۱۰ سال کاوش همراه با کنجکاوی در مریخ و راهی که هنوز ادامه دارد
۱۰ سال پیش در ۵ آگوست ۲۰۱۲ (۱۵مرداد ۱۳۹۱) یک جت‌پک، مریخ‌نورد «کنجکاوی» (Curiosity) ناسا را روی سیاره‌ی سرخ فرود آورد و این کاوشگر به اندازه‌ی یک شاسی‌بلند، از ۶ آگوست جست‌وجوی نشانه‌های حیات میکروبی باستانی را در مریخ آغاز کرد.
از آن زمان، کنجکاوی نزدیک به ۲۹ کیلومتر رانندگی کرده و هنگام کاوش در «دهانه‌ی گیل» (Gale Crater) تا ارتفاع ۶۲۵ متری دامنه‌ی «کوه شارپ» (Sharp Mons) بالا رفته است.
این مریخ‌نورد همچنین ۴۱ نمونه سنگ و خاک را با استفاده از ابزارهای علمی خود تجزیه‌وتحلیل کرده است تا اطلاعاتی تازه درباره‌ی همتای صخره‌ای زمین بیاموزد.
و البته نباید از تصاویر و سلفی‌های جذابی که مریخ‌نورد به زمین می‌فرستد و نماهای بی‌نظیر و شگفت‌انگیزی از مریخ را به نمایش می‌گذارد، غافل شد.
و حالا تیمی از مهندسان وادار به ابداع راه‌هایی تازه برای به حداقل رساندن فرسودگی و حفظ مسیر کاوش مریخ‌نورد شده‌اند. مأموریت کنجکاوی به‌تازگی برای سه سال دیگر تمدید شد و به آن امکان داد تا حیات خود را در میان ناوگان مأموریت‌های مهم اخترزیست‌شناسی ناسا ادامه دهد.
شکوه علم
۱۰ سال گذشته برای مریخ‌نورد ناسا، دهه‌ی پرکاری بود. کنجکاوی آسمان سیاره‌ی سرخ را مطالعه کرده و تصاویری از ابرهای درخشان و قمرهای در حال حرکت آن را به تصویر کشیده است. حسگر تشعشع‌سنج مریخ نورد هم به دانشمندان امکان کمک کرده است تا میزان تشعشعات پرانرژی را که بر فضانوردان آینده در سطح مریخ اثر می‌گذارند، اندازه‌گیری کنند و راه‌هایی را برای ایمن نگه داشتن آن‌ها توسعه دهند.
پوستر دهمین سال فعالیت مریخ‌نورد کنجکاوی در مریخ
Credit: NASA/JPL-Caltech
اما مهم‌تر از همه، کنجکاوی مشخص کرده است که آب مایع و همچنین بلوک‌های شیمیایی سازنده و مواد مغذی مورد نیاز برای حفظ حیات، حداقل به مدت ده‌ها میلیون سال در دهانه‌ی گیل وجود داشته‌اند. این دهانه زمانی دریاچه‌ای را در خود جای داده بود که اندازه‌ی کوچک و کوچک‌تر شده است. بدین ترتیب هر لایه‌ی بالاتر در کوه شارپ، به‌عنوان یک نشانه‌ی ثبت شده از دوران جدیدتر محیط مریخ عمل می‌کند.
اکنون این مریخ‌نورد شجاع، در حال گذر از میان دره‌ای است که نشان‌دهنده‌ی گذار به منطقه‌ی تازه‌ای به‌شمار می‌رود؛ منطقه‌ای که گمان می‌رود با خشک شدن آب شکل گرفته و مواد معدنی نمکی به نام سولفات‌ها را بر جای گذاشته باشد.
«اشوین واساوادا» (Ashwin Vasavada) دانشمند پروژه‌ی کنجکاوی در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا گفت: «ما شواهدی از تغییرات چشمگیر در آب‌و‌هوای باستانی مریخ را مشاهده می‌کنیم. اکنون پرسش این است که آیا شرایط قابل سکونتی که کنجکاوی تاکنون پیدا کرده است، در میان این تغییرات ادامه داشته است؟ آیا آن‌ها ناپدید شدند و دیگر بازنگشتند یا در طول میلیون‌ها سال آمدند و رفتند؟»
کنجکاوی پیشرفت قابل توجهی در بالای کوه داشته است. در سال ۲۰۱۵، تیم مریخ‌نورد، یک تصویر کارت پستالی از تپه‌های «گذر پارایتپیوتی» (Paraitepuy Pass) در دوردست گرفت. یک نقطه از آن تصویر، یک تخته سنگ به اندازه‌ی کنجکاوی را مشخص می‌کند که «ایلها نووو دستینو» (Ilha Novo Destino) نامیده می‌شود و حدود هفت سال بعد، مریخ‌نورد ماه گذشته در مسیر رسیدن به منطقه‌ی حاوی سولفات، به آن رسید.
نمای کلی گذر پارایتپیوتی مریخ از دور
Credit: NASA/JPL-Caltech
تیم کنجکاوی حالا قصد دارد چند سال آینده را صرف کاوش در منطقه‌ی غنی از سولفات کند. آن‌ها اهدافی را در این منطقه درنظر گرفته‌اند، ازجمله «دره گدیز» (Gediz Vallis) که ممکن است در طول سیلاب در اواخر تاریخچه‌ی کوه شارپ شکل گرفته باشد و همچنین شکستگی‌های سیمانی بزرگی که اثرات آب‌های زیرسطحی را در بالای کوه نشان می‌دهد.
چگونگی حرکت پیوسته‌ی مریخ‌نورد
اما راز ربات کنجکاوی برای حفظ یک سبک زندگی فعال در سن ۱۰ سالگی چیست؟ شاید بهترین پاسخ این پرسش، تیمی متشکل از صدها مهندس اختصاصی باشد که هم به‌صورت حضوری در آزمایشگاه پیشرانش جت و هم به‌صورت دورکاری از این مریخ‌نورد پشتیبانی می‌کنند.
آن‌ها هر ترک چرخ‌ها را فهرست‌بندی می‌کنند، هر خط از کد رایانه را پیش از فرستادن به فضا آزمایش می‌کنند، و در نمونه‌های سنگی بی‌پایانی در محوطه‌ی شبیه‌سازی مریخ JPL حفاری می‌کنند و اطمینان می‌یابند که کنجکاوی به‌خوبی می‌تواند همین روند را انجام دهد.
«اندی میشکین» (Andy Mishkin) مدیر پروژه‌ی کنجکاوی در آزمایشگاه پیشرانش جت گفت: «به محض فرود روی مریخ، هر کاری که انجام می‌دهید بر اساس این واقعیت است که کسی در آن‌جا حضور ندارد که بتواند آن را در فاصله‌ی ۱۵۰ میلیون کیلومتری از زمین تعمیر کند. همه چیز به استفاده‌ی هوشمندانه از چیزی برمی‌گردد که از قبل در مریخ‌نورد وجود دارد.»
برای نمونه فرآیند حفاری رباتیک کنجکاوی، از زمان فرود چندین بار بازتعریف شده است. در یک نقطه، مته برای بیش از یک سال غیرفعال بود، زیرا مهندسان استفاده از آن را طوری طراحی کرده بودند که بیشتر شبیه یک مته‌ی دستی باشد.
به‌تازگی هم مجموعه‌ای از سازوکارهای ترمز که به بازوی رباتیک مریخ‌نورد اجازه‌ی حرکت یا ماندن در جای خود را می‌دهد، از کار افتاده است. اگرچه از زمانی که مهندسان مجموعه‌ای از قطعات پشتیبان را درگیر کرده‌اند، بازو طبق روند عادی کار می‌کند اما تیم مأموریت یاد گرفته است که برای حفظ سلامت ترمزهای جدید، به آرامی حفاری کند.
تصویر سراسرنما از منطقه‌ی حفاری آواناورو در دهانه‌ی گیل مریخ
Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS
همچنین برای به حداقل رساندن آسیب به چرخ‌ها، مهندسان مراقب نقاط سخت و تیز چاقو-مانندی که اخیرا در مسیر کنجکاوی مشاهده کرده‌اند، هستند و یک الگوریتم کنترل سرعت را هم برای کمک به آن توسعه داده‌اند.
این تیم رویکرد مشابهی را برای مدیریت کاهش تدریجی قدرت مریخ‌نورد پیش گرفته است. کنجکاوی برای ادامه‌ی کار به‌جای پنل‌های خورشیدی به باتری‌های هسته‌ای با عمر طولانی متکی است. همان‌طور که شمش‌های پلوتونیوم در باتری تجزیه می‌شوند، گرمایی تولید می‌کنند که مریخ‌نورد به برق تبدیل می‌کند. اکنون به دلیل پوسیدگی تدریجی شمش‌ها، مریخ‌نورد نمی‌تواند به اندازه‌ی سال اول خود در یک روز کاری، فعالیت کند.
به گفته‌ی میشکین، تیم به اولویت‌بندی میزان انرژی که مریخ‌نورد در یک روز مصرف می‌کند ادامه می‌دهد و متوجه شده است که برای بهینه‌سازی انرژی موجود، کدام فعالیت‌ها را می‌توان به صورت موازی انجام داد. او افزود: «قطعا گر شرایط ایمن باشد، کنجکاوی کارهای بیشتری را هم‌زمان پیش می‌برد.»
بدین ترتیب با برنامه‌ریزی دقیق و ترفندهای مهندسی، تیم مأموریت انتظار کاملی دارد که مریخ‌نورد توانمند کنجکاوی، مانند همتای تازه‌نفس خود یعنی مریخ‌نورد «پشتکار» (Perseverance) همچنان سال‌ها به کاوش در سیاره‌ی سرخ بپردازد.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از مریخ‌نورد کنجکاوی
Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS
منبع: NASA
