کاوشگر داون (Dawn) یا کاوشگر بامداد یا سپیده‌دم ناسا در روزهای پایانی مأموریت ۱۱ساله خود به سر می‌برد. در این نوشتار به میراث این کاوشگر در زمینه علوم سیاره‌ای و مهندسی فضاپیما نگاهی انداختیم.
پس از ۱۱سال پیشگام بودن در زمینه علوم سیاره‌ای، مخابره تصاویر خیره‌کننده و به انجام رساندن شاهکارهایی به سابقه در زمینه مهندسی فضاپیما، مأموریت کاوشگر داون ناسا اکنون در مراحل پایانی خود به سر می‌برد. این کاوش چندین مرتبه برای ادامه کاوش خود پیرامون سیارات کوتوله سرس (Ceres) و وستا (Vesta) بیشتر از زمان برنامه‌ریزی‌شده خود به مأموریت ادامه داد. این دوستاره کوتوله در کنار هم ۴۵درصد از جرم اجرام موجود در کمربند سیارکی را تشکیل می‌دهند.
اما اکنون گزارش‌ها حاکی از آن است که سوخت اساسی این کاوشگر، یعنی هیدرازین، رو به اتمام است. احتمال روزی در دو ماه آینده باید خیر پایان مأموریت داون ناسا را بشنویم، زمانی که این کاوشگر ۷۵۰کیلوگرمی ارتباط خود را با زمین قطع خواهد کرد. پس‌ازآن برای دهه‌ها در مداری به دور سرس خاموش و بی‌صدا گردش خواهد کرد.
میراث کاوشگر داون (Dawn) ناسا ؛ حقایق علمی و شاهکارهای مهندسی
لوری گلیز (Lori Glaze)، مدیر اجرایی بخش علوم سیاره‌ای در مرکز فرماندهی واشنگتن، می‌گوید : «اگرچه که خروج کاوشگر داون از خانواده مأموریت‌های ناسا بسیار غمناک است، اما ما به‌شدت به عملکرد این مأموریت افتخار می‌کنیم. رموز علمی‌ای که کاوشگر داون افشا کرد تنها مختص به این دو سیاره کوتوله نبود و اهمیتی بسیار گسترده‌تر دارد. این کاوشگر نخستین فضاپیمایی است که در طول مأموریت خود با دو جرم فرازمینی ملاقات و در مدار آن‌ها گردش می‌کند. دستاورد‌های علمی و مهندسی داون در دفتر تاریخ صنعت فضایی ثبت خواهند شد.»
کاوشگر داون در سپتامبر سال ۲۰۰۷ از ایستگاه نیروی هوایی کیپ کاناورال (Cape Canaveral Air Force Station) در ایالت فلوریدا با استفاده از ماهواره‌بر دلتا هوی (Delta II-Heavy) پرتاب شد. در حدفاصل سال‌های۲۰۱۱ تا۲۰۱۲ این کاوشگر مشغول مطالعه سیاره کوتوله وستا بود و تصاویر زیادی از گودال‌ها، دره‌ها و حتی کوه‌های این شبه‌سیاره به زمین مخابره کرد.
در سال ۲۰۱۵ دوربین‌های کاوشگر داون یک آتش‌فشان سرد یا کریوولکانو (cryovolcano) گونه‌ای از آتش‌فشان است که از آن مواد سرد مانند آب خارج می‌شود. و نیز نقاط درخشان مرموزی را بر روی سرس ثبت کردند. دانشمندان بعدها دریافتند که این نقاط درخشان احتمالاً دیپوزیت‌های نمک و نماینده محلول‌های نمکی در ساختار درونی سرس هستند.
مارک ریمن (Marc Rayman)، از آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) ناسا در پاسادنا کالیفرنیا که به‌عنوان مدیر مأموریت و مهندس ارشد پروژه داون خدمت می‌کند، می‌گوید : «کاوش دو جرم منظومه شمسی که به‌سختی می‌توانستیم آن‌ها را در فهرست‌ها بگنجانیم، مهم‌ترین میراث مأموریت داون به شمار می‌رود. داون جهان‌های بیگانه‌ای را به ما نشان داد که برای مدت دو قرن تنها آن‌ها را در میان نور ستارگان مشاهده می‌کردیم. او این پرتره‌های محبوب و غنی از جزئیات را به وجود آورد و مناظر مرموز و عجیب‌وغریبی برخلاف همه آنچه تا به امروز دیده بودیم به آشکار کرد.»
شاهکارهای مهندسی کاوشگر داون
داون تنها فضاپیمایی است که توانسته است در مداری به دور یک جرم در کمربند سیارکی گردش کند. به‌علاوه این نخستین کاوشگری بوده است که توانسته در مدار دو جرم فرازمینی قرار بگیرد. این شاهکارها را مدیون پیشرانش یونی هستیم. پیشرانش یونی، یک سیستم پیشرانش فوق‌العاده مؤثر و دقیقه همان چیزی است که طرفداران داستان‌های علمی تخیلی و علاقه‌مندان به فضا به دنبال آن هستند.
کاوشگر داون مرزهای ظرفیت و استقامت این سیستم پیشرانش را فراتر برد و نشان داد که می‌توانیم برای سایر مأموریت‌هایی که چندین مقصد برای آن‌ها تعریف می‌شود، چقدر بر روی این فنّاوری تکیه کنیم. کاوشگر داون با بهره‌گیری از پیشرانش یونی، در سال۲۰۱۱ به سیاره کوتوله وستا رسید و به مدت ۱۴ماه از سطح تا هسته این جرم فرازمینی را موردتحقیق قرارداد. در سال۲۰۱۲، مهندسان با مانوری این کاوشگر را از مدار وستا خارج کردند و برای مدت بیش از دو سال، پیش از ورود به مدار سیاره کوتوله سرس، آن را در میان کمربند سیارکی هدایت کردند. از ۲۰۱۵ این فضاپیما به جمع‌آوری داده پیرامون سرس مشغول شد.
اما چرا این مأموریت دو جرم وستا و سرس را به‌عنوان هدف انتخاب کرد؟ به این دلیل که آن‌ها به‌عنوان کپسول‌های زمانی عمل می‌کنند و درواقع بازمانده‌های دست‌نخورده‌ای از نخستین دوران تاریخ به شمار می‌روند. کارول ریموند (Carol Raymond) از آزمایشگاه جی.پی.ال (JPL) و محقق اصلی مأموریت داون، می‌گوید : «سرس و وستا هرکدام داستان خود را از چگونگی و منشأ تشکیل و نیز نحوه تکامل خود تعریف کردند. یک تاریخچه سوزان و ماگمایی که به یک جرم سنگی به نام وستا ختم می‌شود و نیز یک تاریخچه سردتر و مملو از آب که نتیجه آن اقیانوس‌هایی در دوران اولیه تشکیل سرس بوده است. این گنجینه‌های ارزشمند به ما کمک خواهند کرد تا شناخت خود از سایر اجرام منظومه شمسی را در آینده ادامه دهیم.»
سیاره کوتوله شگفت‌انگیز سرس
در سطح سرس، دانشمندان شواهد شیمیایی از اقیانوس‌هایی درگذشته بزرگ‌ترین جرم کمربند سیارکی پیداکرده‌اند. ریموند می‌گوید که این یافته‌ها بسیار شگفت‌انگیز هستند و تمام تاریخچه سرس در سطح آن غرق‌شده است. دیپوزییت‌های نمکی که به‌صورت نقاط درخشان به چشم می‌آمدند، عمدتاً از سدیم کربناتی تشکیل‌شده‌اند از شوراب‌های زیر سطح این سیاره کوتوله به بیرون آمده و سطح را پوشانده‌اند.
این یافته‌ها این ایده را تقویت می‌کند که سیارات کوتوله نیز مانند اقمار یخی مانند اروپا و انسلادوس می‌توانند جایی درگذشته خودشان میزبانی اقیانوس‌های سطحی بوده باشند. و البته به‌صورت بالقوه هنوز هم ممکن است. تجزیه‌وتحلیل داده‌ها کاوشگر داون نشان می‌دهد که امکان دارد در زیر سطح سرس مایع وجود داشته باشد. همچنین برخی مناطق ازنظر جغرافیایی به نسبت فعال بودند و از یک مخزن در عمق این سیاره کوتوله منشأ می‌گرفتند.
یکی از بزرگ‌ترین یافته‌های کاوشگر داون در مورد سرس در ناحیه‌ای به نام گودال ارنوتت (Ernutet) وجود دارد. در این منطقه موکول‌های آلی به‌وفور وجود دارند. اگرچه مواد ارگانیک قطعات اصلی سازنده حیات شناخته می‌شوند، اما داده‌های داون نمی‌تواند مشخص کند که این مواد آلی به‌واسطه فرآیندهای بیولوژیک به وجود آمده باشند. جولی کاستیلو روگز (Julie Castillo-Rogez)، دانشمند پروژه داون و یکی از محققین آزمایشگاه جی.پی.ال در این خصوص می‌گوید :
«شواهد رو به افزایشی وجود دارد که نشان می‌دهد مواد آلی موجود در گودال ارنوتت از بخش‌های درونی سرس بیرون آمده‌اند، که در این صورت این مواد می‌توانستند جایی در مراحل اولیه پیدایش اقیانوس درونی سرس به وجود آمده باشند.»
سیارکی پر جنب‌وجوش به نام وستا
پس‌ازآنکه کاوشگر داون به وستا رسید از گودال‌های این سیاره کوتوله نقشه‌برداری کرد و نشان داد که نیمکره شمالی آن بیش ازآنچه انتظار می‌رفته برخوردهای بزرگ را تجربه کرده است. با این حساب می‌توان پیشنهاد کرد که بیشتر ازآنچه دانشمندان تاکنون فکر می‌کردند در کمربند سیارکی جرم آسمانی وجود دارد.
این نما که با افزایش رنگ به‌دست‌آمده است، سطح حفره‌داری را در کف دو گودال بانام‌های مارسیا (Marcia)، تصویر سم چپ و کورنلیا (Cornelia)، تصویر سمت راست در وستا دیده می‌شود. دانشمندان گمان می‌کنند برخوردهای با سرعت کم با سنگ‌های آسمانی غنی از کربن مواد معدنی هیدرات بر روی سطح وستا بر جای می‌گذارند.
در سال۱۹۹۶، تلسکوپ فضایی هابل تصاویری را از یک کوه به نام ریسیلویا (Rheasilvia) در مرکز حوضه عظیم وستا منتشر کرد. نقشه‌برداری کاوشگر داون نشان داد که این کوه دو برابر اورست بلندی دارد و همچنین دره‌هایی را نمایان کرد که عمقی برابر با گرند کانیون در ایالات‌متحده دارند. داون همچنین تائید کرد که وستا منبع ِخانواده بسیار متداولی از سنگ‌های آسمانی است.
هیوستون! مأموریت به پایان رسید
داون جمع‌آوری تصاویر باکیفیت بالا، طیف‌های نوترونی و گاما، طیف فروسرخ و داده‌های گرانشی سرس را ادامه داده است. حدوداً روزی یک‌بار، این کاوشگر از ۳۵کیلومتری یعنی از ۲۲مایلی، یعنی تنها سه برابر ارتفاعی چت‌های مسافرتی، سطح سرس عبور می‌کند و تا زمانی که باقی سوخت هیدرازین خود را برای تغذیه رانشگر ها و کنترل جهت مسیر مصرف می‌کند، به جمع‌آوری داده‌های باارزش ادامه می‌دهد.
دانشمندانی که شیمی را با تمرکز بر حیات مطالعه می‌کنند بسیار به شرایط موجود در سرس علاقه‌مند هستند، به همین دلیل ناسا از پروتکل‌های حفاظت سیاره‌ای سخت‌گیرانه‌ای برای دسترسی کاوشگر داون پیروی می‌کند. برخلاف کاوشگر کاسینی که تعمداً به درون اتمسفر سیاره زحل شیرجه زد تا از ایجاد آلودگی برای منظومه شمسی جلوگیری کند، فضاپیما داون در مداری اطراف سرسی باقی خواهد ماند که هیچ‌گونه اتمسفری در اطراف خود ندارد.
مهندسان برای اینکه مطمئن شوند تا ۲۰سال آینده و حتی احتمالاً دهه‌های بعدازآن برخوردی میان این کاوشگر و سرس پیش نخواهد آمد به طراحی آخرین مدارگردشی این کاوشگر به‌دقت بالایی مشغول شدند. ریمن که تیمی را که مسئول پرواز داون در طول این مسیرش به مدار نهایی را بر عهده دارد نگاهش به پایان این مأموریت جالب است، او می‌گوید که آنچه در مدار سرس باقی می‌ماند یک بنای تاریخی آسمانی و ساکن و متجلی خلاقیت و ابتکار بشریت است. در صفحه مأموریت داون در وب‌سایت ناسا می‌توانید اطلاعات بیشتری در مورد این کاوشگر به دست آورید.