ناسا فسیل‌های فضایی منظومه‌ی شمسی را با کاوشگر لوسی بررسی می‌کند
مهندسان ناسا فرآیند یکپارچه‌سازی فضاپیمای تازه‌ی این آژانس با نام لوسی را که طبق برنامه‌ریزی به بررسی سیارک‌های تروجان یا فسیل‌های فضایی می‌پردازد، به پایان رساندند و این مأموریت برای پرتاب در ۱۰ روز آینده آماده می‌شود.
هنگامی که فضاپیمای لوسی طبق برنامه‌ریزی فعلی، ۱۶ اکتبر (۲۴ مهر) در ساعت ۰۵:۳۴ منطقه‌ی زمانی شرقی (۱۳:۰۴ به وقت تهران) به فضا پرتاب شود، سفری را آغاز می‌کند که شبیه هیچ مأموریت دیگری نیست. در طول ۱۲ سال این فضاپیمای سرگردان از کنار هشت سیارک عظیم که بیشتر آن‌ها در نزدیکی مشتری هستند، پرواز خواهد کرد.
دانشمندان این مأموریت، خود را دیرینه‌شناسان کیهانی می‌دانند و به همین دلیل مأموریت را بر اساس اسکلت معروف «لوسی» (Lucy) نامگذاری کرده‌اند که فصل تازه‌ای از تاریخ تکامل بشر را آشکار کرد.
فضاپیمای لوسی به دنبال گروهی از سیارک‌های تروجان است. این نوع سیارک‌ها قطعاتی فسیل-مانند هستند که از دوران شکل‌گیری سیاره‌ی مشتری باقی مانده‌اند و این غول گازی آن‌ها را در دو منطقه تحت حفاظت گرانشی خود جای داده است.
از روی زمین، سیارک‌های تروجان فقط به‌عنوان یکه‌های نوری دیده می‌شود و به همین دلیل مأموریت ۹۸۱ میلیون دلاری لوسی ناسا، تلاشی برای مطالعه‌ی این فسیل‌های سیاره‌ای از نزدیک است.
«لوری گلیز» (Lori Glaze) مدیر بخش علوم سیاره‌ای ناسا درباره‌ی این مأموریت گفت: «هر آنچه لوسی پیدا می‌کند، به ما سرنخ‌های مهمی درباره‌ی منشأ منظومه‌ی شمسی می‌دهد.»
فضاپیمای اختصاصی تروجان‌ها
پیش از این ده‌ها فضاپیما به سیارک‌ها سفر کرده‌اند و حتی برخی مانند «هایابوسا ۲» (Hayabusa2) ژاپن یا «اسیریس-رکس» (OSIRIS-REx) ناسا، نمونه‌های سیارکی هم جمع‌آوری کرده‌اند اما بیشتر این مأموریت‌ها حداکثر از دو سیارک یا دنباله‌دار بازدید کرده‌اند اما لوسی قرار است چهار برابر اهداف بیشتری داشته باشد.
پس از پرتاب، فضاپیما تا چند دور پیرامون خورشید، در نزدیکی زمین باقی می‌ماند و سپس از گرانش زمین برای دورتر شدن و دستیابی به مدار مشتری استفاده می‌کند. در مسیر، فضاپیما ابزار علمی خود را بر روی یک جرم اصلی کمربند سیارکی اصلی یعنی سیارک «۵۲۲۴۶ دونالدجوهانسون» (۵۲۲۴۶ Donaldjohanson) آزمایش می‌کند که در سال ۲۰۱۵ نام یکی از دیرینه‌شناسان کاشف اسکلت لوسی بر آن گذاشته شد.
طرحی گرافیکی از فضاپیمای لوسی در کنار سیارک‌های تروجان
Credit: SwRI
اما رویداد اصلی فضاپیمای لوسی در سال ۲۰۲۷ آغاز می‌شود که این کاوشگر به دسته‌ی پیشرو سیارک‌های تروجان جلوتر از مشتری می‌رسد. این گروه در ناحیه‌ای حرکت می‌کنند که گرانش سیاره، گرانش خورشید را خنثی می‌کند و سرپناهی داده است که باعث شده در طول قرن‌ها، هزاران سنگ فضایی در آن روی هم انباشته شده‌اند. لوسی در آنجا اطراف چهار سیارک می‌چرخد و هر کدام را از فاصله‌ی حدود ۱۰۰۰ کیلومتری بررسی می‌کند.
یکی از برجسته‌ترین سیارک‌های این گروه «اوریباتس» (Eurybates) یا سیارک ۳۵۴۸ است که با عرض حدود ۶۵ کیلومتر میزبان سیارک قمر-مانندی است که به دور آن می‌چرخد. برنامه‌ریزان مأموریت از مشاهده‌ی این همدم خوب توسط هابل در سال ۲۰۱۸، درست پس از برنامه‌ریزی مسیر فضاپیمای لوسی هیجان‌زده بودند.
یک حماسه با دست پر
در طول ۶ سال آینده، لوسی برای شتاب‌گیری دوباره به سوی زمین حرکت می‌کند. این عمل فضاپیما را در مسیری قرار می‌دهد تا بتواند از کنار یکی از آخرین هدف‌ها در دومین گروه تروجان‌ها که غول گازی را تعقیب می‌کنند، بگذرد.
سرانجام مقصد نهایی یک سیارک دوگانه است که اطراف یکدیگر می‌چرخند و بدین ترتیب شمار کل سنگ‌های فضایی بررسی شده به ۸ می‌رسد. «هال لویسون» (Hal Levison) پژوهشگر اصلی مأموریت لوسی از مؤسسه‌ی تحقیقات جنوب غربی بولدر، کلرادو گفت: «با لوسی ما بیش از هر فضاپیمای دیگری در تاریخ از سیارک‌ها دیدن می‌کنیم.»
این واقعیت که یک مدار حلقوی واحد می‌تواند فضاپیما را به سیارک‌های زیادی برساند که همگی در مسیر خود به دور خورشید می‌چرخند، حتی برنامه‌ریزان مأموریت را هم شگفت‌زده کرده است.
آن‌ها در ابتدا قصد داشتند دو سیارک با رنگ‌های متفاوت سرخ و خاکستری را مطالعه کنند اما سیارک‌های دیگر هم با این مسیر هماهنگ شدند تا حماسه‌ای بسیار کامل‌تر از آنچه تصور می‌کردند، در اختیار دانشمندان قرار دهد. لویسون گفت: «این یک مسیر شگفت‌انگیز است که در آینده‌ی نزدیک دوباره امکان‌پذیر نخواهد شد.»
آماده‌سازی موشک اطلس ۵ برای پرتاب لوسی
Credit: NASA/Kim Shiflett
تأمین نیروی لوسی
علاوه بر گذر از شمار زیادی سیارک، لوسی همچنین از خورشید، دورتر از هر فضاپیمای خورشیدی دیگری در تاریخ حرکت خواهد کرد. برای زنده ماندنن در اعماق فضا، لوسی دو آرایه‌ی خورشیدی در اطراف بدنه‌ی اصلی حمل می‌کند. با باز شدن کامل آرایه‌های خورشیدی، طول لوسی به اندازه‌ی یک ساختمان ۵ طبقه خواهد شد. این مساحت زیاد، توان جمع‌آوری حدود ۵۰۰ وات را در مدار مشتری دارد که حتی به میزان مصرف یک سشوار هم نیست!
اما این میزان بیش از قدرت مورد نیاز برای دوربین‌های کم‌مصرف و ابزارهای گوناگون لوسی خواهد بود که پژوهشگران از آن‌ها برای ثبت هر چه بیشتر داده‌های پرواز استفاده می‌کنند. یک دوربین رنگی برای بررسی ساختار سطحی سیارک‌ها در این فضاپیما وجود دارد. یک دوربین فروسرخ به‌دنبال اثری از آب به‌جا مانده در مواد معدنی می‌گردد و یک دوربین با وضوح بالا هم برای ثبت حلقه‌ها و قمرهای سیارکی و همچنین شمارش دهانه‌های سطح هر سیارک استفاده می‌شود.
یک دستگاه فروسرخ دیگر شیوه‌ی انتشار گرمای هر سیارک را تحت نظر خواهد داشت و با رهگیری میزان حرکت لوسی به سمت هدف به دلیل گرانش، پژوهشگران قادر خواهند بود تا جرم هر سیارک را اندازه‌گیری کنند.
آرایه‌های خورشیدی فضاپیمای لوسی
Credit: NASA
در مجموع، این داده‌ها بررسی دقیقی از اجرامی خواهند بود که پژوهشگران با تلسکوپ‌های خود آن‌ها را فقط به‌صورت نقاط قرمز و خاکستری می‌بینند و هر یک را به یک کپسول زمانی تبدیل می‌کند که میلیون‌ها سال دست نخورده است.
لویسون گفت: «با وجود اینکه آن‌ها در منطقه‌ی کوچکی از فضا هستند اما از نظر فیزیک بسیار با هم تفاوت دارند. این واقعیت چیزی بسیار اساسی درباره‌ی شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی به ما می‌گوید.»
آینده‌ای از احتمالات
پس از آخرین پرواز در سال ۲۰۳۳ میلادی، ناسا ممکن است سفر لوسی را تمدید کند. برای نمونه صفحات خورشیدی فضاپیما طوری طراحی شده‌اند که حتی در صورت از دست رفتن بخش‌هایی به دلیل استهلاک یا برخورد ریزشهاب‌ها، همچنان کار کنند. «ریچ لیپ» (Rich Lipe) مدیر برنامه‌ی فضاپیما در لاکهید مارتین گفت: «ما می‌توانیم حتی با وجود مواجهه با مشکلات مأموریت را ادامه دهیم.»
اگر لوسی در اواسط دهه‌ی ۲۰۳۰ میلادی همچنان فعال باشد، لویسون هم‌اکنون فهرستی بلند از اجرامی دارد که فضاپیما می‌تواند در مسیر خود بررسی کند. هنگامی که مأموریت در نهایت به پایان برسد، لوسی همچنان برای میلیون‌ها سال به یک مسیر حلقوی ۶ ساله میان سیارک‌های تروجان جلو و عقب ادامه می‌دهد و به گفته‌ی لویسون سرانجام خودش به یک فسیل تبدیل می‌شود.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از فضاپیمای لوسی در کنار یک سیارک تروجان در نزدیکی مشتری
Credit: Southwest Research Institute
منبع: Popular Science
