آیا «فونيكس» به سلامت درسياره سرخ فرودخواهد آمد؟

[دانه کولانه]

آیا «فونيكس» به سلامت درسياره سرخ فرودخواهد آمد؟

لحظات بيم و اميد خطرناكترين ماموريت مريخ درگفت‌وگوي ايسنا با معاون ايراني ‌مركزJPL ناسا‌

خبرگزاري دانشجويان ايران - تهران
سرويس: علمي


در شرايطي كه تاكنون نيمي از تلاش‌ها براي اعزام كاوشگرها به سياره سرخ با شكست مواجه شده است، دانشمندان مركز JPL آژانس فضايي آمريكا لحظات پر بيم و اميدي را در آستانه فرود تاريخي مريخ‌نشين «فونيكس» در قطب شمال مريخ تجربه مي‌كنند.
به گزارش سرويس علمي خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، فضاپيماي «فونيكس»(ققنوس) كه از خاكستر فضاپيماهاي نافرجام ناسا برخاسته است، 13 مردادماه سال گذشته سفر پر فراز و نشيب 700 ميليون كيلومتري‌اش را در اعماق فضا به سوي مريخ آغاز كرده و مي‌رود تا ساعاتي ديگر بخت خود را براي فرود در سطح اين سياره آزمايش كند.
«فونيكس»، نخستين فضاپيمايي است که در قطب شمال مريخ فرود مي‌آيد و امکان مشاهده و شناسايي کلاهک قطبي سياره را فراهم خواهد کرد.
هدف از اين سفر فضايي بررسي ترکيبات کلاهک يخي قطب شمال سياره و وجود آب مايع و شرايط لازم براي وجود حيات احتمالي در اين بخش از سياره سرخ است
«فونيکس» برخلاف ماموريت هاي قبلي همچون مريخ‌نوردان دوقلوي «روح» و «فرصت» به جاي حرکت در ميان دشت ها يا دره ها، در جاي خود ثابت مي ماند و با حفاري به عمق سنگ ها و يخ هاي قطب شمال مريخ نفوذ مي‌کند تا به طور مستقيم آنها را بررسي کند.

گروه «علمي - پژوهشي» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) در آغاز اين ماموريت در گفت‌وگو با دكتر فيروز نادري، دانشمند برجسته ايراني و معاون مركز فضايي JPL (آزمايشگاه پيشرانش جت) ناسا ـ كه برنامه‌ريزي و اجراي ماموريت «فونيكس» (Phoenix) توسط دانشمندان آن صورت گرفته است - از اهداف و دستاوردهاي متصور از اين ماموريت، مراحل مختلف آن، نحوه حركت و كنترل مسير فضاپيما، نحوه فرود آن و روند كاوش‌هاي سه ماهه آن بر روي مريخ را جويا شد.

دكتر نادري در تشريح روند اجراي ماموريت فضايي «فونيكس» گفت: ماموريت مريخ‌نشين «فونيكس» شامل سه مرحله اساسي است؛ يكي پرتاب آن به مداري در نزديكي زمين است، مرحله‌ بعد رسيدن فضاپيما به مقصد و فرود آن در قطب شمال مريخ در پنجم خردادماه 87 و مرحله بعدي كاوش‌هاي علمي «فونيكس» در سطح مريخ است.

230 هزار كيلوگرم سوخت براي حمل فضاپيماي 700 كيلوگرمي

وي با اشاره به اين كه راكت حامل «فونيكس» ساعت 5 و 26 دقيقه صبح شنبه 13 مردادماه سال 86 (به وقت فلوريدا) به فضا پرتاب شد، خاطرنشان كرد: راكت DELTAII كه مريخ‌نشين «فونيكس» را به فضا برد هم خود بسيار قابل توجه است. ارتفاع اين راكت به اندازه‌ يك ساختمان 13 طبقه است و حدود 230 هزار كيلوگرم وزن دارد و اين در حالي است كه وزن فضاپيمايي كه در نوك اين راكت نصب شده، تنها 700 كيلوگرم است كه نشان مي‌دهد چه سوخت عظيمي نياز است تا جسمي با چنين وزني به فضا پرتاب شود.
دكتر نادري خاطرنشان كرد: اين راكت يك موتور اصلي داشت كه با سوخت مايع كار مي‌كند و 9 كمك راكت كه به دور آن پيچيده شده‌اند تا انرژي بيشتري به آن بدهند كه شش كمك راكت همزمان با موتور اصلي روي زمين روشن شد و «شل» آن پس از يك دقيقه جدا شده و در اقيانوس سقوط كرد و سه كمك راكت ديگر پس از كاهش وزن راكت در فضا روشن شدند كه آنها هم بعد از سه دقيقه سوخته و به اقيانوس سقوط كردند. موشك، 10 دقيقه بعد از پرتاب به مداري در 200 كيلومتري زمين رسيد كه مقداري - كمتر از يك دور كامل – در اين مدار دايره‌يي حركت كرده و بعد قسمت‌هاي دوم و سوم موشك واير كرده و آن را به سمت مريخ پرتاب كرد كه تقريبا 9 دقيقه بعد از پرتاب تمام مراحل عملكرد موشك خاتمه يافته و فضاپيما عازم مريخ شد.

سفر صدها ميليون‌ كيلومتري فضاپيما تا مريخ بدون نياز به سوخت!

وي تصريح كرد: بايد توجه داشت كه حركت فضاپيما به سوي مريخ همانند حركت هواپيما نيست كه دائما سوخت مصرف كند بلكه همانند سنگي كه پرتاب مي‌شود از انرژي اوليه‌اي كه به آن داده شده، استفاده مي‌كند و بقيه مسير را با شتاب اوليه‌اي كه در مدار زمين پيدا كرده ادامه مي‌دهد و چون در فضا جو وجود ندارد و فضاپيما با اصطكاك مواجه نيست، همين شتاب اوليه براي رساندن فضاپيما به مقصد كافي است. البته از آن‌جا كه ممكن است در طول مسير چند بار ناچار به اصلاح جهت آن شويم مقدار كمي سوخت همراه فضاپيما هست كه البته فقط براي تصحيح مسير احتمالي به كار مي‌رود، نه حركت دادن فضاپيما.
دكتر نادري با بيان اين‌ كه فضاپيماي فونيكس 9 ماه و نيم پس از پرتاب و طي 700 ميليون كيلومتر مسافت به مريخ مي‌رسد، اظهار كرد: البته فاصله زمين تا مريخ در زمان پرتاب فضاپيما كمتر از 700 ميليون كيلومتر است ولي نحوه‌ پرتاب فضاپيما به اين صورت است كه آن را مستقيما به سمت مريخ در جايي كه در زمان پرتاب قرار دارد نفرستاده‌ايم بلكه به جايي در مدار حركت مريخ مي‌فرستيم كه در زمان خاصي مريخ و فضاپيما با هم در آن نقطه تلاقي مي‌كنند.
وي فعاليت‌هاي لازم در طول اين 9 ماه و نيم آينده را تقريبا ساده عنوان كرد كه شامل كنترل دقيق مسير حركت فضاپيما در شش نوبت و اعمال اصلاحات لازم لازم در مسير حركت فضاپيما است.

فرود، مشكل‌ترين مرحله ماموريت «فونيكس»

مدير ايراني آژانس فضايي آمريكا با اشاره به اين‌كه مشكل‌ترين مرحله‌ ماموريت «فونيكس»، فرود فضاپيما در سطح مريخ در بعد از ظهر 25 ماه مه (پنجم خرداد) است، اظهار داشت: مريخ مرز مشخصي ندارد ولي اصطلاحا از ارتفاع 125 كيلومتري سطح مريخ را داخل فضاي مريخ محسوب مي‌كنند. فضاپيماي «فونيكس» با سرعتي نزديك به 20 هزار كيلومتر در ساعت به فاصله‌ 125 كيلومتري مريخ مي‌رسد و چالش اصلي كاهش اين سرعت فوق‌العاده در مدت 7، 8 دقيقه براي جلوگيري از تصادم فضاپيما با سطح سياره است.
وي خاطرنشان كرد: غلظت جو مريخ يك صدم جو زمين است؛ با اين حال اصطكاك حاصل از همين جو رقيق مي‌تواند تا حد زيادي انرژي فضاپيما را كاهش دهد. در چهار، پنج دقيقه اول با اين كه هيچ كار خاصي انجام نمي‌دهيم ولي 90 درصد سرعت فضاپيما به دليل همين اصطكاك بين فضاپيما با جو سياره كاسته شده و سرعت آن به حدود 2 هزار كيلومتر در ساعت مي‌رسد. البته فضاپيما به شدت داغ مي‌شود و دماي آن به 3000 درجه فارنهايت هم مي‌رسد كه اگر يك سپر آتشين نداشته باشد، مي‌سوزد. لذا مهمترين مساله اين است كه يك سپر حرارتي قوي براي تحمل حرارت در 4، 5 دقيقه‌ اول فرود به آن بدهيم. پس از آن با اين‌كه سرعت فضاپيما به شدت كاهش يافته ولي ارتفاع باقي‌مانده هم تنها 13 تا 14 كيلومتر است (تقريبا به اندازه‌ي ارتفاع پرواز هواپيماهاي معمولي) در حالي كه سرعت فضاپيما 2000 كيلومتر بر ساعت (دو برابر سرعت صوت) است. در اين مرحله چتر نجات باز مي‌شود كه بايد از استحكام بسيار بالايي برخوردار باشد كه بتواند حدود دو، سه دقيقه فضاپيما را نگه دارد تا فضاپيما به ارتفاع 600 متري از سطح مريخ مي‌رسد و بعد از آن فضاپيما جدا مي‌شود و فقط در 30 ثانيه آخر راكت‌هايي روشن مي‌شوند تا سرعت فضاپيما باز هم كاهش يابد تا در نهايت فرود آيد.

نامشخص بودن محل فرود فضاپيما در محدوده‌اي به وسعت 14 در 100 كيلومتر

دكتر نادري كه در آغاز اين ماموريت (تابستان گذشته) با ايسنا گفت‌و‌گو كرده بود درباره‌ ميزان دقت فرود فضاپيماي «فونيكس» با توجه به خطرات فرود اين كاوشگر غيرمتحرك در محل‌هاي ناهموار گفت: با فن‌آوري‌هاي موجود دقت فرود فضاپيما محدوده‌اي بيضي شكل با اقطار 14 و 100 كيلومتر است و محل فرود فضاپيما را نمي‌توان دقيق‌تر از اين تعيين كرد و فضاپيما جايي در داخل اين محدوده بيضي شكل فرود مي‌آيد.
وي خاطرنشان كرد: يك خطر اساسي در ماموريت «فونيكس» همين است كه مريخ‌نشين در محل مناسبي فرود نيايد؛ چون برخلاف «اسپيريت» و «آپورچونيتي» ارابه(كاوشگر متحرك) نيست و روي سه پا ثابت است. اگر فضاپيما فرضا در منطقه‌اي با سنگ‌هاي نيم متري فرود آيد قابل تحمل است ولي اگر در جايي فرود آيد كه سنگ‌هاي آن از نيم متر بزرگ‌تر باشد با مشكل مواجه مي‌شويم؛ چون نمي‌توان پنل‌هاي خورشيدي را باز كرد يا اگر در زاويه‌اي حاد بنشيند امكان واژگوني آن وجود دارد؛ لذا اگر تمام مراحل ماموريت دقيق دقيق انجام شده باشد مرحله‌ي آخر فرود فقط دست خداست و نمي‌توان پيش‌بيني كرد كه در موقع فرود چه پيش خواهد آمد.
دكتر نادري در عين حال تصريح كرد: البته قبل از آغاز ماموريت به وسيله‌ كاوشگرهاي مدارگرد مريخ مثل MRO از منطقه تصويربرداري كرده و چند منطقه را به دليل شرايط خاص آنها رد كرده‌ايم و بهترين محل براي فرود انتخاب شده ولي به هر حال فضاپيما در يك محدوده‌ي بيضي 14 در 100 كيلومتر فرود مي‌آيد كه احتمال بروز مشكل وجود دارد.
وي تصريح كرد: صرف نظر از خطر فرود در محلي نامناسب براي پايين آمدن فضاپيما در مريخ از دو ابزار جديد استفاده مي‌كنيم كه ريسك فرود را افزايش مي‌دهد،‌ يكي رادار تازه‌اي است كه بايد قدرت بخش سرعت و ارتفاع را در هنگامي كه فضا پيما به مريخ نزديك مي‌شود داشته باشد كه با وجود دقت بسيار بالايي كه شده هنوز خيلي نگرانيم و ديگر اين كه موتورهايي كه در 30 ثانيه آخر فرود براي كاهش سرعت فضاپيما به كار مي‌روند نيز تاكنون استفاده نشده‌اند.

ناسا در قطب شمال مريخ دنبال چيست؟

مدير سابق ماموريت‌هاي مريخ ناسا با اشاره به اين‌كه فضاپيماي «فينيكس» نخستين كاوشگري است كه به نزديك قطب شمال مريخ اعزام مي‌شود، اظهار داشت: موقعيت محل فرود فينيكس نسبت به قطب شمال مريخ تقريبا معادل شمال ايالت آلاسكا به قطب شمال زمين يعني نزديك مدار 70 درجه است. علت اين منطقه اطلاعات حاصل از ماموريت اوديسه در سه چهار سال پيش است كه نشان داد در نزديكي قطب شمال مريخ بسيار بيش از آن‌چه فكر مي‌كرديم آب به صورت يخ‌زده وجود دارد و نيازي هم نيست كه تا عمق زيادي را كاوش كنيم. هدف اين ماموريت اين است كه بفهميم آيا اصولا آب به صورت مايع هم در زير سطح مريخ وجود دارد كه وجود آب مايع نشان‌دهنده‌ مناسب بودن محل براي حيات احتمالي است.
وي خاطرنشان كرد: فضاپيماي «فينيكس» به بازويي دو متري مشابه بازوي انسان – داراي شانه و آرنج – مجهز است كه به جاي انگشتان آن بيلچه‌اي قرار دارد كه مي‌تواند تا عمق نيم متري سطح نفوذ كند و علاوه بر آن به وسايل و تجهيزات مجهز شده كه بتواند مواد حاصل از كندن سطح مريخ را بررسي كند.

بررسي تركيبات مريخ با دقتي تا يك هزارم قطر مو!

دكتر نادري درباره لوازم و تجهيزات علمي موجود در اين كاوشگر به ايسنا گفت: در ارتفاع دو متري مريخ‌نشين دو دوربين مشابه چشم انسان نصب شده كه فاصله و قدرت ديد آنها همانند چشم ماست و وضوح تصاوير گرفته شده با اين دوربين‌ها يك مگاپيكسل (يك دهم دوربين‌هاي خوب موجود) است. يك دوربين هم در سر بيلچه انتهاي بازوي كاوشگر متصل شده تا محدوده‌ اطراف آن را بررسي كند. علاوه بر اين دو ميكروسكوپ نوري و نيروي اتمي با قابليت تشخيص تا يك هزارم قطر مو و يك سيستم هواسنج با قابليت بررسي دما و فشار جو در طول شبانه‌روز و ... دارد كه اين هواسنج خود داراي يك سيستم ليزري است كه از انعكاس پرتو تابيده شده به سوي جو مريخ بررسي‌هاي جوشناسي انجام مي‌دهد.
دانشمند ايراني آژانس فضايي ناسا تصريح كرد: اساسي‌ترين ابزارهاي كاوشگر «فونيكس» دو آزمايشگاه شيمي است كه نمونه‌هاي تهيه شده از خاك و يخ زير سطح مريخ را بررسي مي‌كنند. اين آزمايشگاه‌ها داراي هشت اجاق كوچك استوانه‌اي به طول 1 سانتي‌متر و قطر 2، 3 ميلي‌متر است كه نمونه‌هاي جمع‌آوري شده در اين اجاق‌ها تا نزديك 1000 درجه سانتي‌گراد حرارت مي‌بيند تا مشخص شود كه آب يخ‌زده در چه دمايي از يخ به آب مايع و در چه دمايي به بخار تبديل مي‌شود كه با توجه به تفاوت اين شاخص‌ها در مواد مختلف مي‌توان نوع مواد و تركيبات موجود در آن منطقه از مريخ را تعيين كرد كه خصوصا به دليل تركيبات حاوي كربن هستيم كه عنصري اساسي در حيات است. يكي ديگر از ابزارهاي اين آزمايشگاه‌هاي مينياتوري شيمي، pH متر (ابزارهاي اندازه‌گيري اسيديته) است كه مواد جمع‌آوري شده را در آبي كه همراه فضاپيما به مريخ برده‌ايم حل كرده و اسيديته آنها را اندازه‌گيري مي‌كند.

«فونيكس» در جست‌و‌جوي شرايط حيات است نه حيات احتمالي!

وي با اشاره به اين‌كه مدت ماموريت «فينيكس» در سطح مريخ 90 روز است و بعد از آن به دليل برودت شديد سطح فضاپيما از يخ پوشيده شده و از كار مي‌افتد، خاطرنشان كرد: وجود آب يخ‌زده در منطقه فرود مريخ‌نشين «فينيكس» براي ما مسجل است و هدف ما بررسي اين مساله است كه آيا اين منطقه قابليت ميزباني حيات - به شكل تك‌سلولي – را دارد يا نه كه لازمه‌ آن وجود آب به صورت مايع – غير يخ‌زده – در زير سطح سياره و همچنين وجود كربن است. فينيكس وجود اين دو عامل موثر در حيات را بررسي مي‌كند؛ چون تجهيزات آن قادر به تشخيص وجود موجودات زنده احتمالي نيست و تنها وجود اين دو شرط مهم براي حيات را بررسي مي‌كند.
دكتر نادري در عين حال تصريح كرد: البته در صورت وجود احتمالي حيات در مريخ و برجا ماندن شاخص‌هايي از آنها احتمال تشخيص شانسي آنها وجود دارد ولي هدف اصلي از اين ماموريت كشف موجودات زنده احتمالي در مريخ نيست و هدف اصلي تخمين قابليت اين منطقه براي وجود حيات است. ما نمي‌دانيم حيات احتمالي در مريخ به چه صورت بوده و چگونه خود را نشان مي‌دهد؛ بنابراين ابزارهايي كه بتواند مستقيما آن را كشف كند در اختيار نداريم.
وي در ادامه در پاسخ به اين سوال كه با توجه به برودت بالاي قطب شمال مريخ چرا جست و جوي حيات احتمالي در مريخ در مناطق گرم‌تر (نزديك به استوا) مريخ انجام نمي‌شود، اظهار داشت: علت انتخاب قطب شمال مريخ اين است كه از وجود آب در زير سطح آن‌جا مطمئنيم ولي در جاهاي گرم‌تر مريخ مشخصا آب پيدا نكرده‌ايم؛ لذا احتمال يافتن حيات در آن‌جا خيلي كم است. مساله‌ اساسي در بررسي احتمال حيات، وجود آب مايع است، نه دماي بالا.

«فونيكس» از خاكستر يك ماموريت شكست‌خورده برخاسته است!

مدير ايراني ناسا درباره‌ وجه تسميه ماموريت «فونيكس» (ققنوس) گفت: «ققنوس» نام مرغي افسانه‌يي است كه پس از سوختنش، پرنده ديگري از خاكستر آن به دنيا مي‌آيد و دليل نامگذاري ماموريت اخير به نام «ققنوس» زنده نگه داشتن خاطره‌ي يكي از ماموريت‌هاي پيشين اعزام كاوشگر به مريخ است كه با شكست مواجه شد.
وي خاطرنشان كرد: ناسا سال 2000 دو سفينه را به مريخ فرستاد كه هر دو با شكست مواجه شد و آن موقع بود كه از من خواستند رياست ماموريت‌هاي مريخ ناسا را بر عهده بگيرم. در آن زمان دو فضاپيما را براي پرتاب به مريخ آماده كرده بوديم كه به دليل حوادث پيش آمده پرواز يكي از آنها كه قرار بود در مريخ فرود بيايد را متوقف كردم تا علت شكست ماموريت‌هاي قبلي را بفهميم و از حادثه‌اي ديگر پيش‌گيري شود و ديگري را كه يك مدارگرد بود به فضا فرستاديم. به همين دليل حالا كه فكر مي‌كنيم به علت شكست ماموريت‌هاي قبلي پي برده و با رفع آنها فضاپيماي ديگري را به سمت مريخ مي‌فرستيم به پيشنهاد مدير علمي اين برنامه آن را ققنوس (فونيكس) نامگذاري كرده‌ايم. يعني از خاكستر آن فضاپيما كه از بين رفت يك سفينه جديد به وجود آورده‌ايم.
حيات فرازميني مهمترين سوال بشر!
مدير سابق ماموريت مريخ ناسا در پايان در پاسخ به اين سوال كه با توجه به يافته‌هاي سال‌هاي اخير كه اميدواري دانشمندان را نسبت به وجود حيات احتمالي در مريخ نسبت به دهه‌هاي قبل كاهش داده است، جست وجوي حيات حقيقتا تا چه حد در پيشبرد ماموريت‌هاي مريخ موثر بوده و خود دانشمندان تا چه قدر با اين هدف و آرزو اين طرح‌ها را دنبال مي‌كنند، اظهار داشت: اصولا اين سوال كه حيات در دنيا تنها مختص زمين است يا جاي ديگري هم وجود دارد، شايد بزرگترين سوال علمي بشر باشد و اين سوال را با يكي، دو ماموريت و بررسي يكي، دو مكان نمي‌توان پاسخ داد. ما جواب اين پرسش بزرگ را از چند محور دنبال مي‌كنيم كه بررسي مريخ يكي از آنهاست، ما همچنين با تلسكوپ‌هاي عظيم مشغول بررسي ستاره‌هاي بزرگ در وراي منظومه شمسي هستيم تا وجود سياراتي مشابه زمين در گرداگرد آنها را بررسي كنيم در حالي كه با علم و فن آوري كنوني امكان سفر به آنها را نداريم.
isna.ir/ISNA/NewsView.aspx?ID=News-1137010