1396/10/25

مریخ؛ هدف بزرگ کاوشگر های فضایی(4)

قرن‌ها نگاه بشر بعد از کره ماه به این سیاره معطوف بود هفده قرن قبل از میلاد مسیح منجمین و ستاره شناسان کلده و آشور به نوشتن کتابی پیرامون مریخ پرداختند. با آغاز عصر فضا، یکی از اهدافی که دانشمندان بشدت علاقه داشتند کاوش بر روی آن آغاز شود مریخ بود. در بخش‌های قبلی این مطلب شما را با تاریخچه تحقیقات...
مریخ؛ هدف بزرگ کاوشگر های فضایی(4)

سیروس برزو: قرن‌ها نگاه بشر بعد از کره ماه به این سیاره معطوف بود هفده قرن قبل از میلاد مسیح منجمین و ستاره شناسان کلده و آشور به نوشتن کتابی پیرامون مریخ پرداختند. با آغاز عصر فضا، یکی از اهدافی که دانشمندان بشدت علاقه داشتند کاوش بر روی آن آغاز شود مریخ بود.
در بخش‌های قبلی این مطلب شما را با تاریخچه تحقیقات بشر درباره مریخ از دوران‌های بسیار قدیم تا کاوشگر وایکینگ-1 آشنا کردیم. اینک مطلب را دنبال می‌گیریم و نگاهی گذرا داریم بر ادامه این پژوهش‌ها و فرستادن کاوشگران مختلف برای بالابردن دانش بشر از این سیاره مرموز.

وایکینگ-2 

 مأموریت کاوشگر وایکینگ-۲ (Viking-2 ) بخشی از برنامه وایکینگ آمریکایی برای کسب دانش بیشتر، انجام آزمایش و گرفتن از سیاره مریخ بود، و شامل یک مدارگرد و کاوشگر فرودی می‌شد که می‌توان گفت با وایکینگ-۱ تفاوتی نداشت.

 سفر وایکینگ ۲ در ۹ سپتامبر سال ۱۹۷۵ با استفاده از یک موشک تیتان سنتاور از پایگاه پرتاب‌های فضایی کاناورال آغاز شد. این کاوشگر ۳۳۳ روز در راه بود. بخش فرودی این کاوشگر ۱۳۱۶ روز بر سطح مریخ فعالیت کرد و به ارسال عکس و اطلاعات پرداخت. فرستادن عکس و اطلاعات دستگاه‌های وایکینگ-۲ زمانی متوقف شد که در ۱۱ آوریل ۱۹۸۰ باتری آن از کار افتاد. 

بخش مداری وایکینگ۲ تا ۲۵ ژوئیه ۱۹۷۸ فعال بود و تقریباً ۱۶۰۰۰ تصاویر را طی ۷۰۶ دور گردش در مدار اطراف مریخ به زمین ارسال کرد.
این مدارگرد از ۷  اوت ۱۹۷۶ و بعد از قرار گرفتن در مداری با اوج و حضیض ۱۵۰۰ – ۳۳۰۰۰ کیلومتر شروع به ارسال تصاویر از سطح مریخ کرد. کارشناسان ناسا با بهره‌گیری از این عکس‌ها، محل نشستن بخش فرودی را تعیین و انتخاب کردند. با بررسی‌های انجام‌شده سرانجام بخش فرودی کاوشگر در ۳ سپتامبر ۱۹۷۶ از مدارگرد جدا شده به‌طرف منطقه اتوپیا پلانی تا بر خاک مریخ نشست.

مأموریت اصلی مدارگرد در آغاز اقتران خورشیدی در ۵ اکتبر ۱۹۷۶ به پایان رسید اما بعدازاین پایان این پدیده در ۱۴ دسامبر ۱۹۷۶ مجدداً از سر گرفته شد. در ۲۰ دسامبر سال ۱۹۷۶ فاصله این بخش از کاوشگر مریخی وایکینگ به ۷۷۸ کیلومتر سطح مریخ رسید درحالی‌که با زاویه شیب  ۸۰ درجه آن را دور می‌زد.

مریخ؛ هدف بزرگ کاوشگر های فضایی(4)

ازجمله دیگر وظایف مدارگرد وایکینگ-۲ عملیات نزدیک به قمر مریخ دیموس بود که در ماه اکتبر سال ۱۹۷۷ انجام شد. مدارگرد مریخی وایکینگ سرانجام در ۲۵ ژوئیه ۱۹۷۸ پس از فرستادن تقریباً ۱۶۰۰۰ تصویر طی بیش از  ۷۰۰ بار گردش در مدار این سیاره خاموش شد.
بخش فرودی کاوشگر در ۳ سپتامبر از مدارگرد جدا شد. برای نشستن آرام کاوشگر، ابتدا سرعت به‌وسیله ۸ موتور موشکی کند شد تا به سرعتی در حدود ۴ کیلومتر بر ثانیه رسید. در این زمان یک سپر حرارتی کاوشگر را از گرمای اصطکاک ناشی از ورود به جو محافظت می‌کرد. در مرحله بعد یک چترنجات بازهم سرعت را کمتر کرد و بالاخره هشت از موتور موشکی مریخ نشین سرعت فرود را به ۸/۸ کیلومتر بر ساعت رساندند.
بخش فرودی وایکینگ ۲ حدود ۲۰۰ کیلومتری غرب دهانه میه در منطقه اتوپیا پلانیتا به فاصله ۷۵۰۰ کیلومتر از وایکینگ ۱ در ۹/۴۷ درجه شمالی به‌آرامی فرود آمد
بخش فرودی به دوربین‌های عکاسی، بیل‌های مکانیکی و دستگاه‌هایی جهت تجزیه‌وتحلیل شیمیایی و زیست شناسی خاک مریخ مجهز بودند و می‌توانست نمونه‌های برداشته‌شده از سطح مریخ را مورد بررسی قرار داده و نتایج را به زمین بفرستد. نتایج بررسی عکس و اطلاعات فرستاده شده توسط وایکینگ-۲ نشان داد که در اطراف آن، موادی شبیه گدازه با ترکیباتی از سیلیکون، آهن،منیزیم، آلومینیوم، گوگرد، کلسیم، و تیتانیوم، استرانسیوم و ایتریم وجود دارد. مقدار پتاسیم آن تقریباً معادل یک‌پنجم پوسته زمین بود. برخی از مواد شیمیایی موجود در خاک شباهت به گوگرد و کلر باقی‌مانده پس از تبخیر آب دریا داشت و گوگرد در پوسته در بالای خاک نسبت به توده خاک در زیر غلیظ‌تر بود.

مریخ؛ هدف بزرگ کاوشگر های فضایی(4)

وایکینگ همچنین یک آزمایش زیست‌شناسی باهدف یافتن موجود زنده انجام داد که نتیجه مثبتی نداشت.
کاوشگر وایکینگ ۲ به یک ژنراتور رادیو ایزوتوپ مجهز بود که تا ۱۱ آوریل ۱۹۸۰  کارکرد  و در این روز بعد از ۱۳۱۶ روز فعالیت خاموش شد.

پژوهش‌ها بر روی مریخ بعد از کاوشگران وایکینگ سال‌ها تعطیل بود تا در سال ۱۹۸۸ روس‌ها کاوشگر فوبوس ۱ و ۲ را راهی مریخ کردند.


برنامه های ناکام فوبوس
در اوایل تابستان ۱۹۸۸ به فاصله چند روز از پایگاه پرتاب‌های فضایی بایکونور واقع در قزاقستان دو آزمایشگاه خودکار، تحت عنوان فوبوس ۱ و ۲ راهی مدار زمین شدند تا ازآنجا به‌سوی مسیری به مقصد سیاره مریخ، از سیاره مادری دور شوند. برنامه فوبوس در حقیقت یک کار مشترک بین‌المللی پژوهشی برای مریخ  بشمار می‌رفت که تحت نظر آکادمی علوم شوروی طراحی و به اجرا درآمد.
برای دو کاوشگر فوبوس-۱ و ۲ برنامه کاری وسیعی پیش‌بینی گردید و قرار بود پس از حدود ۲۰۰ روز سفر، به هدف از پیش تعیین‌شده برسند سپس به‌صورت مدارگرد در اطراف مریخ به گردش درآمده و هر هشت ساعت یک‌بار آن را دور بزنند. طبق برنامه، تحقیقات مداری مریخ چندین شبانه‌روز ادامه پیدا می‌کرد. ضمن این پژوهش‌ها کاوشگران فوبوس ۱ و ۲ رفته‌رفته تغییر مدار داده و به یکی از اقمار مریخ یعنی فوبوس نزدیک می‌شدند. درنتیجه مانورهای نهایی، هم‌زمان با گردش در اطراف مریخ فاصله آن‌ها از سطح این سیاره به ۹۴۰۰ کیلومتر رسیده و در مجاورت فوبوس قرار می‌گرفتند

برنامه کاری کاوشگران فوبوس-۱ و ۲ (Phobos) شامل چندین قسمت بود که هر یک به‌طور مستقل تنظیم‌شده و درعین‌حال به یکدیگر مربوط می‌شدند. یکی از مهم‌ترین بخش‌های تحقیقات مربوط به کسب اطلاعات از ویژگی‌های مختلف کره مریخ می‌شد. ازآنجاکه سفینه‌ها به دوربین‌های تلویزیونی مجهز بودند امکان فیلم‌برداری از سطح سیاره سرخ به شکل وسیعی باید فراهم می‌شد. طبق برنامه با کمک لوازم و دستگاه‌های رادیوسنجی و سنجش نور چگونگی تغییر درجه حرارت خاک در عرض شبانه‌روز و فصول موردبررسی قرار می‌گرفت.

اما چرا فوبوس اهمیت ویژه در این طرح داشت؟ در فوبوس دهانه آتش‌فشانی عظیم به قطر ۱۰ کیلومتر وجود دارد از دهانه  آن شیارهایی تقریباً راست و موازی به عرض ۶۰۰-۴۰۰ و عمق ۶۰-۹۰ متر منشعب می‌شود و در مورد اینکه آن‌ها چگونه به وجود آمده‌اند، هنوز جواب مشخصی وجود ندارد. در زمان پرتاب کاوشگران فوبوس گرچه هنوز برنامه‌ای برای فرود انسان در مریخ وجود نداشت اما روس‌ها معتقد بودند اگر مأموریت سرنشین داری طراحی شود بهتر است فوبوس به‌عنوان پایگاه اولیه فرودی مورد استفاده شود و از این قمر، مسافران مریخی راهی سطح بهرام شوند. به همین دلیل بررسی فوبوس را مهم می‌شمردند.

 قرار بود پس‌ازآن که سفینه به مدار فوبوس رسید به آن نزدیک شده و به‌تدریج از ارتفاع خود نسبت به آن بکاهد. زمانی که فاصله کاوشگر و قمر مریخ به حدود ۵ متر می‌رسید، سرعتی معادل ۲ متر در ثانیه می‌داشت. در این زمان کار پژوهش دقیق سطح آن با روش‌های مختلف آغاز می‌شد. دوربین‌های تلویزیونی نصب‌شده در کاوشگر تصاویر رنگی دقیقی را به زمین ارسال می‌کردند که در آن‌ها اجسام در ابعاد چند سانتیمتر هم مشخص می‌شدند. همچنین با استفاده از یک سامانه پیچیده با شلیک اشعه لیزر ترکیب خاک حدود صد نقطه از فوبوس موردمطالعه قرار می‌گرفت. هم‌زمان با بهره‌گیری از دستگاه‌های دیگری و با کمک "اشعه مادون‌قرمز" و "گاما" خصوصیات فیزیکی سطح و عمق همچنین میزان گرما و مقدار مواد معدنی آن بررسی می‌شد.

برای بررسی دقیق قمر مریخ بر روی دو شیوه متفاوت کارشده بود. پژوهش به‌وسیله یک نمونه‌بردار متصل به سفینه که در نقاط مختلف شلیک‌شده بعد از فرورفتن در خاک به کسب اطلاعات می‌پرداخت سپس توسط نیروی سفینه بیرون کشیده و مجدداً در نقطه دیگری عمل را تکرار می‌کرد. این کار به دلیل سرعت کم سفینه ضمن حرکت در اطراف فوبوس امکان‌پذیر بود. آزمایش دیگر جدا شدن یک بخش از کاوشگر و انجام تحقیقات مستقل بر سطح فوبوس بود. این قسمت می‌توانست محل خود را با جهش‌های ۲۰ متری تغییر داده و نقطه دیگری را مورد بررسی قرار دهد.

در برنامه تحقیقاتی "فوبوس" نه‌تنها پژوهش پیرامون مریخ و اقمار آن بلکه مطالعات خورشید و کسب اطلاعات بیشتر درباره فعالیت‌های خورشید، مکانیزم تبدیل انرژی مغناطیسی، ترکیب و تحرکات ساختمان آن و غیره نیز در نظر گرفته‌شده بود.
فوبوس-۱ با وزنی در حدود ۵ تن در ۷ ژوئیه ۱۹۸۸ از بایکونور با یک موشک پروتون راهی مریخ شد. متاسفانه مدت کوتاهی بعد از پرتاب و در  اواخر ماه اوت سامانه ردیابی خورشیدی این کاوشگر از کار افتاد و فوبوس-۱ ارتباط خود با زمین را در مسیر رسیدن به مریخ از دست داد و در مداری دور در اطراف خورشید شروع به چرخش کرد.

کاوشگر فوبوس- ۲ نیز که نمونه‌ای از سفینه قبلی بود در ۱۲ ژوئیه راهی مریخ گردید. این کاوشگر در ۲۹ ژانویه سال بعد به مدار مریخ رسید و کار خود را با موفقیت آغاز کرد و توانست عکس‌های جالبی را به زمین بفرستد.

مدتی بعد و درحالی‌که فوبوس-۲ طبق برنامه باید به‌تدریج مدار خود را به‌گونه‌ای تغییر می‌داد که به فوبوس- قمر مریخ- نزدیک شود تا با فرستادن بخش‌های پژوهشی فرودی، تحقیقات بر روی آن را آغاز کند، به‌طور ناگهانی در ۲۷ مارس ۱۹۸۹ از کار افتاد. به‌این‌ترتیب یک‌بار دیگر ناوهای پژوهشی شوروی نتوانستند از پس مأموریت‌های مریخی خود برآیند.

 
مارس آبزرور

مریخ؛ هدف بزرگ کاوشگر های فضایی(4)

ناسا که از سال ۱۹۷۵ دیگر فعالیتی درباره مریخ نداشت در روز ۲۵ سپتامبر ۱۹۹۲ با پرتاب یک ناو  ۲٫۵ تنی بانام مارس آبزرور،  با دیگر وارد گود تحقیقات مریخی شد. این کاوشگر با یک فروند موشک غول‌پیکر تایتان -۳ از مرکز پرتاب‌های فضایی کاناورال راهی سیاره سرخ گردید
بر اساس پیش‌بینی‌ها، فضاپیمای ۶/۱ میلیارد دلاری مارس آبزرور (Mars observer) باید در مدار مریخ مستقر می‌شد و پژوهش‌های وسیعی را در مورد سطح و جو مریخ، خاک و حوزه مغناطیسی مریخ انجام می‌داد. اما متاسفانه در ۲۲ اوت ۱۹۳۳ و درحالی‌که تنها چند روز تا ورود به مدار مریخ فاصله داشت به دلیل نقص فنی، ارتباطش را با زمین از دست داد. بررسی‌های بعدی کارشناسان ناسا نشان داد که انفجار یک لوله سوخت باعث شد که به قول سخنگوی ناسا، کاوشگر «چرخش فاجعه‌آمیزی» پیدا کند و این دوران غیرمنتظره به تخلیه و از کار افتادن باتری‌های سفینه منجر گردید که درنتیجه آن سامانه‌های نرم‌افزارهای نیز نتوانند به فعالیتشان ادامه دهند.
این شکست بر روی برنامه‌های بعد سازمان فضایی آمریکا تاثیری راهبردی گذاشت به‌طوری‌که پس‌ازآن ناسا تصمیم گرفت از فرستادن کاوشگران بزرگ ابعاد و گران‌قیمت خودداری کند و سیاست ارسال  سفینه‌های پژوهشی کوچک‌تر و ارزان‌تر را در پیش گیرد.

 

مریخ؛ هدف بزرگ کاوشگر های فضایی(4)

مارس گلوبال سرويور  
برنامه بعدی آمریکا برای ادامه تحقیقات از سیاره سرخ، کاوشگر ۲۴۷ میلیون دلاری مارس گلوبال سرویور  بود که در ۷ نوامبر سال  ۱۹۹۶ با یک موشک از نوع دلتا سکوی پرتاب در کیپ کاناورال را به‌سوی سیاره مریخ ترک گفت. این کاوشگر باهدف نقشه‌برداری جامع مریخ، توپوگرافی سطحی و بررسی توزیع مواد معدنی همچنین وضعیت جوی،  طراحی و ساخته شده بود و باید درمدار قطبی این سیاره به چرخش در می‌آمد
 پس از قرار گرفتن در مدار این سیاره در مارس ۱۹۹۸، مارس گلوبال سرویور به مطالعه و نقشه‌برداری از سطح، جو و میدان مغناطیسی این سیاره سرخ پرداخت. طول عمر کاری این کاوشگر در ابتدا دو سال تعیین شده بود اما این مأموریت به دلیل کارآیی سامانه‌های آن، بارها توسط ناسا تمدید گردید.

مارس گلوبال سرویور به دوربین قدرتمندی مجهز بود که تصاویری با کیفیت خوب از سطح مریخ را به زمین ارسال کرد. برخی از این تصاویر نشانگر آن هستند که زمانی در سطح مریخ آب جاری بوده است.
این کاوشگر با ارسال حدود ۲۴۰ هزار عکس، در تهیه بهترین نقشه از مریخ به دانشمندان کمک کرد تا محل مناسبی برای فرود ناوهای کاوشگر آپورچونیتی و اسپریت انتخاب کنند. همچنین کارشناسان ناسا توانستنداز این عکس‌ها برای ارزیابی محل‌های فرود نسل بعدی کاوشگرهای مریخ یعنی فونیکس و مارس ساینس لاباراتوری بهره بگیرند

کاوشگر مارس گلوبال سرویور سرانجام در ۳ نوامبر ۲۰۰۶ به دلیل عدم توانایی باتری‌های خورشیدی در تأمین انرژی لازم برای ادامه کار سامانه‌های مختلف آن خاموش شد و به فعالیت خود پایان داد

 
مارس ۹۶ 

در ۱۶ نوامبر ۱۹۹۶ روس‌ها با پرتاب یک کاوشگر بانام مارس-۹۶ (Mars-96) خواستند بار دیگر شانس خود را برای پژوهش بر سطح مریخ را بیازمایند. این سفینه ۶ تنی که شامل یک مدارگرد، یک ایستگاه دائمی و یک دستگاه حفاری بود از پایگاه بایکونور با موشک پروتن ک.د-۲  سکوی پرتاب را به مقصد مریخ ترک گفت.

مارس-96 که می‌توان آن را نمونه اصلاح‌شده طرح فوبوس بشمار آورد با همکاری کشورهای اروپایی ازجمله فرانسه، آلمان و آمریکا طراحی و ساخته و شامل یک مدارگرد، دو ایستگاه کوچک مستقل، و دو آزمایشگاه سطح‌نورد بود.
بروز یک مشکل فنی در موشک بالابرنده نتوانست کاوشگر را در مدار موردنظر در اطراف زمین قرار دهد تا ازآنجا راهی مریخ گردد و این سفینه دو روز بعد در اقیانوس آرام، در محدوده‌ای بین شیلی و بولیوی سقوط کرد

 
مارس پتفایندر 

مریخ؛ هدف بزرگ کاوشگر های فضایی(4)

 مارس پتفایندر (Mars pathfinder) کاوشگر ۲۶۵ میلیون دلاری ناسا در ۴ دسامبر ۱۹۹۶ با موشک دلتا-۲ از پایگاه پرتاب‌های فضایی کاناورال راهی سیاره مریخ شد.  این سفینه نخستین ساخته دست بشر بود که بعد از وایکینگ-۲ با موفقیت بر روی مریخ فرود می‌آمد.  ناسا برای نخستین بار از سامانه‌ای مرکب از کیسه‌های هوا برای فرود نرم استفاده کرد و کاوشگر بدون هیچ‌گونه آسیبی روز ۴ ژوئیه ۱۹۹۷ در منطقه آرس والیس در نیم‌کره شمالی مریخ، فرود آمد.

دو روز بعد، مریخ‌نورد کوچک سوجورنر (Sojourner) که ۲۳/۶۲ سانتیمتر طول، ۵/۴۷ سانتیمتر عرض و ۶۸/۲۷ سانتیمتر ارتفاع داشت با وزنی در حدود ۵/۱۱ کیلوگرم به کمک شش چرخش و گذر از یک سطح شیب‌دار به‌آرامی سکوی خود را به‌طرف سطح مریخ ترک کرد
سوجورنر مجهز به دستگاهای پژوهشی مختلفی ازجمله طیف‌سنج اشعه ایکس بود که می‌توانست از طریق آنها اطلاعات مربوط به اقلیم و ساختار شیمیایی خاک و سنگ‌های مریخ جمع‌آوری و از طریق "پتفایندر" به زمین بفرستد
گرچه عمده هدایت سوجورنر از زمین صورت می‌گرفت اما به دلیل بعد مسافت و زمان طولانی ارسال و دریافت پیام، برای جلوگیری از صدمات احتمالی، این مریخ‌نورد به دستگاه‌های خودکار هوشمند نیز مجهز بود 
پتفایندر تا پایان فعالیتش در ۲۷ سپتامبر ۱۹۹۷، بیش از ۱۶۵۰۰ تصویر از اطراف بخش فرودی، ۵۵۰ تصویر از دوربین‌های مریخ‌نورد، همچنین اطلاعات بیش از ۱۵ تحلیل شیمیایی از سنگ‌ها و خاک مریخ و اطلاعات بی‌شماری از بادها و سایر پدیده‌های هواشناسی سیاره سرخ را به زمین  فرستاد که تجزیه‌وتحلیل این اطلاعات نشان می‌داد مریخ درگذشته‌های بسیار دور، گرم و مرطوب و دارای جوی به مرتب غلیظ‌تر بوده و آب در آن به حالت مایع وجود داشته است.

 

کاوش‌های فضایی | چندرسانه‌ای |

نظر شما
اخبار مرتبط

کاوشگر فضایی ماوِن دنباله مغناطیسی متفاوتی را در مریخ کشف کرد

1396/08/02
کاوشگر فضایی «MAVEN» ناسا در 27 آذرماه سال 1392 به فضا فرستاده شد و در 31 شهریورماه سال 1393 به مریخ رسید و در ارتفاع 150 کیلومتری از این سیاره، چرخش مداری خود به‌منظور تحقیقات در خصوص جو...

ناسا تحقیقات جدیدی را برای جستجوی حیات در مریخ آغاز می‌کند

1396/09/11
اداره کل ملی هوانوردی و فضا آمریکا در سال ۲۰۲۰ ماموریت جدیدی را برای جستجوی حیات در مریخ آغاز می‌کند.ماموریت بعدی اداره کل ملی هوانوردی و فضا آمریکا (ناسا) در سال 2020 با هدف جستجوی حیات...

رونمایی از برنامه‌های ناسا به‌منظور نمونه‌برداری از مریخ

1396/09/21
ناسا از برنامه های خود برای نمونه‌برداری از مریخ با استفاده از کاوشگر مارس2020 ( Mars 2020) رونمایی کرد.

پربازدیدکننده ترین خبر

کاتالوگ مرجعی از اثرات اجرام منظومه شمسی ایجاد شد

تیمی از اخترشناسان در موسسه کارل سیگن دانشگاه کرنل اقدام به طراحی یک کاتالوگ مرجع از انعکاس هندسی و طیف ۱۹ جرم سماوی کردند که نشان‌دهندۀ تنوع اجرام در منظومه شمسی است: ۸ سیاره، از سنگی گرفته تا گازی؛ ۹ قمر، از یخی گرفته تا گسیل کننده گدازه؛ و ۲ سیاره کوتوله (سرس و پلوتو). اخترشناسان با مقایسه طیف‌های مشاهده‌شده و سپیدایی سیاره‌های فراخورشیدی خواهند توانست ویژگی‌های آن‌ها را تعیین کنند.