ناسا و مسابقه فضایی با چین برای بازگرداندن سنگ های مریخ ، رقابتی برای آینده کاوش های سیاره ای
به گزارش گل پدیده، کاوش در سیاره مریخ همیشه یکی از مجذوب کننده ترین و چالش برانگیزترین اهداف بشر در علوم فضایی بوده است. از زمان نخستین تصاویری که فضاپیماهای اولیه از سطح این سیاره سرخ به زمین فرستادند، تخیل انسان درباره امکان وجود حیات در آنجا، شکل گیری رودخانه های باستانی و احتمالاتی از سکونت پذیری مریخ تحریک شد. اکنون، با پیشرفت فناوری های فضایی، بشر گام بعدی را در این سفر بزرگ برمی دارد: بازگرداندن نمونه های سنگی از مریخ به زمین برای پژوهش های علمی عمیق تر.
ناسا و چین، دو رقیب قدرتمند در این رقابت، برای نخستین بار کوشش می نمایند تا نمونه هایی از سطح مریخ را جمع آوری نموده و به زمین بازگردانند. در حالی که ناسا با برنامه ای پیچیده و دقیق برای بازگرداندن این نمونه ها به یاری کاوشگر پرسیویرنس (Perseverance) حرکت می نماید، چین رویکردی ساده تر اما سریع تر را در پیش گرفته است که ممکن است تا سال 2028 به نتیجه برسد.
این رقابت، علاوه بر اهمیت سیاسی و نمادین، می تواند مسیر تازهی را برای اکتشافات علمی و درک ما از گذشته مریخ باز کند. یافته هایی که می توانند اسرار حیات احتمالی گذشته این سیاره و تاریخچه تکامل آن را آشکار سازند.
چالش های ناسا - هزینه های نجومی و احتیاج به راه چاره های تازه
ناسا در ابتدا برنامه ریزی نموده بود تا حدود 30 لوله نمونه سنگ و خاک را که به وسیله پرسیویرنس جمع آوری شده اند، تا دهه 2030 به زمین بازگرداند. اما این پروژه با افزایش هزینه ها و تأخیرهای زمانی روبرو شد و اکنون آژانس فضایی آمریکا در پی راه چاره هایی است که هزینه ها را کاهش داده و مأموریت را کارآمدتر کند.
بر اساس اعلام ناسا، دو گزینه اصلی برای اجرای این پروژه در دست آنالیز هستند:
1. سیستم Sky Crane - فناوری اثبات شده برای فرود دقیق روی مریخ
اولین گزینه، استفاده از سیستم جرثقیل هوایی به نام اسکای کرین (Sky Crane) است. این سیستم که به عنوان جت پک روباتیک عمل می نماید، پیش تر با پیروزیت برای فرود کاوشگرهای کیوریاسیتی (Curiosity) در سال 2012 و پرسیویرنس در سال 2021 به کار گرفته شده است. قابلیت های اثبات شده این فناوری، آن را به گزینه ای قابل اعتماد برای فرود تجهیزات مورداحتیاج روی سطح مریخ تبدیل نموده است.
2. فرودگر سنگین تجاری - Heavy Lift Lander
گزینه دوم شامل توسعه یک فرودگر سنگین به وسیله شرکت های تجاری مانند اسپیس ایکس (SpaceX) و بلو اوریجین (Blue Origin) است. این روش می تواند علاوه بر کاهش هزینه ها، بازده زمانی بهتری را فراهم کند.
ناسا اعلام نموده است که این شرکت ها علاقه خود را برای مشارکت در این پروژه اعلام نموده اند و این همکاری ها می تواند هزینه ها را به 5.8 تا 7.1 میلیارد دلار کاهش دهد. این در حالی است که بر اساس طرح اولیه، هزینه ها تا 11 میلیارد دلار برآورد شده بود.
فناوری های تازه - چگونه نمونه ها به زمین بازگردانده می شوند؟
در هر دو گزینه، فرودگر پیشنهادی باید یک موشک سبک مریخی (MAV - Mars Ascent Vehicle) را حمل کند. این موشک وظیفه دارد نمونه های جمع آوری شده را از سطح مریخ به مدار آن بفرستد.
در مرحله بعد، فضاپیمایی که به وسیله آژانس فضایی اروپا (ESA - European Space Agency) توسعه داده شده است، نمونه ها را از مدار مریخ جمع آوری نموده و به زمین بازمی گرداند.
یکی دیگر از نوآوری های کلیدی در این پروژه، استفاده از باتری های هسته ای (Nuclear Batteries) برای تأمین انرژی است. این باتری ها به جای صفحات خورشیدی سنتی استفاده می شوند که در برابر طوفان های گرد و غبار مریخ آسیب پذیر هستند.
چین - رویکردی سریع تر برای پیروزی در رقابت فضایی
در حالی که ناسا بر دقت علمی و استفاده از فناوری های پیچیده تمرکز نموده است، چین با اتخاذ رویکردی ساده تر و سریع تر در کوشش است تا در این رقابت پیشتاز باشد. چین اعلام نموده است که مأموریت بازگشت نمونه های مریخی خود را تا سال 2028 اجرا خواهد نمود.
این مأموریت، که به بردار و برو (Grab-and-Go) معروف است، رویکردی مستقیم را دنبال می نماید و اگر پیروز شود، چین را به اولین کشوری تبدیل می نماید که نمونه های مریخی را به زمین می آورد. این پیروزیت نمادین می تواند جایگاه چین را در رقابت فضایی دنیای تقویت کند.
بردار و برو یا Grab-and-Go - نگاهی به رویکرد ساده و سریع چین برای بازگرداندن نمونه های مریخ
بردار و برو چیست؟
عبارت بردار و برو (Grab-and-Go) در این زمینه به رویکردی اشاره دارد که با هدف انجام سریع و کم هزینه مأموریت بازگرداندن نمونه ها از مریخ طراحی شده است. این روش، برخلاف برنامه پیچیده ناسا که شامل چندین مرحله و همکاری های بین المللی است، یک عملیات ساده و مستقیم برای جمع آوری و انتقال نمونه ها به زمین است.
در این رویکرد، احتیاجی به ساخت و راه اندازی سیستم های پیچیده برای جابجایی ربات ها و تجهیزات در سطح مریخ نیست. به جای آن، فضاپیما مستقیماً روی مریخ فرود می آید، نمونه ها را جمع آوری می نماید و سپس بدون واسطه یا تجهیزات اضافه، با یک موشک کوچک به زمین بازمی شود.
این مأموریت چطور انجام می شود؟
- فرود مستقیم روی مریخ
فضاپیمای حامل تجهیزات و بازوی رباتیک روی سطح مریخ فرود می آید. برخلاف طرح های پیچیده ناسا که شامل سیستم های چندگانه و ماژول های جداگانه برای حمل و نقل نمونه ها هستند، این فضاپیما به گونه ای طراحی شده که بتواند سریع نمونه ها را جمع آوری کند.
- جمع آوری سریع نمونه ها
ربات جمع نماینده، بازوهای اتوماتیک و ساده ای دارد که نمونه های سنگ و خاک را که از پیش مشخص شده اند، برمی دارد. این نمونه ها به سرعت در یک محفظه امن بسته بندی می شوند تا از آلودگی محافظت شوند.
- پرتاب به مدار مریخ
پس از جمع آوری نمونه ها، یک موشک کوچک که داخل فضاپیما قرار گرفته است، به طور مستقیم آن ها را به مدار مریخ می فرستد. برخلاف سیستم ناسا که احتیاج به انتقال نمونه ها به چند مرحله دیگر دارد، این مأموریت ساده تر و سریع تر عمل می نماید.
- بازگشت به زمین
در نهایت، فضاپیما یا ماژول بازگشت، نمونه ها را از مدار مریخ به زمین بازمی گرداند. این مرحله شامل یک مسیر مستقیم به سمت زمین است، بدون احتیاج به توقف در مدار ماه یا نقاط واسطه دیگر.
چرا این روش سریع تر است؟
- سادگی طراحی: سیستم های چندلایه ناسا برای اطمینان از ایمنی، دقت علمی و قابلیت بازیابی در شرایط بحرانی طراحی شده اند. در مقابل، چین از رویکردی ساده تر و با تجهیزات کمتری استفاده می نماید که زمان توسعه را کوتاه تر و هزینه ها را کمتر می نماید.
- تمرکز روی عملکرد اصلی: این رویکرد فقط به جمع آوری و انتقال نمونه ها محدود می شود و احتیاجی به استفاده از فناوری های اضافی مانند سیستم های خودران پیشرفته ندارد.
- مدیریت مستقیم مسیر: مسیر بازگشت مستقیم به زمین به کاهش زمان سفر و پیچیدگی های اضافی یاری می نماید.
چالش ها و محدودیت های این روش
با وجود سادگی، روش Grab-and-Go چالش های خاص خود را دارد:
- عدم انعطاف پذیری در جمع آوری نمونه ها
این رویکرد به علت طراحی فشرده، نمی تواند تعداد زیادی نمونه یا نقاط مختلفی را آنالیز کند. در حالی که ناسا با پرسیویرنس قادر است نمونه های متنوعی را از منطقه ها مختلف مریخ جمع آوری کند، چین احتمالاً به نمونه هایی که در یک نقطه خاص قرار دارند، محدود خواهد شد.
- امنیت انتقال و نگهداری نمونه ها
در مأموریت ناسا، نمونه ها چندین بار پردازش و ایمن سازی می شوند تا از آلودگی های احتمالی جلوگیری شود. اما در روش Grab-and-Go، به علت سرعت بالا و محدودیت تجهیزات، امکان آسیب دیدگی یا آلودگی نمونه ها بیشتر است.
- عدم انجام پژوهش های پیشرفته در محل
ناسا از ابزارهای پیشرفته ای برای آنالیز نمونه ها قبل از ارسال استفاده می نماید. این روش به محققان اجازه می دهد تا برترین نمونه ها را انتخاب نموده و اطلاعات اولیه را روی مریخ آنالیز نمایند. در مقابل، روش چین به علت محدودیت زمانی، فاقد چنین قابلیت هایی است.
آیا روش چین می تواند پیروز باشد؟
هرچند رویکرد چین به ظاهر ساده تر است، اما اگر پیروز شود، یک پیروزی بزرگ علمی و تکنولوژیک خواهد بود. سرعت اجرای این مأموریت می تواند چین را به اولین کشوری تبدیل کند که نمونه های مریخ را به زمین می آورد، و این پیروزیت برای برنامه فضایی این کشور اعتبار زیادی ایجاد خواهد نمود.
مقایسه دو روش - رویکرد سریع یا دقیق؟
- ناسا: بر دقت علمی، آنالیز های پیشرفته و ایمنی تأکید دارد، اما هزینه ها و زمان طولانی دارد.
- چین: بر سرعت و سادگی تمرکز دارد، اما ممکن است بعضی جنبه های علمی یا ایمنی را قربانی کند.
منظره آینده - باز کردن درهای تازه به فضا و فراتر از آن
رقابت ناسا و چین برای بازگرداندن نمونه های مریخ، فراتر از یک رقابت سیاسی یا تکنولوژیکی است. این پروژه ها می توانند به درک عمیق تری از گذشته مریخ، شرایط جوی و حتی احتمال وجود حیات در این سیاره یاری نمایند.
این پژوهش ها ممکن است به کشف مولکول های آلی، ترکیبات معدنی نادر یا حتی بقایای میکروبی از میلیاردها سال پیش منجر شوند. چنین کشفیاتی نه تنها به ما یاری می نمایند تا ریشه های حیات را بهتر درک کنیم، بلکه می توانند مسیر اکتشافات فضایی آینده، مانند مأموریت های انسانی به مریخ، را هموار نمایند.
توسعه فناوری های آینده - حرکت به سمت مأموریت های بین سیاره ای پیشرفته
در کنار بازگرداندن نمونه ها، فناوری هایی که برای این پروژه توسعه داده می شوند، زمینه ساز مأموریت های پیچیده تر خواهند شد. سیستم های فرود دقیق، موشک های سبک برای پرتاب از سطح سیارات دیگر و فضاپیماهای بازگرداننده نمونه، ابزارهایی هستند که می توانند در مأموریت های آینده به سیارات دیگر نیز استفاده شوند.
رقابتی که مرزهای علم را جابجا می نماید
رقابت ناسا و چین برای بازگرداندن نمونه های مریخ، تنها یک مسابقه فضایی نیست؛ بلکه شروعگر عصر تازهی از کاوش های بین سیاره ای است. این پروژه ها نشان می دهند که بشریت در مسیر توسعه دانش خود درباره منظومه شمسی گام های بلندی برداشته است.
فارغ از اینکه کدام کشور اولین نمونه ها را به زمین بازگرداند، برندگان واقعی این رقابت، دانشمندان، محققان و تمام کسانی هستند که در آرزوی درک رازهای دنیا هستند. مریخ تنها شروع راه است و آینده ای پرهیجان و پررمز و راز در انتظار ماست.
منبع: یک پزشک