«کنجکاوي در راه مريخ »

مريخ نورد آزمايشگاه علمي مريخ که به نام Curiosity يا «کنجکاوي» خوانده مي شود ، پيشرفته ترين کاوشگري است که تا کنون به سوي مريخ اعزام شده است و بسياري از محققان اميدوارند در صورت فرود موفق اين مريخ نورد بر مريخ اطلاعاتي که از محيط اين سياره به زمين فرستاده مي شود به برخي از پرسش هاي اساسي آن ها پاسخ دهد . اين مأموريت با هزينه اي معادل 5/ 2 ميليارد دلار (تقريبا معادل 3000 ميليارد تومان)يکي از گرانترين ماموريت هاي کاوش مريخ به شمار مي رود و در صورت موفقيت چهارمين مريخ نوردي خواهد بود که به کاوش سطح مريخ خواهد پرداخت .

اهميت مريخ نوردها
 

نخستين مريخ نورد موفق در سال 1376/ 1997 به مريخ رسيد . کاوشگر رهياب مريخ با خود خودروي کوچکي به نام سوجورنر را حمل مي کرد که مي توانست چند متري اطراف محل فرود به گشت زني بپردازد و از محيط اطرافش تصاوير و داده هايي ساده و ابتدايي به زمين ارسال کند . اين مريخ نورد از نظر ناوبري بسيار ابتدايي بود و بايد از زمين به صورت دستي هدايت مي شد . يعني پس از تعيين موقعيت ، کاربران اتاق کنترل آن را اندکي جا به جا مي کردند و منتظر مي ماندند تا نتيجه ي حرکت به زمين برسد تا قدم بعدي برداشته شود . اما همين چند قدم ارزان نشان داد که براي کاوش محيطي مانند مريخ ، مريخ نوردها ابزارهاي بي نظيري اند . وقتي دشواري سفر به مريخ را در نظر بگيريم اهميت اين مريخ نوردها بيشتر معلوم مي شود . راه رسيدن به مريخ راه چندان ساده اي نيست . همين چند هفته پيش بود که مسير مريخ قرباني تازه اي گرفت و اين بار روس ها را که پس از سال ها بار ديگر قصد داشتند با مأموريتي هيجان انگيز به مريخ بروند ، ناکام گذاشت . مأموريت فوبوس گرانت بلافاصله پس از پرتاب در ابتداي مسيرش ارتباط راديويي خود را با زمين از دست داد اما پس از دو هفته هم که ارتباط برقرار شد اميد چنداني به ادامه ي موفق سفرش وجود ندارد .
در تاريخ مأموريت هايي که عازم سياره ي سرخ بوده اند بيش از پيروزي و موفقيت ، شکست به چشم مي خورد و فقط اندکي بيش از 40 درصد از اين مأموريت ها موفق بوده اند . البته اين تعداد بالاي شکست غير از دشواري رسيدن به اين سياره حکايت از تعداد بيشتر مأموريت ها به سوي اين سياره نيز دارد . مريخ يکي از جذاب ترين اهداف فضايي براي کاوش است و به همين علت تعداد بسيار زيادي از مأموريت هاي فضايي به مقصد آن طراحي و اجرا شده اند که در نتيجه آمار شکست هاي آن نيز به مراتب چشمگيرتر از ساير اهداف کاوش هاي منظومه ي شمسي است .
پس از مريخ نورد سوجورنر و پس از ناکامي هاي بزرگ ناسا در زمينه مريخ که با شکست پياپي دو ماموريت قطب نشين مريخ و يک مدارگرداکتشافي همراه بود در سال 1379/ 2000 در بخش مأموريت هاي روباتيک ناسا يا جي پي ال ، برنامه ي مستقلي براي کاوش مريخ طراحي شد که مديريتش بر عهده ي فيروز نادري بود . در اين دوره بود که خودروهاي دوقلوي کاوشگر مريخ ، «روح» و «فرصت» ، عازم مريخ شدند و هر يک در يک نيم کره مريخ فرود آمدند . هدف آن ها در مدت 90 روزه ي ماموريتشان جست وجوي نشانه هايي مبني بر وجود آب در گذشته ي مريخ بود . اين مريخ نوردها از نمونه ي قبلي خود بسيار پيشرفته تر و بزرگ تر بودند . آن ها مي توانستند بدون نياز به هدايت لحظه اي ، مسافتي طولاني را در مريخ طي کنندو ابزارهاي آن ها باعث مي شدند تا در نقش زمين شناسان روباتيکي ايفاي نقش کنند . آن ها در مدت پيش بيني شده ي ماموريت خود توانستند اهداف پروژه ي خود را محقق کنند و علي رغم دشواري هاي محيط مريخ بسيار بيشتر از مدت تعيين شده نزديک به هفت سال ، به فعاليت خود ادامه دهند .

فرود کنجکاوي
 

گام بعدي براي اکتشاف در مريخ آزمايشگاه علمي مريخ يا کنجکاوي است . مريخ نورد کنجکاوي که اينک سفر خود را به سوي مريخ آغاز کرده است از جهات بسياري نسبت به نمونه هاي قبلي خود تکامل يافته تر و کامل تر به شمار مي رود . اين مريخ نورد پس از سفر 5/ 8 ماهه ، مرداد سال آينده به مريخ خواهد رسيد و روز 16 مرداد مطابق برنامه قرار است بر سطح مريخ فرود بيايد اما وزن زياد اين مريخ نورد که حدود 900 کيلوگرم است و ابعاد آن که طول بدنه اش در شرايط بسته بودن بازوي آن به بيش از سه متر مي رسد ، استفاده از تجربه هاي پيشين براي فرود را ناممکن مي کند . مريخ نوردهاي روح و فرصت با کيسه هاي هوا به مريخ رسيدند . در مرحله ي نخست ، پس از آن که محفظه ي حامل آن ها وارد جو مريخ شد و بر اثر اصطکاک با اين جو سرعتش کاهش يافت ، چتر نجات سرعت محفظه ي حامل مريخ نوردها را باز هم کاهش داد . خود مريخ نوردها درون هرمي کوچک بودند که ديواره هاي آن را کيسه هاي هوايي پر مي کرد . وقتي اين کيسه هاي هوايي باز مي شدند اين هرم ، شکلي شبيه به خوشه ي انگور پيدا مي کرد . هنگامي که چند متر تا سطح مريخ باقي مانده بود اين هرم پوشيده در کيسه هاي هوا رها مي شد و چتر نجات به فاصله ي دورتري مي رفت . سپس محفظه ي اصلي پس از اين که چندين بار مانند توپ بسکتبال به زمين خورد در مکاني ثابت مي شد و پس از فرونشستن گرد و خاک ، در محفظه ي هرمي شکل باز مي شد و مريخ نوردها سفرخود را آغاز مي کردند .
 ورود به جو مريخ با زاويه ي خاصي صورت مي گيرد . اگر اين زاويه به هر علتي کم تر يا بيشتر از مقدار مجاز باشد ماموريت شکست مي خورد . زاويه ي ورود کم تر از مقدار تعيين شده باعث مي شود سفينه مانند سنگي که روي آب درياچه اي پرتاب مي کنيم و بر آن کمانه مي کند و دوباره از سطح بلند مي شود ، روي جو مريخ کمانه کند و در اعماق فضا سرگردان شود . زاويه ي بيشتر باعث مي شود فشار بيشتري به سپر حرارتي وارد شود و اين سپر نتواند در برابر فشار مقاومت کند و حتي در صورت تاب آوردن ، سرعت اوليه به قدري زياد خواهد شد که مراحل بعدي فرود نمي توانند اين سرعت را کاهش بدهند در نتيجه فضاپيما سقوط مي کند و نابود مي شود .
پس از آن که فضا پيما با زاويه ي مشخص وارد جو مريخ شد ، برخورد با لايه هاي فشرده ي جو ، سرعت محفظه را کاهش مي دهد . پس از اين مرحله است که سپر حرارتي رها مي شود و ثانيه هايي بعد ، مرحله ي بعدي با آزاد کردن چترهاي نجات آغاز مي شود . چتر نجات بار ديگر سرعت محموله ي فرود را کاهش مي دهد در اين بين سامانه ي فرود نهايي آزاد مي شود . اين سامانه در بر دارنده ي بخش موتوري است که نقشي شبيه به ماه نشين هاي قديمي را بازي مي کند . در مدتي که چتر نجات در حال کاهش سرعت است در عين حال دوربين زير بدنه ، منطقه ي فرود را بررسي مي کند . در اين مرحله چتر نجات جدا و به فاصله ي دوري پرتاب مي شود و موتورهاي معکوس کننده ي سامانه ي فرود آغاز به کار مي کنند . اين موتورها به نبرد با گرانش مريخ بر مي خيزند تا مريخ نورد را آرام تر به محل نهايي برسانند . در اين مرحله ريسمان بلندي بدنه ي مريخ نورد را که اکنون چرخ هايش باز شده است از بدنه ي سامانه ي فرود دور مي کند . به محض اين که چرخ ها سطح مريخ را لمس کنند ، اين طناب بريده مي شود و سامانه ي فرود همراه با طناب متصل به آن به فاصله ي دورتري پرتاب مي شود . مدتي بعد ، پس از اين که گرد و غبار حاصل از اين فرود خوابيد ، مريخ نورد با فعال کردن بخش راهبري و دوربين هايش مأموريت خود را آغاز مي کند . مأموريتي که مطابق برنامه ها بايد 686 روز زميني يا 668 روز مريخي دوام بياورد . البته اين بار بر خلاف مريخ نوردهاي روح و فرصت منبع توليد نيروي اين مريخ نورد ، ژنراتور ايزوتوپي ترموالکتريکي است که قبلا نمونه هاي آن در کاوشگر هاي وايکينگ به کار گرفته شده بود . پس اين مريخ نورد براي توليد انرژي به خورشيد نيازي ندارد .

مأموريت مريخي
 

اين مريخ نورد براي بررسي محيط اطرافش با خود 10 ابزار علمي پيشرفته حمل مي کند ؛ ابزارهايي مانند مجموعه اي کامل از دوربين هاي نور مرئي ، طيف سنج هاي آلفا و پرتو ايکس ، ابزار بررسي شيميايي محيط ، واحد تعيين و بررسي ميزان پرتوهاي مريخي ، سامانه ي آب و هوايي مريخ ، واحد بررسي نشانه هاي آب در سطح و زير سطح مريخ و چند ابزار ديگر. اما يکي از بارزترين ويژگي هاي متمايز اين مريخ نورد بازوي بلند و تواناي آن است که مي تواند بخش هاي جالب توجه پيرامونش را حفاري و از آن نمونه برداري کند . اين مريخ نورد مي تواند نمونه هاي برداشته شده از محيط مريخ را جمع آوري کند و به درون يکي از دو آزمايشگاه زمين شناسي که روي عرشه ي اين مريخ نورد سوار است وارد کند . در اين واحدهاي آزمايشگاهي ، سيستم هاي خودکار مي توانند با دقت بيشتري نمونه ها را بررسي کنند و جزئيات آن ها و اطلاعات علمي مربوط به آن ها را استخراج کنند . به اين ترتيب اين ماشين علمي گران قيمت مي تواند اطلاعات ارزشمندي از محيط پيرامونش به زمين بفرستد .
محيطي که اين ماشين در آن به فعاليت خواهد پرداخت ، پس از بحث هاي طولاني و از بين نامزد هاي گوناگون انتخاب شده است . محل فرود اين مريخ نورد دهانه اي به نام دهانه ي گيل (Gale) است که در عرض جغرافيايي 4 درجه ي شمالي و طول 137 درجه ي شرقي مريخ قرار دارد . مريخ نورد در منطقه اي کوهپايه اي فرود خواهد آمد که قبلاً مدارگردهاي گوناگون آن را بررسي کرده اند و به نظر مي رسد آبرفتي بسيار غني از مواد معدني گوناگون است . مريخ نورد پس از فرود به سوي ديواره هاي اين کوهستان پيش روي خواهد کرد تا به بررسي نمونه اي از سنگ هايي که در اين کوهستان مرکزي دهانه قرار دارد بپردازد . اين منطقه تنوع بسيار جالبي از سنگ هاي متعلق به دوره هاي مختلف تحول مريخ را در دل خود دارد و شايد بتواند نمونه هاي لازم براي کاوش هاي کنجکاوي را در اختيار آن بگذارد تا اهداف اصلي مأموريت تحقق يابد .
اهداف اوليه ي اين مريخ نورد بررسي و جست و جوي ساختارهاي آلي پيچيده در مريخ است . بررسي و کاوش سطح مريخ از نظر ترکيبات شيميايي و بررسي چرخه ي آب و دي اکسيد کربن و همچنين بررسي ميزان تابش هاي مختلف در مريخ از ديگر اهداف علمي اين ماموريت به شمار مي روند . همه ي اين هدف ها در زنجيره ي کاوش هاي مريخ گام ديگري است که به محققان کمک مي کند تا به دو پرسش اصلي در زمينه ي مريخ پاسخ دهند ؛ اگرچه شايد رسيدن به پاسخ نهايي در اين زمينه به تنهايي و فقط با اين مريخ نورد به دست نيايد و نيازمند سفرهاي بعدي باشد . اين دوپرسش تاريخي و مهم عبارت اند از اين که آيا مريخ زماني (و شايد همين الان) ميزبان گونه اي از حيات حتي به شکل ابتدايي و اوليه بوده است ؟ و دوم اين که محيط مريخ تا چه حد براي سفرهاي آينده ي انسان و اقامت طولاني او در اين سياره ي سرخ فام مهيا است .
اهميت اين مريخ نورد هنگامي که به جدول کاوش هاي بعدي مريخ در ناسا نگاه کنيم چند برابر مي شود . ناسا در حال حاضر درگير تامين بودجه اي است که بايد صرف ماموريت هاي بعدي مريخ شود و اين روزها شايعاتي از اين که ممکن است ماموريت بعدي در قالب همکاري مشترک با اروپا و بر اساس مدارگرد در سال 1395/ 2016 و مريخ نورد ديگري در سال 1397/ 2018 مي شود به تأخير بيفتد بر سر زبان ها است . قطعا نتيجه اي که اين ماموريت به همراه دارد مي تواند حمايت بيشتري براي تامين منابع مالي ماموريت هاي بعدي به همراه داشته باشد اما اين موضوعي است که فعلا نبايد نگران آن بود . در حال حاضر اولويت اصلي رسيدن مريخ نورد کنجکاوي به مدار مريخ و از آن مهم تر به سلامت طي کردن مراحل پيچيده ي فرود است . مرداد سال آينده روزهاي بسيار هيجان انگيزي در انتظار علاقه مندان اکتشافات فضايي و به ويژه دوستداران مريخ است .

 

**زيرنويس عکس ها
ماکت هايي از سه نسل از مريخ نوردها در اندازه ي واقعي . کنجکاوي از همه بزرگتر است و سوجورنر از همه کوچک تر . اين ماکت ها براي نشان دادن نسبت اندازه ي اين مريخ نوردها در حياط JPL ناسا قرار داده شده اند .
**-شبيه سازي يکي از مراحل فرود کنجکاوي بر مريخ . سامانه ي فرود با طنابي که محکم به بدنه ي مريخ نورد وصل شده است . کنجکاوي را به آهستگي روي سطح مريخ قرار مي دهد .
**-نمايي از گودال گيل ، محلي که براي فرود مريخ نورد کنجکاوي انتخاب شده است .
برگرفته از مجله نجوم شماره 213