چالش های ناسا برای بازگرداندن نمونه های تحقیقاتی از مریخ

به گزارش جام جم آنلاین به نقل از باشگاه خبرنگاران جوان، مهندسان ناسا در حال ساخت و توسعه سخت افزار‌هایی هستند که قرار است در انجام یکی از پیچیده‌ترین ماموریت‌های بشر در سیاره مریخ کمک کند. این ماموریت خارج کردن نمونه سنگ‌ها و رسوبات از سیاره سرخ برای مطالعه بر روی زمین است.

ماموریت‌های ناسا برای بازگرداندن نمونه از مریخ زمانی آغاز شد که مریخ نورد «استقامت» ناسا در فوریه گذشته بر روی مریخ فرود آمد تا در جستجوی حیات میکروسکوپی در این سیاره نمونه‌هایی را جمع آوری کند. از ۴۳ مخزن نمونه در مریخ نورد استقامت، چهار مخزن با سنگ و یکی دیگر با جو مریخ پر شده است. اکنون محققان به دنبال بازگرداندن مخزن‌های منتخب به زمین هستند تا با استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی که برای ارسال به مریخ بزرگ اند، تحلیل‌های خود را آغاز کنند.

انتقال این نمونه‌ها به آزمایشگاه‌های زمینی حدود یک دهه طول می‌کشد و همکاری چندین شرکت اروپایی و چندین مرکز دیگر از جمله ناسا را می‌طلبد. آژانس فضایی اروپا در حال توسعه یک مریخ نورد جدید است که نمونه‌ها را به یک فرودگر منتقل می‌کند. این مریخ نورد از یک بازوی روباتیک برای بسته بندی نمونه‌ها در یک موشک کوچک استفاده می‌کند که توسط ناسا برای پرواز از سطح مریخ طراحی شده است.

این موشک از فرودگر پرتاب می‌شود تا کپسول نمونه را به فضاپیمای آژانس فضایی اروپا که در مدار مریخ قرار دارد برساند. در داخل این مدارگرد، کپسول مورد نیاز برای تحویل نمونه‌ها به زمین از نظر سخت افزاری آماده می‌شود. این آماده سازی شامل آب بندی کپسول نمونه در یک مخزن تمیز است تا از هرگونه تغییر در مواد استخراج شده از مریخ جلوگیری شود.

برای توسعه فرودگر و همچنین سیستمی که به پرتاب موشک‌های پر از نمونه های مریخی کمک کند، مهندسان آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا از تاریخچه طولانی اکتشافات در مریخ استفاده می‌کنند. آزمایشگاه پیش‌رانش جت که مسئول پرتاب‌های بی سرنشین است تاکنون ۹ فرود موفقیت آمیز مریخ را انجام داده است، اما کپسولی که نمونه‌های مریخ را با خود حمل می‌کند بزرگترین و سنگین‌ترین فضاپیما در نوع خود خواهد بود که تا به حال به مریخ رفته است و این موضوع قطعا این ماموریت را با چالش‌هایی مواجه می‌کند.

برای حمل و پرتاب وسیله نقلیه صعود به مریخ، فرودگر باید یک سکوی محکم با وزن حدود ۲۴۰۰ کیلوگرم باشد. وزنی که تقریبا دو برابر سنگین‌تر از مریخ نورد استقامت است که با کابل‌های جت پک موشکی روی سطح مریخ فرود آمد. فرودگری که قرار است نمونه‌ها را از مریخ خارج کند جت پک ندارد و ناسا برای آن باید فکری بکند.

به همین دلیل است که پاولینا کارافیلیس، به عنوان مهندس این آزمایش، برای بررسی پا‌های کاوشگر در حین آزمایش، از دوربین‌های پرسرعت که قابلیت ضبط فیلم‌های ۲۵۰ فریمی را دارد برای مشاهده برخورد نمونه‌های اولیه استفاده کرده اند. بررسی حرکت آهسته این ویدیو‌ها، به دانشمندان کمک می‌کند تا بفهمند انرژی در هنگام فرود چگونه در سرتاسر فرودگر پراکنده می‌شود. کارافیلیس و همکارانش در این آزمایش از نمونه‌ای که یک سوم نمونه‌ نهایی وزن دارد استفاده کرده اند.

احتمال آسیب موشک به فرودگر

بقای نمونه‌ها پس از فرود تنها بخشی از چالش‌های این ماموریت است. پرتاب موشک دو مرحله‌ای به طول ۲.۸ متر که در بالای عرشه فرودگر قرار می‌گیرد، بر دشواری‌های این ماموریت می‌افزاید. گرانش مریخ یک سوم گرانش زمین است و وزن موشک، می‌تواند باعث لغزش یا کج شدن فرودگر شود؛ بنابراین مهندسان سیستمی را طراحی کرده اند که موشک را درست قبل از اشتعال به هوا پرتاب می‌کند و در این فرایند موشک با سرعت ۵ متر در ثانیه پرتاب می‌شود. کریس شاتلیر، مهندس ارشد این سیستم در آزمایشگاه پیش‌رانش جت می‌گوید: وقتی کسی ترمز می‌کند، گویی در یک ترن هوایی سریع قرار می‌گیریم. به همین دلیل جنبه‌های ایمنی زیادی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود. آزمایش در یک توالی بسیار کنترل شده از رویداد‌ها و در حالی که همه افراد خارج از ساختمان هستند انجام می‌شود.

ماموریت بازگشت نمونه مریخ ناسا (MSR) با بازگرداندن نمونه‌های علمی منتخب برای مطالعه که قرار است با استفاده از پیچیده‌ترین ابزار در سراسر جهان انجام شود، درک ما از مریخ را متحول خواهد کرد. این ماموریت یک هدف اکتشافی منظومه شمسی را برآورده خواهد کرد که از سال ۱۹۸۰ در اولویت قرار گرفته بود.

این مشارکت استراتژیک ناسا و آژانس فضایی اروپا، اولین ماموریت برای بازگرداندن نمونه‌ها از سیاره دیگر خواهد بود. تصور می‌شود این نمونه‌ها که توسط مریخ نورد استقامت جمع‌آوری شده است، بهترین فرصت برای آشکار کردن تکامل اولیه مریخ، از جمله پتانسیل این سیاره برای حیات باشد.