موفقیت‌ها و چالش‌های سه ماموریت تاریخی به مریخ

شاید سال ۲۰۲۱ میلادی با سه ماموریت موفق، سال تاریخ سازی در سابقه ماموریت‌های فضایی به مریخ باشد. از دهه ۶۰ میلادی، ربات‌ها و ماهواره‌های زیادی به مریخ فرستاده شده ‌است و بسیاری از آن‌ها عکس‌ها و اطلاعات مفیدی از اسرار کویرهای مریخ به زمین فرستاده‌اند و حالا این ماموریت‌های اخیر به دنبال نشانه‌های حیات روی مریخ می‌گردند.

آن‌ها از سیستم آب‌و‌هوایی این سیاره نقشه کاملی را تهیه می‌کنند و حتی اولین پرواز روی مریخ را انجام خواهند داد. ماموریت پشتکار (Perseverance) ناسا، پنجمین ماموریت ایالات متحده آمریکا به مریخ است، چین در اولین ماموریت مستقل خود تیانون-۱ (Tianwen-1) را به مریخ فرستاد و امارات متحده عربی در اولین ماموریت بین سیاره‌ای، مدارگرد امید (Hope) را با موفقیت در مدار مریخ قرار داد. تمام این ماموریت‌ها در ماه جولای ۲۰۲۰ میلادی پرتاب و با موفقیت انجام شدند و حالا امیدواریم که تا آخر سال ۲۰۲۱ میلادی اطلاعات مفیدی را از این سیاره در اختیار ما قرار دهند.

ماموریت پشتکار

مریخ‌نورد پشتکار ناسا در دهانه «جزرو» مریخ در نیمکره شمالی این سیاره با موفقیت فرود آمد. پشتکار در قدیمی‌ترین ناحیه مریخ فرود آمد؛ چرا که این ناحیه در حدود ۳.۵ میلیون سال پیش اقلیم گرم‌تر و مرطوب‌تری نسبت به بقیه مناطق مریخ داشته است و اگر حیات فرصتی برای ماندن در این سیاره داشته، این تنها جایی است که می‌توانیم اطلاعات بسیار مفیدی از آن را استخراج کنیم.

پس از فرود، پشتکار ابتدا تمامی تجهیزات علمی خود را چک می‌کند که احتمالا یک یا دو ماه طول می‌کشد و پس از آن، آماده جمع آوری اطلاعات از گذشته مریخ است.

پشتکار با تجهیزاتی مانند لیزر و دورببن‌های زیادی مجهز شده است تا نشانه‌ حیات را در ابعاد مولکولی در سطح این سیاره جستجو کند. در بازوی این مریخ‌نورد، دو دوربین به نام «شرلوک» و «پیکسل» نصب شده ‌است تا این نشانه‌های حیات را جستجو کند. شرلوک با دقت دو اینج (پنج سانتی‌متر) خاک مریخ را با یک لیزر فرابنفش بررسی می‌کند و دوربین همراهش به نام «واتسون» یافته‌های شرلوک را ثبت می‌کند. پیکسل با پرتوهای اشعه ایکس به دنبال مواد معدنی می‌گردد که تا میلیون‌ها سال پس از مرگ یک موجود زنده در محیط باقی می‌مانند.

پشتکار قبل از شروع کاوش‌های خود، اولین پرواز روی مریخ را انجام خواهد داد. به همراه این مریخ‌نورد، یک پهپاد با وزن کمتر از دو کیلوگرم به نام نبوغ (Ingenuity) به مریخ رفته است که می‌تواند حدود ۹۰ ثانیه تا ارتفاع ۱۰ تا ۱۵ پایی این سیاره پرواز کند.

نبوغ با انرژی خورشیدی کار می‌کند و می‌تواند با سیستم خود باتری خورشیدی‌اش را دوباره شارژ کند. اگر پرواز نبوغ موفقیت‌آمیز باشد می‌تواند گام اولی باشد تا از این به بعد پهپادها شکاف بین مقیاس مدارگردها و مریخ‌نوردها را پوشش دهند. آن‌ها می‌توانند مناطقی را ببینند که از دید مریخ‌نوردها و مدارگردها دوراند اما برای نمونه برداری مناسب‌اند.
گاهی این مناطق برای مریخ‌نوردها بسیار خطرناک و هزینه‌بر است اما پهپادها به راحتی به پرواز در می‌آیند و شاید در آینده بتوانند نمونه‌برداری هم انجام دهند.

بیشتر اتمسفر مریخ کربن‌دی‌اکسید است به همین دلیل پشتکار ابزاری به نام «ماکسی» دارد که می‌تواند کربن‌دی‌اکسید جو را فشرده کند و درون یک سلول الکترولیز تبدیل به اکسیژن کند. اگر موفق به چنین کاری شود، فضانوردان در آینده می‌توانند از چنین فرآیندی استفاده کنند تا اکسیژن مورد نیاز خود را تامین کنند. اکسیژن همچنین جزو اصلی‌ترین مواد سوخت راکت‌هاست. اگر این تکنولوژی جواب دهد، فضاپیماها می‌توانند با سوخت کم‌تری برای بازگشت به زمین فرستاده شوند و باقی سوخت خود را در مریخ تامین کنند و حتی می‌توانند با مخزن‌های کوچک‌تری به ماموریت‌ها بروند و در نتیجه وزن کمتری را به حمل سوخت اختصاص می‌دهند.

در آخر، در این ماموریت ۴۳ نمونه برداشته و در پشتکار ذخیره می‌شود تا زمانی که دانشمندان در ناسا تصمیم بگیرند آن‌ها را در جایی در مریخ کنار بگذارند تا با ماموریت دیگری به زمین آورده شوند. دانشمندان باید تصمیم بگیرند که چه زمانی نمونه‌برداری کنند و کی و کجا این نمونه‌ها را کنار بگذارند. بحث‌های زیادی در رابطه با این زمان‌بندی‌ها وجود دارد. اگر اتفاق غیرمنتظره‌ای بیافتد و نمونه‌ها در پشتکار ذخیره نشوند، راه دیگری برای آوردن آن‌ها به زمین وجود نخواهد داشت.

امیدواریم که تا آخر سال ۲۰۲۱ میلادی بتوانیم جایی که این نمونه‌ها در انتظار بازگشت به زمین باشند را مشخص کنیم.

اهداف تیانون-۱

سازمان فضایی چین، اطلاعات تیانون-۱ را به طور عمومی منتشر نکرده ‌است اما اهداف اصلی این ماموریت را در مقاله‌ای منتشر کرده ‌است. ماموریت تیانون-۱ متشکل از مدارگرد، لندر و مریخ‌نورد است که هر دوی آن‌ها از دوربین‌ها، رادار‌ها و ابزار‌های مختلفی استفاده می‌کنند تا ساختار سیاره، خاک و اقلیم مریخ را کاوش ‌کنند و حضور آب و یخ را در سطح این سیاره سرخ را بررسی کنند.

پس از اینکه لندر روی مریخ نشست، به مریخ‌نورد اجازه می‌دهد تا در دشت یوتوپیا در مریخ حرکت کند. این ناحیه صدها کیلومتر دورتر در شمال غربی محل مریخ‌نورد کنجکاوری (Curiosity) و شمال شرقی پرسویرنس است.

در حالی که اطلاعات بسیار کمی از تیانون-۱ داریم، این ماموریت به دلیل اینکه جای جدیدی روی مریخ را کاوش می‌کند بسیار هیجان‌انگیز است. در این مدت، مدارگرد تیانون-۱ به عنوان یک راه ارتباطی بین مریخ و زمین عمل می‌کند و همچنین اتمسفر  مریخ را بررسی می‌کند.

«امید» در مدار مریخ

امارات متحده عربی اطلاعات بسیار زیادی درباره «امید» منتشر کرده‌است. سازمان فضایی امارات اسم این ماموریت را «امید» انتخاب کرد تا با موفقیت خود، الهام‌بخش مردم خاورمیانه باشد. هدف اصلی امید، مشاهده، اندازه‌گیری و بررسی اتمسفر مریخ است.

تجهیزات این مدارگرد، یک اسپکترومتر فروسرخ، اسپکترومتر فرابنفش و یک دوربین برای ثبت عکس‌های با رزولوشن بالا از جو مریخ است. اسپکترومتر فروسرخ، مقدار غبار، ابر، بخار آب و دمای اتمسفر زیرین مریخ را اندازه‌گیری می‌کند. چنین بررسی‌هایی به ما اطلاعات مفیدی از چرخه‌های جوی و فصل‌های مریخ می‌دهد. اسپکترومتر فرابنفش ترموسفر این سیاره یعنی دومین لایه بالایی مریخ را بررسی می‌کند و مقدار کربن‌مونوکسید و اکسیژن درون این لایه را اندازه‌گیری می‌کند و یک نقشه سه بعدی از هیدروژن و اکسیژن درون اگزوسفر (بیرونی‌ترین لایه جو) تهیه می‌کند.

مدار امید نسبت به مدارگردهای دیگر مریخ مانند «ماون» (MAVEN) ناسا، مدار استوایی و بزرگ‌تری است. مدارگردهای دیگر مانند ماون که در مدار شمالی-جنوبی مریخ قرار دارند، بسیار به مریخ نزدیک هستند. اگرچه جزئیات بیشتری از سیاره را تحت پوشش قرار می‌دهند، وسعت دید بسیار کمتری نسبت به امید دارند.

راه طولانی

راه بسیار طولانی طی شده تا به چنین سطحی از کاوش‌های مریخی برسیم. ماموریت پشتکار تنها گامی از یک استراتژی اخترزیست‌شناسی است که از ۲۵ سال پیش آغاز شده ‌است. اخیرا، ناسا به این پی برد که زمانی در مریخ آب مایع جریان داشته و چنین اتفاقی به جستجوی علائم حیات در این سیاره ختم شد.

برخلاف وجود شرایط سخت پاندمی، تلاش‌های سخت دانشمندان در سراسر دنیا به نتیجه رسیده‌است و چنین کاری بسیار شگفت‌انگیز است که با وجود چالش‌های بیشتر، دانشمندان توانستند این ماموریت‌ها را با موفقیت به سرانجام برسانند.