سفر به سوی غول منظومه شمسی

بزرگ‌ترین ذخایر آب در جهان‌های بسیار دورتر از زمین در اعماق فضا و در مدار سیارات غول پیکر مشتری و زحل وجود دارد. جویس اولین مأموریتی است که منحصرا به منظور کشف این سیارات دوردست اعزام شده است.

اولیویر ویتاسه، پژوهشگر این ماموریت گفت: «جویس دو مسأله اصلی را بررسی خواهد کرد: شرایط لازم برای تشکیل سیاره و پیدایش حیات و این که منظومه شمسی چگونه کار می‌کند؟ هدف این ماموریت، بررسی پیدایش جهان‌های سکونت‌پذیر پیرامون غول‌های گازی است و مشتری به‌عنوان نمونه‌ای از غول‌های گازی برای درک بهتر سیستم‌های سیارات فراخورشیدی مورد بررسی و کاوش قرار می‌گیرد. ما باید انرژی درونی و آب مایع پیدا کنیم. در قمرهای یخی مشتری آب بیشتری نسبت به زمین وجود دارد.»

زمین تا مشتری، سفری ۸ ساله برای جویس

تاکنون تلاش‌ها برای یافتن ذخایر زیرزمینی ناموفق بوده است. سیارات ناهید و مریخ بهترین گزینه‌ها برای بررسی منابع زیرزمینی بوده‌اند اما ثابت شده که دمای ۴۷۵ درجه سانتی‌گرادی سطح ناهید، سرب را ذوب می‌کند و مریخ میلیاردها سال پیش جو و آب‌های سطحی خود را از دست داده است.

جویس پس از گذر از مسیری طولانی در سال ۲۰۳۱(۱۴۱۰) وارد مدار سیاره مشتری خواهد شد. برای درک بهتر این فاصله باید گفت سفر به مریخ هشت ماه طول می‌کشد، در حالی که سفر جویس به مشتری حدود هشت سال به طول می‌انجامد.

این کاوشگر پیش از رسیدن به مشتری، یک بار در سال ۲۰۲۵ (۱۴۰۴)از کنار سیاره ناهید و سه بار در سال‌های ۲۰۲۴، ۲۰۲۶ و ۲۰۲۹ از کنار زمین گذر خواهد کرد. جویس همچنین‌ فرصت دارد در سال ۲۰۲۹(۱۴۰۷) از کنار سیارک رزا ۲۲۳ عبور کند.

گردش به دور بزرگ‌ترین قمر منظومه شمسی

جویس قمرهای یخی بزرگ اروپا، گانیمد و کالیستو را به منظور پاسخگویی به سوالات کلیدی در مورد سکونت‌پذیری و این‌که آیا این جهان‌های یخی دارای اقیانوس‌های درونی هستند، کاوش خواهد‌ کرد.

این مأموریت برای اولین بار سال۲۰۱۲ به‌عنوان اولویت اصلی برای برنامه چشم‌انداز کیهانی آژانس فضایی اروپا(ESA’s Cosmic Visions program) با همکاری ناسا و آژانس‌های فضایی بریتانیا، فرانسه، ایتالیا و ژاپن طراحی شد.

کاوشگر اروپا کلیپر(Europa Clipper) ناسا نیز سال آینده پرتاب می‌شود و قرار است چند صد مایل از سطح قمر اروپا را بپیماید تا مناطق احتمالی را که از حیات پشتیبانی می‌کنند، شناسایی کند اما هدف جویس گانیمد، بزرگ‌ترین قمر منظومه شمسی(بزرگ‌تر از سیاره عطارد) خواهد بود.

گانیمد همچنین تنها قمر منظومه شمسی است که میدان مغناطیسی خاص خود را دارد. در سال۲۰۳۴ فضاپیما مدار خود را تغییر داده و از مشتری به سمت گانیمد حرکت خواهد کرد. در این صورت جویس اولین فضاپیما در طول تاریخ خواهد بود که به دور قمری غیر از قمر زمین می‌چرخد.

فاصله گانیمد از مشتری بیشتر از فاصله اروپا از آن است، بنابراین کمتر‌ تحت تاثیر میدان مغناطیسی قوی سیاره قرار می‌گیرد و براساس محاسبات آژانس فضایی اروپا، جویس در مدار گانیمد از این خطر در امان خواهد بود اما در مورد اروپا این گونه نیست و تشعشعات خطری جدی برای تجهیزات الکترونیکی فضاپیما خواهد بود. بنابراین کلیپر باید در ماموریت ۳.۵ساله‌ خود با پروازهای جهشی متوالی قمر را کاوش کند.

در جست‌وجوی اقیانوس

سوخت جویس همانند فضاپیمای جونو از انرژی خورشیدی تامین می‌شود. ماموریت‌های پیشین از جمله پایونیر و ویجر همگی از سوخت‌هسته‌ای(Multi-Mission Radioisotope Thermal Generators) استفاده می‌کردند. استفاده از انرژی خورشیدی در مدار مشتری دشوار است، زیرا میزان انرژی دریافتی در آن فاصله بسیار اندک و تنها ۳درصد از انرژی دریافتی روی زمین است.

با وجود این، رشد پنل‌های خورشیدی در سال‌های اخیر پیشرفت قابل توجهی داشته و تا حد زیادی از نگرانی‌ها کاسته است.

به گفته دانشمندان اگر سوخت کافی برای کاوشگر جویس باقی بماند، می‌توان مدار دایره‌ای ۵۰۰ کیلومتری را تا ۲۰۰ کیلومتر کاهش داد و به نقشه‌های سطحی با وضوح بالاتر دست یافت.

ابزارهای پیشرفته مختلفی در جویس به کار برده شده است، یکی از ابزارهای نوین استفاده شده،مغناطیس سنج J-MAG نام دارد که امپریال کالج لندن به منظور کاوش اقیانوس‌های قمر آن را ساخته است. J-MAG در فضاپیمای کاسینی نیز به کار برده شد و به کشف اقیانوسی سراسری زیر یخ‌های انسلادوس (قمر زحل) کمک زیادی کرد.

شیوانگی شاران، یکی از محققان همکار در پروژه جویس از امپریال کالج لندن می‌گوید: «ابزار J-MAG برای کشف و بررسی اقیانوس‌ها مؤثر خواهد بود. به نظر می‌رسد گانیمد، کالیستو و اروپا اقیانوسی در زیر سطح خود دارند. J-MAG می‌تواند ویژگی‌های این اقیانوس‌ها را مشخص کند و اطلاعات بیشتری در اختیارمان قرار‌دهد.»

کنترل‌کنندگان ماموریت جویس قصد دارند فضاپیما را با برخورد آن به سطح گانیمد از بین ببرند. این انهدام از تبدیل جویس به زباله فضایی که ممکن است در آینده با قمر اروپا برخورد و آن را با میکروب‌های زمینی آلوده کند، جلوگیری می‌کند. مأموریت‌های جویس و اروپا کلیپر راه را برای یک سطح‌نشین برای کاوش جهان‌های اقیانوسی مشتری در آینده هموار خواهد کرد.

ابزارهای جویس برای کنجکاوی در قمرهای مشتری

فضاپیمای جویس برای انجام مطالعات درباره غول گازی مشتری و قمرهای آن، ۱۰ابزار را به همراه خود حمل می‌کند. یکی از این ابزارها اصطلاحا «۳جی‌ام » نام دارد. این بسته رادیویی ساختار یونوسفر مشتری، میدان گرانش قمر گانیمد و وسعت اقیانوس‌های داخلی قمرها را مطالعه می‌کند. یکی دیگر از این ابزارها «مجیس» (MAJIS) نام دارد که یک طیف‌سنج است.

اخترشناسان می‌توانند با این وسیله به ویژگی‌‌های ابرهای سیاره نگاه کنند و همچینن یخ و مواد معدنی موجود در سطوح قمرها را شناسایی کنند. رادار، طیف‌نگار تصویربرداری فرابنفش، دوربین و ارتفاع‌سنج لیزری ابزارهای دیگر جویس هستند که برای انجام اندازه‌گیری‌های مختلف استفاده خواهد شد و احتمالا می توانند اطلاعات ما درباره قمرهای یخ زده مشتری را دگرگون کنند.

منابع: theguardian.com / skyandtelescope.org / / space.com