بلندپروازی جدید دانشمندان ناسا؛ ربات VIPER از منابع طبیعی ماه نقشه‌برداری می‌کند

ناسا این روزها آخرین مراحل ساخت و آزمایش ربات ماه‌نورد جدید خود «VIPER» را پشت سر می‌گذارد. این ماه‌نورد قرار است اواخر سال ۲۰۲۴ برای یک مأموریت صد روزه به ماه فرستاده شود. در این مقاله با ماه‌نورد وایپر بیشتر آشنا می‌شویم.

مأموریت وایپر

«Volatiles Investigating Polar Exploration Rover» که به اختصار «VIPER» نامیده می‌شود، ربات قدرتمندی است که برای مأموریت صد روزه به ماه ارسال می‌شود. هدف این ربات کاوش نشانه‌های حیات در ماه و جمع‌آوری اطلاعاتی از توزیع آب است. دانشمندان قصد دارند از این اطلاعات استفاده کنند تا با نحوه استخراج آب در سیارات آشنا شوند و سپس این راهکارها را در مأموریت‌های فضایی دیگر همانند سفر به مریخ به‌کار گیرند.

این اطلاعات کمک می‌کند تا دانشمندان راحت‌ترین نواحی برای دسترسی به آب در ماه را پیدا کنند. پس می‌توان گفت وایپر اولین رباتی است که تلاش می‌کند تا از منابع خارج از زمین نقشه‌برداری کند. نقشه‌های ماه‌نورد وایپر از ماه یک قدم مهم در مأموریت آرتمیس ناسا است تا حضور بلندمدت انسان‌ها روی سطح ماه ممکن شود.

ماه‌نورد VIPER و ویژگی‌های آن

وایپر که جدیدترین ربات ساخته‌شده توسط ناسا است، ویژگی‌های ظاهری و توانایی‌های مورد توجهی دارد. این ربات ۲.۵ متر طول و ۱.۵ متر عرض دارد. وایپر به یک سیستم چرخ جدید مجهز است که این امکان را فراهم می‌کند تا از روی سطوح مختلف مانند خاک‌ فشرده یا خاک نرم و اصطلاحاً پوک به‌راحتی عبور کند.

در شرایط عادی، وایپر مانند یک ماشین معمولی روی سطح حرکت می‌کند اما وقتی به ناحیه‌ای با خاک بسیار پوک برسد، می‌تواند هر کدام از چرخ‌های خود را مانند پا جداگانه بلند کرده وچرخ‌های دیگر خود را روی سطح حرکت دهد. البته شاید بتوان این حرکت را به نوعی قدم‌زدن تشبیه کرد. پس وایپر با این تکنولوژی می‌تواند روی نرم‌ترین قسمت خاک ماه نیز حرکت کند.

VIPER همچنین این توانایی را دارد که بدنه خود را به یک سمت تا ۱۵ درجه متمایل کند. چرخ‌های وایپر همچنین حالت تعلیق و فرمان مستقل دارند تا ماه‌نورد بدون نیاز به دورزدن به سمت چپ یا راست برود.

سرعت حرکت وایپر روی سطح ماه حدوداً ۰.۷۲ کیلومتر بر ساعت خواهد بود که در هنگام جستجوی آب و منابع دیگر به ۰.۴ کیلومتر بر ساعت کاهش می‌یابد. وایپر اولین کاوشگر ناسا است که چراغ جلو دارد تا بتواند از داخل دهانه‌هایی که نور خورشید هیچ‌گاه به آن‌ها نمی‌رسد تصویربرداری کند.

دوربین‌های وایپر اطلاعات سطح ماه را به زمین می‌فرستند و اپراتورها می‌توانند درصورت نیاز دستوراتی اضافه برای بررسی بیشتر به ماه‌نورد صادر کنند. وایپر با استفاده از امواج رادیویی با دانشمندان ناسا ارتباط برقرار خواهد کرد.

ماه‌نورد وایپر چه اهدافی را دنبال می‌کند؟

همانطور که گفتیم، نقشه‌برداری از منابع طبیعی ماه مانند آب از اهداف اصلی وایپر است. جالب است بدانید آب در ماه می‌تواند به صورت‌های مختلفی وجود داشته باشد. احتمالاً کریستال‌های یخ و مولکول‌هایی که پیوند شیمیایی با مواد دیگر دارند، متداول‌ترین نوع آب خواهند بود. آب به‌دام افتاده در فضای خالی خاک‌ و یخبندان‌هایی با ضخامت تنها ۱۰ مولکول آب نیز می‌توانند در ماه وجود داشته باشند.

مأموریت ماه‌نورد وایپر دو هدف اصلی دارد:

• طبقه‌بندی توزیع و وضعیت آب در قطب جنوب ماه و دیگر مواد فرّار در «تله‌های سرد» و رگولیت (سنگ‌پوشه) در ماه برای فهم منشأ آن‌ها.

• فراهم‌آوردن داده‌های لازم برای ناسا به‌منظور ارزیابی بازده استفاده از منابع محلی موجود در نواحی قطبی ماه.

برای آن که مولکول‌های آب روی سطح ماه باقی بمانند، باید از تابش‌ خورشید در امان باشند. درنتیجه، وایپر دهانه‌هایی را می‌کاود که نور خورشید هیچ‌گاه وارد آن‌ها نمی‌شود. به‌طور کلی، این ماه‌نورد از چهار منطقه نمونه‌برداری می‌کند:

• منطقه سطحی: خاک سطحی دارای یخ در مناطقی مانند دهانه‌های دارای سایه دائمی
• منطقه کم‌عمق: خاک دارای یخ تا عمق ۵۰ سانتی‌متر
• منطقه عمیق: خاک دارای یخ در عمق ۵۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متر
• منطقه خشک: خاکی که تا عمق یک متری یخ پایدار ندارد

ابزارهای ماه‌نورد وایپر

از آنجا که وایپر یکی از جدیدترین ربات‌های ساخته‌شده توسط مهندسان ناسا است، ابزارهای پیچیده‌ای دارد که عبارتند از:

• سیستم طیف‌سنج نوترون (NSS): وایپر از این ابزار برای شناسایی آب تا عمق یک متری خاک استفاده می‌کند. ماه همواره نوترون از خود ساطع می‌کند. اگر این ذرات به چیزهایی تقریباً هم‌اندازه با خودشان، مانند اتم هیدروژن در مولکول آب، برخورد کنند، انرژی زیادی از آن‌ها کم می‌شود. NSS می‌تواند این تغییر انرژی را شناسایی کند و از این طریق به وجود احتمالی آب پی ببرد.
• مته یخ و رگولیت برای کاوش زمین‌های جدید (TRIDENT): این مته می‌تواند هم با چرخش و هم با ضربه سطح ماه را به‌طور کارآمد سوراخ کند. TRIDENT می‌تواند تا عمق یک متری حفاری کرده و دما را اندازه‌گیری کند.
• سیستم طیف‌سنج فروسرخ نزدیک مواد فرّار (NIRVSS): پس از حفاری، وایپر از این ابزار استفاده می‌کند تا ماهیت اتم‌های هیدروژن کشف‌شده توسط NSS را مشخص کند. این اتم‌ها می‌توانند متعلق به مولکول‌های آب، مولکول‌های هیدروکسیل یا اتم‌های هیدروژن باشند.
• طیف‌سنج جرمی شاهد عملیات ماه (MSolo): این ابزار پس از فرود، گازهای اتمسفر را بررسی و تعیین می‌کند که کدام‌یک از آن‌ها متعلق به ماه و کدام‌یک متعلق به فرودگر هستند. همچنین MSolo پس از حفاری به ارزیابی مولکول‌های یخ و مواد فرّار می‌پردازد.

دانشمندان امیدوارند به کمک این داده‌ها بتوانند نقشه‌ای جامع از آب در ماه به‌دست‌آورده و پس از تحلیل نحوه استخراج ماه در قمر زمین، از این منابع در ماموریت‌«آرتمیس» استفاده کنند.