضايي اروپا (اسا) و ناسا برنامه ي اگزومارس را تشكيل خواهند داد كه شرايط زيستي ممكن روي مريخ را بررسي خواهد كرد.
بخش نخست اين مأموريت مدارگردي است كه يك ايستگاه هواشناسي ثابت را حمل خواهد كرد و در سال 2016/1395 پرتاب خواهد شد؛ مأموريت ديگر، كه در سال 2018/1397 پرتاب مي شود، دو مريخ نورد را با هم بر سطح اين سياره فرود خواهد آورد. اين نخستين بار خواهد بود كه دو مريخ نورد در چنين فاصله ي نزديكي از يكديگر مشغول خواهند شد.
چند كشور هم در حال برنامه ريزي مأموريت هايي براي ارسال كاوش گرهايي به نزديكي خورشيدند؛ نزديك تر از هميشه. در كاوش گر سولار پروب پلاس (يا SPP) ناسا- نخستين مأموريت به درون جوّ خورشيد- از فناوري ساخته شده براي كاوش گر مسنجر عطارد استفاده مي شود و قرار است در سال 2015/1394 پرتاب شود. مأموريت اروپايي مدارگرد خورشيد نيز در همين سال پرتاب خواهد شد تا مناطق قطبي خورشيد را بررسي كند كه رصدشان بسيار مشكل است. روسيه هم برنامه دارد كه تا آخر اين دهه با مأموريت اينتر هِليوزوند خود وارد اين بازي شود. در اين مأموريت كاوش گر از فاصله ي كمتر از 30 برابر شعاع خورشيد، يا 21 ميليون كيلومتري، از كنار خورشيد عبور خواهد كرد.
طبيعتاً جزئيات برنامه هاي پايان دهه زياد روشن نيست اما از همين حالا برنامه هايي براي مأموريت هاي جذاب در راه است. روسيه در پرتاب كاوش گري به سياره ي زهره مشاركت خواهد كرد كه با همراهي فرانسه ساخته شده است و وِنِرا - دي نام دارد. متخصصان اين زهره نشين و دو زهره نورد همراهش را طوري طراحي كرده اند كه چند روزي دوام بياورند. ژاپن اميدوار است كه فضاپيمايي به سوي مشتري بفرستد كه احتمالاً مانند ايكاروس با انرژي باد خورشيدي كار خواهد كرد. و مأموريت منظومه ي مشتري- اروپا (EJSM)، برنامه ي مشترك ناسا و اسا، ممكن است در سال 2020/1399 پرتاب شود تا دنباله رو مأموريت هاي بزرگ گاليله و ويجر در بررسي قمر اروپا و به ويژه اقيانوس احتمالي عظيم ير سطحش باشد. مأموريت EJSM در راه رسيدن به اروپا از ميان منظومه ي مشتري مي گذرد و مدام مشتري و ديگر قمرهايش را رصد و بررسي خواهد كرد.

همه ي اين ها چه معنايي دارد؟
 

ده سال پيشِ رو چيزي بيش از فقط افزايش ترافيك ميان سياره اي خواهيم داشت. ماهيت مسئله تغيير مي كند زيرا مأموريت هاي دائمي و رفت و برگشتي بيشتر خواهند شد. آنچه امروز تعجيب برانگيز به نظر مي رسد- يعني داشتن كاوش گرهايي در راه يا در مدار و بر سطح تقريباً همه ي هدف هاي ممكن در منظومه ي شمسي- در سال 2020/1399 عادي خواهد بود.
با پيشرفت ابزارها تا سال 2020/1399، مي توانيم انتظار داشته باشيم كه مأموريت هاي فعلاً تصورناپذير هم بودجه اي دريافت كنند و سرانجام روز پرتاب شان فرا برسد. جذاب تر از همه اين كه شايد مأموريت هاي اين دهه پيش درآمدي باشند بر سفر انسان به اعماق فضا.
منبع: ماهنامه نجوم، شماره 206.