خاک قیمتی که ژاپنی ها از مریخ به زمین می آورند - وبلاگ ایتالیا

به گزارش وبلاگ ایتالیا، ایسنا نوشت: ژاپن میخواهد با ارسال فضاپیمای نو خود به کاوش قمر مرموز مریخ بپردازد.

مریخ خود دنیایی پر از اسرار است، به ویژه وقتی صحبت از این است که آیا این سیاره در گذشته میزبان حیات باستانی بوده یا حتی آیا امروزه نیز از حیات پشتیبانی می نماید؟ اما فعلا این را کنار بگذارید. حتی بدون حضور احتمالی حیات، سیاره سرخ به میزان کافی مرموز است، زیرا چند گوی عجیب و غریب دور آن را احاطه نموده اند.

هیچ کس به طور قطع نمی داند که دو قمر مریخ موسوم به فوبوس(Phobos) و دیموس(Deimos) چگونه به این جایگاه رسیده اند یا از چه چیزی ساخته شده اند.

اما اکنون یک اقدام جسورانه و ماجراجویانه برای پرتاب آماده شده است که می تواند به ما در درک بهتر قمرهای مریخ یاری کند. مأموریت برنامه ریزی شده ژاپن موسوم به کاوش قمرهای مریخی(MMX) شامل حفاری و نمونه برداری از فوبوس و سپس آوردن آن نمونه ها به زمین است.

کارآگاه در محل

این همه هیاهو برای چیست؟ به این علت است که این دو قمر مریخ از نظر نجوم، عجیب و غریب هستند. هر دو قمر در مدارهای استوایی تقریبا دایره ای هستند. فوبوس به آرامی به سمت مریخ می رود در حالی که دیموس به تدریج در حال دور شدن از آن است.

آنطور که نظریه ها می گویند، ممکن است آنها پس از تشکیل مریخ، سیارک هایی بوده اند که به وسیله گرانش مریخ گرفتار شده اند، یا شاید آنها بقایای یک برخورد بزرگ با مریخ -مانند آنچه در خصوص زمین و ماه پیش آمده است- باشند.

ماموریت MMX آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن برای یاری به کشف این راز مانند اعزام یک کارآگاه آماده شده است. این ماموریت شامل سطح قابل توجهی از همکاری با اروپا و ایالات متحده، از جمله در توسعه ابزارهای علمی و سخت افزارها است.

اگر همه چیز طبق برنامه پیش رود، ماموریت MMX سال آینده به مقصد خود رهسپار می شود و حدود یک سال پس از پرتاب، فضاپیمای MMX به مریخ می رسد تا وظایف خود را شروع کند.

پس از تکمیل ماموریت، کاوشگر پس از نزدیک به یک سال به زمین بازمی شود و نمونه های جمع آوری شده را در سال 2029 به ما تحویل می دهد و کپسول برگشت نمونه آن در منطقه ای هدف گذاری شده و دورافتاده در استرالیا فرود خواهد آمد.

بگیر و رها کن

نزدیک به 12 ابزار علمی روی فضاپیمای MMX وجود خواهد داشت که 7 مورد از آنها به سنجش از دور و رصد قمرهای مریخ اختصاص دارد. دو مکانیسم نمونه برداری نیز برای جمع آوری مواد از فوبوس و دو ابزار برای آزمایش و توسعه فناوری اکتشاف طراحی شده اند.

فضاپیمای MMX با دو مکانیسم مختلف برای جمع آوری مواد از فوبوس مجهز شده است. اولی نمونه بردار هسته ای(C) و دومی نمونه بردار پنوماتیک(P) است.

مواد فوبوس قرار است در یک کپسول ذخیره شوند. نمونه بردار هسته ای از یک بازوی رباتیک استفاده می نماید که مواد زیرسطحی را از قمر مریخ جمع آوری می نماید و آن مواد را در یک لوله برای قرار دادن در کپسول برگشت نمونه ذخیره می نماید.

نمونه بردار پنوماتیک نیز از گاز تحت فشار برای انتقال مواد از سطح فوبوس برای انتقال به ظرف نمونه استفاده می نماید.

کاوشگر همراه MMX

یکی دیگر از اجزای مأموریت MMX یک کاوشگر آلمانی-فرانسوی است که به طور مشترک به وسیله مرکز ملی CNES در فرانسه و مرکز هوافضای آلمان(DLR) پیشرفته است.

این ربات که از ارتفاع 40 تا حدود 100 متری بر فراز فوبوس رها خواهد شد، به مدت سه ماه کارهای خود را انجام خواهد داد. این کاوشگر در طول این مدت، به اهداف علمی مورد علاقه و برنامه ریزی شده نزدیک می شود و به تشخیص اینکه کدام نمونه از فوبوس به وسیله فضاپیمای مادر برای حمل به زمین در کپسول برگشتی جمع آوری شود، یاری می نماید.

اما فرود روی فوبوس آسان نخواهد بود.

در میان قمرهای مریخ با تعدد دهانه های برخوردی، قمر فوبوس با قطر 27 در 22 در 18 کیلومتر بزرگترین قمر در بین این دو قمر است که روزی سه بار سیاره سرخ را دور می زند. فوبوس در یک محیط ریزگرانشی واقع شده است و تنها یک دوهزارم زمین گرانش دارد.

تغییرات سطحی

تریک دالی یک دانشمند سیاره شناس در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز(APL) در تیم عملیات علمی MMX است. او که در اوایل امسال به عنوان یک دانشمند مشارکت کننده با بودجه ناسا انتخاب شد، با مقایسه داده ها و عکس های MMX با تصاویر گذشته از این دو قمر، در پی تغییرات سطحی در آنها خواهد بود.

دالی می گوید: ماموریت MMX جاه طلبانه است، چون هیچ کس تا به امروز نمونه های قمرهای مریخ را به زمین نیاورده است.

وی اضافه کرد: مأموریت MMX بر پایه مأموریت های پیروزیت آمیز هایابوسا و هایابوسا2 بنا شده است که نمونه هایی را از دو سیارک نزدیک به زمین موسوم به ایتوکاوا(Itokawa) در ژوئن 2010 و ریوگو(Ryugu) در دسامبر 2020 به زمین برگرداندند.

دالی در ادامه گفت: یکی از سؤالات بزرگ این است که آیا قمرهای فوبوس و دیموس سیارک هایی اسیر شده در جاذبه مریخ هستند یا عواقب یک برخورد سهمگین؟ توانایی پاسخ به این سوال به ما یاری می نماید تا منشأ و تکامل منظومه شمسی را بهتر درک کنیم و بازگرداندن نمونه هایی از فوبوس به حل این معما یاری می نماید.

تحلیل فوبوس

دیوید لارنس از APL سرپرست علمی ابزار پرتوهای گاما و نوترون های گاما و طیف سنج نوترونی ماموریت MMX است که با استفاده از پرتوهای گاما و نوترون ها، ترکیب عنصری قمر فوبوس مریخ را میزان گیری خواهد نمود.

لارنس می گوید: در حال حاضر، ما اطلاعات کمی در خصوص ترکیب عنصری فوبوس داریم، اما همین اطلاعات برای درک چگونگی شکل گیری فوبوس کلیدی هستند.

وی اضافه کرد: اگر فوبوس به وسیله یک برخورد غول پیکر تشکیل شده باشد، احتمالاً کاملاً گرم است و عناصری که به راحتی تبخیر می شوند در آن دیده نمی شود. در مقابل، اگر فوبوس یک جرم گرفتار شده در گرانش مریخ باشد، شاید از بیرون منظومه شمسی که غنی از عناصر فرار است، آمده باشد. پس انتظار می رود چنین عناصری در آن فراوانی بیشتری داشته باشند.

ابزار نمونه برداری

یکی دیگر از قطعات سخت افزاری MMX که تحت حمایت ناسا ساخته شده است، P-Sampler نام دارد که به وسیله شرکت Honeybee Robotics طراحی شده است.

این تجهیزات در امتداد پایه فرودگر MMX نصب شده و برای انجام عملیات نمونه برداری تنها پنج ثانیه پس از فرود فضاپیما بر روی فوبوس و حداکثر سه ثانیه قبل از بلند شدن آن ساخته شده است.

کریس زاکنی، معاون سیستم های اکتشافی این شرکت و دانشمند ارشد تحقیقاتی ماموریت MMX می گوید: دو مورد از بزرگ ترین چالش های نمونه برداری از فوبوس، گرانش بسیار کم و ویژگی های ناشناخته خاک و سنگ آن است. نمونه گیر پنوماتیک برای مقابله با هر دوی این چالش ها طراحی شده است.

حفاری

زاکنی می گوید استفاده از گاز نیتروژن فشرده برای هم زدن و قرار دادن خاک و سنگ فوبوس در ظرف نمونه، ماهیت ناشناخته خاک و سنگ آن را آشکار می نماید.

از آنجایی که سیستم پنوماتیک اساساً یک موتور موشک است که نیروی رانش فراوری می نماید، گروه رباتیک شرکت سازنده آن نیز مجبور شد نیروی رانش حاصل را حذف کند تا این سیستم برای گرانش کم فوبوس مناسب باشد.

زاکنی می افزاید: برای تأیید اینکه نمونه بردار پنوماتیک برای این مأموریت آماده است، آزمایش های زیادی را در یک محفظه خلاء با شبیه ساز خاک و سنگ فوبوس که به وسیله آزمایشگاه Exolith در دانشگاه فلوریدا مرکزی فراهم شده بود، انجام دادیم.

لارنس می گوید ماموریت MMX در واقع یک اقدام جسورانه و جاه طلبانه است و این همان چیزی است که آن را هیجان انگیز می نماید.

با توجه به دو ماموریت بسیار پیروز گذشته ژاپن برای بازگرداندن نمونه از سیارک ها، این یک گام بعدی عالی برای آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن برای نشان دادن مهارت خود در انجام چنین ماموریت های علمی است.

5858