یک دهه حضور در سیاره سرخ؛ مریخ‌نورد کنجکاوی چه دستاوردهایی داشته است؟

حالا ده سال است که از فرود مریخ‌نورد کنجکاوی (Curiosity) ناسا روی سیاره سرخ می‌گذرد و تا امروز تصاویر و اطلاعات هیجان‌انگیزی برای ما فرستاده است. البته به گفته ناسا این تازه آغاز ماموریتی جدید برای این مریخ‌نورد در مسیرش به بالای کوهی مریخی است.

ده سال پیش در چنین روزی، مریخ‌نورد کنجکاوی با سیستم کاهش ارتفاع خود با موفقیت سطح مریخ را لمس کرد و ماموریت خود را برای کشف شواهد حیات در میلیاردها سال پیش آغاز کرد. تاکنون این مریخ‌نورد 29 کیلومتر روی سیاره مریخ پیموده و ارتفاعی برابر با 625 متر را طی کرده است.

کنجکاوی هم اکنون دهانه گیل (Gale crater) و دامنه کوه شارپ را کاوش می‌کند و تا امروز 41 نمونه سنگ مریخی را با ابزار علمی خود بررسی کرده است تا از اسرار مریخ، این سیاره همسان زمین به ما بگوید.

تا امروز گروهی از مهندسان در آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL - Jet Propulsion Laboratory) تمام وقتشان را صرف ناوبری و کنترل این ماموریت کرده و آسیب‌های کنجکاوی را به کمترین حالت ممکن رسانده‌اند. اخیرا ناسا اعلام کرد که این ماموریت برای سه سال دیگر تمدید می‌شود و ماموریت‌های خود را برای کشف شواهدی از حیات میکروبی ادامه می‌دهد.

مریخ‌نورد کنجکاوی چیست؟

این مریخ‌نورد که به درستی «کنجکاوی» نامگذاری شده است، بزرگترین و قدرتمندترین فضاپیمایی است که تا امروز به مریخ فرستاده‌ایم. هدف اصلی این ماموریت، مطالعه شرایط مطلوب شکل‌گیری حیات در میلیاردها سال پیش است.

برای پاسخ به این سوال، کنجکاوی نمونه‌های سنگی و خاکی و نمونه‌هایی از هوا جمع‌آوری و با ابزار علمی خود آن‌ها را بررسی می‌کند. کنجکاوی کمی کوچک‌تر از یک خودروی معمولی است و ابزارهای علمی را در خود جای داده است.

این ابزار شامل 17 دوربین، یک لیزر برای بررسی نمونه‌ها و دریلی برای جمع‌آوری آن‌ها دارد. پژوهشگران با مطالعه ترکیبات این نمونه‌های سنگی می‌توانند تاریخ جغرافیایی مریخ را بررسی کنند. از آن مهم‌تر، درون سنگ‌ها آثاری از واکنش این مواد با آب مایع دیده می‌شود.

به علاوه، کنجکاوی می‌تواند ترکیبات زیستی داخل سنگ‌ها را تشخیص دهد و شواهدی از حیات ثبت کند. در ابتدا این ماموریت فقط برای دو سال طراحی شده بود، اما در دسامبر 2012/آذر 1391 ناسا این ماموریت را تمدید کرد و حالا 3555امین روز (زمینی) خود را در این سیاره می‌گذراند.

فرود روی مریخ

حتی قبل از اینکه کنجکاوی رو سطح مریخ فرود آید، فعالیتی تاریخی و علمی رقم زد. کنجکاوی در 26 نوامبر 2011 / 5 آذر 1390 با راکت اطلس 5 به سمت مریخ پرتاب شد و 8 ماه بعد به این سیاره رسید. روشی که برای فرود این مریخ‌نورد استفاده شد، روش جدیدی بود.

اولین قدم برای فرود کنجکاوی، باز شدن پاراشوت آن در اتمسفر مریخ بود و فقط چندین ثانیه قبل از رسیدن به سطح مریخ، این سیستم با راکت‌هایی آن را کنترل کرد و به آرامی روی این سیاره فرود آورد. این اولین باری بود که چنین سیستمی برای فرود فضاپیمایی روی مریخ استفاده می‌شد.

ناسا با این سیستم نشان داد که می‌تواند به آرامی فضاپیمایی بزرگ و سنگین را روی سطح مریخ فرود آورد و به علاوه، می‌تواند محل فرود دقیقی رو آن تعیین کند.

کاوش دهانه گیل

ناسا دهانه گیل را برای عملیات‌های علمی کنجکاوی انتخاب کرد که احتمال می‌داد روزی در آنجا آب مایع جاری بوده است. پژوهشگران با این فضاپیما رسوب‌ها و مواد معدنی دهانه گیل را مطالعه کردند که نشانه‌ای از حضور آب در آن‌ها دیده می‌شد و حتی می‌توانست نشانه‌هایی از حیات میکروبی در خود داشته باشد.

این دهانه بین 3.5 تا 3.8 میلیارد سال پیش با برخورد شهابی به مریخ شکل گرفته است. این برخورد باعث می‌شود تا خاک و سنگ‌هایی به اطراف دهانه پرتاب شود و در مرکز آن قله‌ای به نام آئولیس (Aeolis Mons) یا شارپ (Mount Sharp) وجود دارد که با رسوب مواد و بادهای مریخی شکل گرفته است.

کنجکاوی با بررسی قله آئولیس متوجه شد که هر چه بیشتر به بالای این قله صعود کند، سنگ‌های جوان‌تری پیدا می‌کند. لایه‌های رسوبی آئولیس نشان می‌دهد که زمانی مقدار آب زیادی در این ناحیه وجود داشته و دریاچه‌ای برای ده‌ها میلیون سال روی مریخ ایجاد کرده است.

گذشته پرآب مریخ

مریخ‌نورد کنجکاوی با بررسی خرده سنگ‌های بستر دهانه گیل متوجه شد که رودخانه‌ای به این دریاچه قدیمی راه پیدا می‌کرده که تقریبا نیم متر عمق داشته است. این داده‌ها با مطالعات پژوهشی کلتک (Caltech) مطابق است که احتمال وجود اقیانوسی به عمق 8 هزار متر در مریخ را  مطرح می‌کند.

واضح است که اتفاقی یا زنجیره‌ای از اتفاقات مریخ را از شرایط گرم و مرطوب تبدیل به سیاره‌ی خشک و بیابانی کرده است. اما شواهد دیگر نشان می‌دهد که مریخ به سادگی چنین تغییری نکرده است. مطالعه‌ای که دو سال پیش در ژورنال نجوم نیچر (Nature Astronomy) چاپ شد، نشان می‌دهد که دهانه برخوردی گیل زمانی ایجاد شده که دریاچه‌ای یخ‌زده بوده است.

چنین نتیجه‌ای نشان می‌دهد که مریخ زمانی اقلیم آشوبناکی داشت که احتمالا با فعالیت‌های آتشفشانی آن ایجاد شده بود. در حال حاضر، کنجکاوی به دنبال شواهد تغییرات اقلیمی مریخ در سنگ‌های رسوبی آن می‌گردد و تا به یکی از مهم‌ترین سوالات درباره مریخ پاسخ دهد: تمام آب روی سیاره مریخ کجا رفته است؟

چه اتفاقی برای اتمسفر مریخ افتاده است؟

به احتمال زیاد سرنوشت آب‌های جاری روی مریخ به اتمسفر آن گره خورده که صد برابر اتمسفر زمین رقیق‌تر است. تا امروز نظریه‌های بسیاری پیشنهاد می‌کنند که زمانی سیاره مریخ مگنتوسفر (Magnetosphere) قوی‌تری، شبیه به زمین داشته است.

این میدان مغناطیسی مانع برخورد ذرات باردار خورشیدی به زمین می‌شود و ما را از خطر آن دور نگه می‌دارد و به علاوه، به حفظ اتمسفر زمین در برابر تابش‌های خورشیدی کمک می‌کند. از آنجایی که مریخ کمی کوچکتر از زمین است، میدان مغناطیسی ضعیف‌تر و به مراتب مگنتوسفر ضعیف‌تری نیز دارد.

احتمالا به همین خاطر، اتمسفر مریخ دوام زیادی در برابر تابش‌های خورشیدی نداشته و از بین رفته است. در نتیجه، از آنجایی که اتمسفر این سیاره رقیق‌تر شده است، آب‌های روی سطح نیز به مرور تبخیر می‌شود و در نهایت چیزی از آن جز کلاهکی یخی باقی نمی‌ماند.

میراث کنجکاوی

توضیح تمام جزئیاتی که کنجکاوی تا امروز در این ده سال کشف کرده است، در این مطلب نمی‌گنجد. این مریخ‌نورد تا امروز داده‌های بسیاری از الگوهای آب و هوایی، رطوبت و طوفان‌های روی آن ثبت کرده است.

به علاوه، کنجکاوی تصاویر جالبی از مریخ برای ما فرستاده است که نماهای خیره‌کننده‌ای را نشان می‌دهد. از آنجایی که عمر منبع تغذیه کنجکاوی 14 سال است، این ماموریت حداقل تا چهار سال آینده ادامه پیدا می‌کند و به کاوش‌های مریخی خود ادامه می‌دهد.

هر چه این منبع به پایان عمر خود نزدیک می‌شود، توانایی‌های آن نیز کاهش پیدا می‌کند. در نهایت، عمر باتری این مریخ‌نورد در راه خود به قله آئولیس تمام می‌شود و همانجا خواهد ماند. درسی که از ماموریت کنجکاوی آموخته‌ای، بدون شک روی توسعه مریخ‌نورد روزالیند فرانکلین سازمان فضایی اروپا تاثیر خواهد داشت که بخشی از ماموریت اگزومارس (ExoMars) است.

با اینکه مریخ‌نورد کنجکاوی روزی در راه قله آئولیس خواهد مرد، اما میراث آن در تاریخ و برای ماموریت‌های آینده به مریخ به جا خواهد ماند.