«پشتکار» ناسا نمونه‌هایی از مریخ را به آن بازمی‌گرداند
یکی از وظایف جالب مریخ‌نورد پشتکار ناسا که طی روزهای آینده عازم سیاره‌ی سرخ می‌شود، کمک به جابه‌جایی نمونه بین زمین و مریخ است. چیزی که تا پیش از این انجام نشده است.
در حالی که در هفته‌های گذشته امارات متحده عربی با کاوشگر امید و چین با مریخ‌نورد تیان‌ون-۱ هر کدام مأموریت‌هایی را به سوی مریخ آغاز کرده‌اند، آژانس فضایی آمریکا نیز مشغول آماده شدن برای فرستادن مریخ‌نورد بعدی خود به این سیاره است. مریخ‌نوردی که راه طی شده توسط مأموریت‌های گذشته مانند سژرنر (۱۹۹۷ میلادی)، روح (۲۰۰۴)، فرصت (۲۰۰۴) و کنجکاوی (۲۰۱۱) را کامل‌تر می‌کند.
اما این بار مریخ‌نورد ناسا که پشتکار (Perseverance) نام‌گذاری شده، مأموریت بزرگ‌تری هم بر عهده دارد و آن حمل نمونه‌های مریخی است. این سطح‌نورد، ابزارهایی دارد که به کمک آن‌ها به جمع‌آوری و ذخیره‌ی نمونه‌هایی از خاک مریخ می‌پردازد تا در آینده توسط یک فضاپیمای دیگر به زمین آورده شود. چنین نمونه‌هایی می‌تواند کمک کند تا بدانیم در گذشته زندگی در مریخ وجود داشته یا خیر.
ناسا مریخ‌نورد پشتکار را به عنوان اولین گام از یک سفر رفت و برگشت به مریخ توصیف می‌کند اما جالب این‌جاست که این وسیله‌ی شش چرخ، حتی پیش از رسیدن به مریخ هم با هر چیزی که برای حمل نخستین نمونه‌های بازگشتی از مریخ نیاز دارد، تجهیز شده است.
پشتکار قطعاتی از مریخ را با خود حمل می‌کند که به طور طبیعی به زمین آورده شده بودند. دو برش کوچک از «شهاب‌سنگ‌های مریخی». شهاب‌سنگ‌های مریخی، سنگ‌هایی هستند که در مریخ شکل گرفته‌اند و سپس به دلیل رویدادهای برخوردی از آن جدا شده، فضای بین‌سیاره‌ای را پیموده و در نهایت به زمین رسیده‌اند.
یکی از ابزارهای علمی مریخ‌نورد پشتکار، شرلوک (SHERLOC) نام دارد که مخفف عبارت Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals (پایش محیط‌های قابل سکونت توسط طیف‌سنج رامان و بازتابی برای مواد آلی و معدنی) است. عبارتی طولانی که به دقت به نوع و فعالیت این ابزار که در انتهای یک بازوی رباتیک نصب شده اشاره دارد.
ابزار SHERLOC مریخ‌نورد پشتکار
طبق برنامه‌ریزی، مریخ‌نورد پشتکار قرار در تاریخ ۳۰ جولای (۹ مرداد) سفر خود را از کیپ کاناورال فلوریدا آغاز می‌کند تا در نهایت روز ۱۸ فوریه ۲۰۲۱ (۳۰ بهمن ۱۳۹۹) در دهانه‌ی جزیرو (Jezero) روی مریخ فرود آید.
خودسنجی
باید گفت که شهاب‌سنگ‌های مریخی که پشتکار با خود حمل می‌کند، چیزی بیش از کوله‌گردهایی هستند که از طریق این مریخ‌نورد راهی برای بازگشت به خانه پیدا کرده‌اند. بلکه این برش‌های مریخی، به پشتکار در تنظیم دقیق جست‌وجوی حیات در مریخ کمک خواهند کرد.
شرلوک که در انتهای بازویی رباتیک نصب شده، ترکیبی از یک لیزر، یک دوربین که واتسون یا حسگر توپوگرافی گسترده برای کارها و مهندسی (Wide Angle Topographic Sensor for Operations and eNgineering) نام دارد و یک طیف‌سنج برای شناسایی مواد آلی و معدنی تغییر یافته توسط آب استفاده می‌کند تا به شواهدی از حیات احتمالی میکروارگانیسم‌ها در گذشته‌ی مریخ برسد.
این ابزار، با شش ابزار دیگر پشتکار به ما در داشتن درک واضح‌تری از مریخ کمک می‌کند. حتی اندازه‌گیری‌های انجام شده توسط این ابزارها در مسیر ساخت لباس‌های فضایی مناسب محیط مریخ نیز به‌کار گرفته می‌شود تا بشر بتواند بر سیاره‌ی سرخ گام بگذارد.
اما برای اطمینان از این‌که اندازه‌گیری‌های شرلوک به اندازه‌ی کافی دقیق خواهد بود، این ابزار باید به صورت دوره‌ای کالیبره شود. به ویژه با توجه به مناطقی که مطالعات صورت می‌گیرد، این کار ضروری است.
لوتر بیگل (Luther Beegle) پژوهشگر اصلی شرلوک در یک مصاحبه اشاره کرد: «ما فهمیدیم که این یک روش خوب برای بازگردانی نمونه خواهد بود. مریخ محیط خیلی سختی دارد و در آن نوسانات دمایی شدید، گردوغبار و تابش پرتو فرابنفش روی سطح وجود دارد. بنابراین کاری که باید انجام شود و البته در آزمایشگاه‌های روی زمین هم انجام می‌شود، این است که ابزارتان را کالیبره کنید تا مطمئن شوید چیزی که فکر می‌کنید می‌بینید واقعا همان چیزی است که نگاه می‌کنید.»
با توجه به این نیاز، شرلوک یک معیار کالیبراسیون نیز با خود حمل می‌کند، ابزاری به اندازه‌ی یک تلفن هوشمند بزرگ که ۱۰ نمونه‌ی متفاوت را برای کالبراسیون درون خود دارد. تیم عملیاتی شرلوک، هر ۳ تا ۵ ماه یک بار ابزارهای مورد نظر را از نظر «طول موج» و «مقیاس فضایی» که در مریخ اندازه‌گیری می‌کنند، با خصوصیات شناخته شده‌ی نمونه‌هایی که از زمین برده شده مقایسه می‌کنند.
بیگل می‌گوید: «ما مواردی را که باید اندازه‌گیری کنیم فهرست کرده‌ایم و دریافتیم که اندازه‌گیری چگونه باید صورت بگیرد. تعیین نمونه‌ی اندازه‌گیری نیز از همین‌جا آمده است.»
یکی از نمونه‌های موجود در شرلوک، برشی از یک شهاب‌سنگ مریخی است که برای تعیین چگونگی عملکرد «آینه‌ی اسکن طیف‌سنج نقشه‌برداری» مورد استفاده قرار می‌گیرد.
او ادامه می‌دهد: «ما به دنبال قرار دادن نمونه‌ای طبیعی به عنوان معیار کالیبراسیون بودیم که ایده‌ای عالی توسط یکی از همکاران مطرح شد. استفاده از شهاب‌سنگ‌های مریخی. ما می‌توانیم نمونه‌ای از خود مریخ را به آن ببریم زیرا پشتکار گامی اولیه از بازگرداندن نمونه‌هاست.»
به گفته‌ی بیگل، علاوه بر مقایسه و کالیبراسیون با نمونه‌های از زمین برده شده، پشتکار نمونه‌هایی را از مریخ جمع‌آوری می‌کند که ابعاد آن‌ها ۵ در ۱ سانتی‌متر (۲ در ۰.۴ اینچ) است. آن‌ها را در لوله‌هایی فلزی می‌گذارد، مهر و موم می‌کند تا ایمن باشند و سپس آن‌ها را روی سطح مریخ می‌گذارد تا در آینده و طی یک مأموریت دیگر، یک مریخ‌نورد آن‌ها را به زمین بازگرداند.
یکی دیگر از ابزارهای پشتکار، دوربین پیشرفته‌ای است که روی دکلی نصب شده و آن هم یک برش از شهاب‌سنگ مریخی را در دستگاه کالیبراسیون خود استفاده می‌کند.
وام بلند مدت
از دید فنی، پشتکار دومین ماموریت مریخ است که با خود یک شهاب‌سنگ مریخی را از زمین به سوی سیاره‌ی سرخ می‌برد. «نقشه‌بردار سراسر مریخ» ناسا نیز، که از سال ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۷ (۱۳۷۶ تا ۱۳۸۶) فعال بود، یک قطعه شهاب سنگ مریخی از زمین همراه خود داشت اما صرفا به عنوان یک مدارگرد با فاصله از سطح مریخ قرار داشت و روی آن فرود نیامد. شهاب‌سنگ‌های مأموریت پشتکار ناسا اولین‌ها خواهند بود که یک سفر کامل را با موفقیت انجام می‌دهند.
بیگل که در آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) در پاسادنا کالیفرنیا فعالیت می‌کند، در زمینه‌ی شیوه‌ی پیشنهاد استفاده از شهاب‌سنگ‌های مریخی می‌گوید: «دلیل بسیاری از چیزهایی که به آن رسیدیم یکی از محققان ما به نام مارک فریز بود که در بخش علوم کاوش و تحقیقات نجومی در مرکز فضایی جانسون کار می‌کند و مسئول مراقبت از کلکسیون مواد فرازمینی ناسا است. این کلیکسیونشامل سنگ‌های کشف شده از ماه در مأموریت آپولو، نمونه‌های گرد و غبار بین سیاره‌ای و شهاب‌سنگ‌ها است.»
یک شهاب‌سنگ مریخی در آزمایشگاه
او ادامه می‌دهد: «بنابراین ما در تلاش بودیم تا بتوانیم قطعه‌ای از مریخ را برای استفاده استفاده کنیم و در نهایت با موزه‌ی تاریخ طبیعی لندن تماس گرفتیم که نمونه‌ای بزرگ داشتند و به ما قرض دادند. نمونه‌ای که با نام Sayh al Uhamiyr 008 (SaU 008) شناخته می‌شود و در سال ۱۹۹۹ در عمان کشف شد و تا سال ۲۰۰۰ نیز در همین کشور نگهداری می‌شد.»
کارولین اسمیت متصدی اصلی شهاب‌سنگ‌ها در موزه‌ی تاریخ طبیعی لندن نیز در این زمینه می‌گوید: «قطعه‌ای که می‌فرستیم به این دلیل انتخاب شده که از دیدگاه شیمی ماده‌ی مناسبی است اما از سویی یک سنگ بسیار سخت نیز هست. برخی از شهاب‌سنگ‌های مریخ خیلی شکننده‌اند اما این قطعه به اندازه‌ی چکمه‌های قدیمی محکم است. علاوه بر این‌که مطالعه‌ی این نمونه در طول مأموریت، به ما در درک تعامل شیمیایی بین سطح و جو مریخ کمک خواهد کرد.»
این نمونه شهاب‌سنگ‌های مریخی، چند میلیارد سال پیش مریخ را ترک کرده‌اند، بین ۶۰۰ تا ۷۰۰ هزار سال پیش به زمین رسیده‌اند و دوباره پس از سالها توسط پشتکار به خانه باز می‌گردد. اسمیت در این باره تأکید می‌کند: «این یک رویداد ویژه برای موزه نیز خواهد بود. ما هر سال صدها نمونه شهاب‌سنگ برای مطالعه به دانشمندان در سراسر جهان می‌فرستیم. اما این نخستین بار است که نمونه‌ای را تقریبا به ۱۰۰ میلیون کیلومتر دورتر می‌فرستیم تا دانش ما از مریخ بیش‌تر شود.»
در نهایت اگرچه از جنبه‌ی رسمی این یک قرض محسوب می‌شود اما بیگل فکر نمی‌کند که موزه انتظار داشته باشد تا بتواند نمونه را بازپس بگیرد. او با خنده می‌گوید: «اگر آن‌ها چنین چیزی بخواهند، می‌اندیشیم که چه می‌توانیم بکنیم اما من منتظر این موضوع نیستم.»
عکس‌ها: NASA/JPL
منابع: Space, NASA, Astrobiology
