هدف داون؛ کشف دنیاهای ناشناخته

این فضاپیما سال 2011 به سیارک وستا رسید و به یک سال به مطالعه آن پرداخت و سپس به سوی سیارک سرس رهسپار شد. داون قرار است اوایل سال 2015 به این سیارک برسد. دانشمندان امیدوارند با مطالعه این دو سیارک به اسراری از چگونگی شکل‌گیری منظومه شمسی پی ببرند. مارک ریمن، سرمهندس و طراح ماموریت داون با مجله هوافضا درباره اهمیت ماموریت داون و انتظاراتی که از دستاوردهای آن می‌رود، گفت‌وگو کرده است.

چرا ماموریت داون برای ما مهم است؟

هدف این ماموریت کشف دو جهان ناشناخته در بخش داخلی منظومه شمسی است. این فضاپیما در حال بررسی سیارک‌های وستا و سرس، دوجسم پرجرم در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری است. بسیاری از مردم تصور می‌کنند سیارک‌ها نوعی صخره در اندازه ساختمان‌ها یا کوه‌ها هستند در حالی که وستا و سرس اجرام بزرگی در منظومه شمسی هستند. آن دو بسیار عظیم هستند و زمین‌شناسی پیچیده‌ای دارند به طوری که می‌توان آنها را یک پیش سیاره در نظر گرفت. آنها بقایای دوره‌ای از تاریخ منظومه شمسی هستند که سیارات در حال شکل‌گیری بوده‌اند، شاید این دو نیز در حال تبدیل شدن به سیاره بودند، اما به دلایلی این روند متوقف شد.

اعتقاد بر این است که آن دو اطلاعاتی از شرایط و فرآیند‌هایی را که سیارات در آن زمان در حال شکل‌گیری بودند در دل خود حفظ کرده‌اند. این دو سیارک با تصوراتی که مردم عادی درباره سیارک‌ها دارند بسیار متفاوت است. زمانی که داون سال 2011 به وستا رسید بعد از بررسی آن فهمیدیم این سیارک بسیار شبیه سیارات زمین مانند است.

یافته‌های شما از وستا چه بود؟

وستا دو قرن پیش از آن که سفینه داون به آنجا برود کشف شده بود، اما بیشتر و به کمک تلسکوپ‌ها به صورت یک ذره غبار در میان صحرای پرفروغ ستاره‌ها دیده می‌شد و اکنون ما این دنیای شگفت‌انگیز و پیچیده را با تمام ویژگی‌های عجیب و شگفت‌انگیزش نمایان ساخته‌ایم؛ چشم‌انداز بیگانه‌ای از گودال‌های عظیم، کوه‌های مرتفع و شکاف‌های پهناور.

تصاویر نشان می‌دهد روی سطح وستا دهانه‌های ناشی از برخورد دیگر خرده‌سنگ‌های سرگردان فضایی به قطر بیش از 500 کیلومتر وجود دارد. ارتفاع کوه در وسط یکی از دهانه‌ها دو برابر بیشتر از ارتفاع قله اورست است. داون، این شبکه گسترده از دره‌های پهناور را در وستا یافت که برخی از آنها با گرند کانیون در آمریکا قابل مقایسه بوده و گاه حتی بسیار عظیم‌تر از آن هستند. آنجا واقعا یک جهان ناشناخته و پر از شگفتی است.

برخی اطلاعات دریافتی از داون به محققان نشان داد منشا 6 درصد از هر16 شهابسنگی که روی زمین سقوط می‌کند از وستاست. به اعتقاد محققان، شهابسنگ‌هایی روی زمین وجود دارد که از مریخ آمده و شاید شما بدانید منشا برخی شهابسنگ‌ها نیز از ماه است، اما اکنون ما شهابسنگ‌هایی داریم که از فاصله بسیار دوری می‌آیند؛ از سیارک وستا. این سه جرم (ماه، مریخ و وستا) تنها اجرام منظومه شمسی هستند که شهابسنگ‌هایی از آنها به زمین رسیده است؛ بنابراین دیدن شهابسنگ‌هایی از وستا در موزه چیز غیرمتعارفی نیست.

امیدوارید چه چیزی در سیارک سرس وقتی داون به آنجا رسید، پیدا کنید؟

این اولین بار است که انسان یک سیاره کوتوله را ملاقات می‌کند و خوشبختانه همزمان با این پروژه، «سفینه افق‌های نو» ناسا نیز به دیگر سیاره کوتوله منظومه شمسی یعنی پلوتو خواهد رسید، هر دو این اجرام در یک گروه قرار دارند. سرس و وستا ویژگی‌های یک سیاره کوتوله را دارند، اما ویژگی‌های سرس با وستا متفاوت است.

اکنون معتقدیم ذخایر عظیمی از آب در سرس وجود دارد که بیشتر به صورت یخ است و شاید در بخش‌هایی از سیارک هم به صورت مایع باشد.

اگر به جزئیات توجه کنید شگفت‌زده می‌شوید وقتی ببینید سرس این دنیای بزرگ پوشیده از آب و یخ و سنگ، حدود 4.5 میلیارد سال در محیط خشن و بی‌نظم کمربند سیارکی به حیات خود ادامه داده است.

آژانس فضایی اروپا (اسا) حدود دی ماه سال گذشته اعلام کرد که تلسکوپ فضایی هرشل توانسته در اطراف سرس بخار آب کشف کند، این اولین بار است که وجود بخار آب در کمربند سیارکی و در اطراف یک سیارک تائید شده است. آیا این یافته‌های جدید آینده ماموریت داون و نحوه بررسی سرس را تحت تاثیر قرار می‌دهد؟

هدف ماموریت داون نقشه‌برداری از این دو سیارک است. قصد داریم این سیارک را تا جایی که می‌توانیم با ابزار‌هایی که در دست داریم بررسی کنیم. برخی بررسی‌های ویژه که در اولین ملاقاتمان از سرس انجام خواهیم داد به امید این است که بفهمیم آیا داون هم می‌تواند این بخارهای آب را که هرشل مشاهده کرده بیابد یا نه و البته نمی‌دانم آیا ما می‌توانیم به این یافته دست یابیم یا نه. با این حال امیدوارم تصاویری که از سطح سرس دریافت خواهیم کرد، بتواند شواهد حضور بخار آب را در این سیارک به ما نشان دهد.

اطلاعات هرشل نمی‌تواند به ما بگوید این بخار آب از تصعید یخ سطحی به وجود می‌آید یا این که ناشی از یک یخ فشان یا یک آبفشان است. هر چه باشد، ما امیدواریم شواهدی از وجود فرآیندهایی که به بخار آب منجر می‌شود در سطح این سیارک وجود داشته باشد.

دکتر توماس مولر، ستاره‌شناس آلمانی از موسسه علوم فیزیک فرازمینی ماکس پلانک در یک مصاحبه مطبوعاتی درباره یافتن بخار آب گفته: سرس می‌تواند کلیدی برای درک ما از نحوه توزیع یخ و آب در منظومه شمسی باشد. در همان زمان، این سیارک در کنار اروپا قمر مشتری و انسلادوس قمر زحل به یکی از نامزدهای بالقوه برای حیات فرازمینی تبدیل شده است. شما چه دیدگاهی در این باره دارید؟

داون به ابزاری برای جستجوی حیات مجهز نیست و فکر می‌کنم احتمال وجود حیات در سرس بسیار پایین باشد. آنچه فکر می‌کنم درباره نظر دکتر مولر مهم باشد و چیزی که من با او موافقم این است که این یافته‌ها می‌تواند اطلاعاتی درباره شرایطی که باعث تکامل حیات می‌شود به ما بدهد، اما قرار نیست داون این موضوع را که در سرس حیات وجود دارد یا نه کشف کند، بلکه درباره شرایط محیطی که در آن آب وجود دارد اطلاعاتی به ما خواهد داد. شاید سرس منبعی از انرژی باشد.

ممکن است شرایط شیمیایی آنجا مشابه شرایط شیمیایی زمین هنگام ایجاد و تکامل حیات باشد. داون، سهمی درباره پاسخگویی به چگونگی ایجاد حیات در سرس ندارد و بیشتر درباره فرصت‌های ایجاد و تنوع حیات در کیهان به جستجو می‌پردازد. سرس گوشه‌ای از تلاش پرهیجان بشر برای یافتن حیات است.

از زمانی که وارد این پروژه شدید تاکنون، کدام بخش از ماموریت داون برای شما خاطره‌انگیزتر بوده است؟

اولین خاطره‌ای که به ذهنم می‌آید مربوط به تابستان دو سال پیش است. 25 ساعت بعد از این که داون وارد مدار وستا شده بود، ارتباط رادیویی با آن برقرار کردیم و مشخص شد داون در مدار قرار دارد، آن هم درست طبق برنامه و همه چیز دقیقا همان طور پیش می‌رفت که برنامه‌ریزی شده بود. این یک لحظه فوق‌العاده بود، چراکه بشر برای اولین بار به شیوه‌ای متفاوت، فضاپیمایی را در مدار یک سیارک قرار داده بود. این روشی کاملا متفاوت از پرواز است؛ زیرا نیرویی که موتور وارد می‌کرد بسیار آهسته بود و تغییرات و اصلاحات مدار را بتدریج، به آهستگی و دقت انجام می‌داد. از زمان پرتاب در هفت سال پیش تا رسیدن به وستا، داون سال‌های زیادی بین زمین و وستا سپری کرده بود و در این مسیر به‌تدریج مدار خود را به سوی هدف تغییر داده بود؛ بنابراین زمانی که در مدار وستا قرار گرفت، عملا در همان مداری بود که وستا به دور خورشید حرکت می‌کرد.

قرارگیری در مدار وستا فقط نیاز به یک اشاره کوچک داشت تا گرانش وستا، داون را دردام بیندازد. به طور معمول، ورود و قرارگیری یک فضاپیما در مدار روشی سخت و پیچیده است و سفینه برای استفاده تدریجی از سوخت درست مثل ضربات شلاق (شلاق مانند) وارد مدار می‌شود. داون توانست این کار را با دقت و ظرافت زیادی انجام دهد. دیدن این که داون توانسته است به صورت کامل و دقیقا همان طور که انتظار می‌رفت این کار را انجام دهد، برای من بسیار لذتبخش و هیجان‌انگیز بود.

وقتی تصاویر وستا را که داون ارسال کرده بود بررسی کردیم، متوجه شدیم این تصاویر بهتر از عکس‌هایی است که تلسکوپ فضایی هابل در تابستان همان سال از وستا گرفته است و این بسیار هیجان‌انگیز بود. این اولین بار نبود که وستا را می‌دیدیم. موضوع هیجان‌انگیزی که درباره ماموریتی همچون داون وجود دارد، این است که آن را بشر طراحی وساخته است. همه انسان‌هایی که تاکنون با تعجب و هیجان به آسمان نگریسته‌اند بخشی از این پروژه هستند. هر انسانی که در طبیعت و حقیقت گیتی کنجکاوی می‌کند، هر کسی که مشتاقانه در پی دانش و بینش در جهان است، هر شخصی که احساس می‌کند این اشتیاق سوزان برای ماجراجویی جسورانه و تعالی روح انسان است، هر فردی که حس می‌کند با جستجو در ناشناخته‌ها خرسند وخشنود می‌شود، هر کسی که مشتاق پاداشی فراتر از اهداف آسمانی است، بخشی از این پروژه است. به اشتراک‌گذاری شناساندن زمین به دنیای ناشناخته، موضوعی است که به نظرم هرکس می‌تواند در آن سهیم باشد و این برای من هیجان‌انگیزترین بخش است.

پرواز «داون» با موتور یونی

ناسا در ماموریت «اعماق فضای 1» حدود سال 1999 با موفقیت یک سیستم پیش رانش یونی را تست کرد، اما داون اولین بار این سیستم را در طول ماموریت خود استفاده کرد.

درواقع بدون رانشگر یونی، رفتن به وستا و سرس واقعا غیرممکن می‌شد. به طور معمول، سیستم پیش‌رانش یونی 10 برابر بیشتر از سیستم پیش رانش شیمیایی بازده دارد، به طوری که با همان مقدار سوخت می‌توانیم خیلی بیش از حد تعیین شده برای ماموریت، کار انجام دهیم. در واقع داون تنها سفینه فضایی است که برنامه‌ریزی شده تا در مدار دو جرم متفاوت در منظومه شمسی قرار گیرد و به نظر من این موضوع بسیار قابل توجه است. این ایده برای مدت‌ها فقط در کتاب‌های علمی ـ تخیلی دیده می‌شد. به یک سیاره برویم، هر کاری که مورد نظرمان است در آنجا انجام دهیم، با فردی درگیر شویم، پیروز شویم و سپس به سیاره‌ای دیگر برویم.

نیروی پرتاب موتور یونی بسیار کم است و حدود ده هزار بار کمتر از نیروی پرتاب موتور برخی فضاپیماهای سیاره‌ای است. اگر یک ورق کاغذ را در دست خود نگه دارید، این ورق کاغذ همان فشاری را به دست شما وارد می‌کند که موتور یونی به سفینه فضایی وارد می‌کند. این فشار به‌تدریج می‌تواند در جاذبه صفر و محیط بدون اصطکاک سفینه را به سرعت درآورد. در حداکثرفشار پرتابی، چهار روز طول می‌کشد تا سرعت داون ازصفر به 60 متر برساعت برسد. اصلا هیجان‌انگیز به نظر نمی‌رسد مخصوصا وقتی فکر می‌کنید سرعت قدم زدن انسان 5000 متر بر ساعت است، اما چون در استفاده از سوخت بسیار صرفه‌جویی می‌‌شود، می‌تواند میزان بهره‌وری از سوخت را از چهار روز به سه سال افزایش دهد. و این همان چیزی است که آن را «شتاب صبورانه» نام می‌گذارند. ماموریت‌های جاه‌طلبانه و هیجان‌انگیز بسیاری وجود دارد که بدون استفاده از قابلیت فوق‌العاده‌ای که نیروی پیشران یونی فراهم می‌کند، قابل انجام نیستند.

space&Air / مترجم: مریم فخیمی