آزمایشگاه حیات در مسیر فرود بر مریخ

در شلوغ‌ترین روزهای سیاره سرخ به سر می‌بریم. به فاصله تنها یک هفته، دو کشور به فهرست سابقاً هفت‌تایی فاتحان مریخ اضافه شد: امارات متحده عربی و چین. و حال چند روزی بیشتر تا فرود نهمین مریخ‌نشین ناسا بر سطح این سیاره نمانده: مریخ‌نورد پِرسیورنس (یا «پشتکار») که تا به امروز پیچیده‌ترین سطح‌نشین بشر به شمار می‌رود.

مدارگرد «امید» امارات و «تیان‌ون-۱» چین که هم‌اینک با موفقیت در مداری به گرد مریخ مستقر شده‌اند، هریک علاوه بر مأموریت‌هایی اعم از بررسی جو و خاک سیاره سرخ که در دستور کار تمام ناوگان‌ کاوشگران مریخ از دهه ۱۹۷۰ میلادی تا به امروز قرار داشته، به نحوی پرچمدار و راهگشای این دو کشور در توسعه زیرساخت‌ کاوش‌های بین‌سیاره‌ای هم محسوب می‌شوند. همین ویژگی در شماری از قابلیت‌های مأموریت «مارس ۲۰۲۰» ناسا هم گنجانده شده – اعم از آزمایش پیش‌نمونه‌ای از یک هلیکوپتر مریخی (موسوم به «اینجه‌نوئیتی» یا نبوغ)، و همین‌طور ابزار نمونه‌برداری و بسته‌بندی خاک سیاره به منظور فرآوری و انتقال به زمین در قالب مأموریت‌های آتی به این سیاره.

اما مأموریت مریخ‌نورد ۲.۷ میلیارد دلاری پرسیورنس رجوعی بی‌واسطه به پرسشی است که از ابتدا توجه بشر را جلب این سیاره کرد: اگه نه امروز، دست‌کم آیا در روزگار گذشته‌ی مریخ، حیاتی در این سیاره وجود داشته یا خیر؟

طراحی پرس‌ورنس در ظاهر شباهت بسیاری به مریخ‌نورد کیوریاسیتی دارد که در سال ۲۰۱۲ بر مریخ فرود آمد و همچنان در این سیاره مشغول به فعالیت است. این دو کاوشگر انرژی‌ الکتریکی خود را از دو ژنراتور گرماهسته‌ای می‌گیرند و هرکدام به یک بازوی روبوتیک پیشرفته برای نمونه‌برداری و حفاری خاک (در خصوص پرسیورنس) مجهزند.

مکان تعیین‌شده برای فرود پرسیورنس دهانه جزِرو واقع در عرض ۱۸ درجه مریخ است که تصور می‌رود حدود ۳ میلیارد و ۵۰۰ میلیون سال پیش میزبان دریاچه‌ای و رودخانه‌ای با یک دلتای گسترده بوده. پیش‌تر مدارگرد تجسسی مریخ (MRO) پی به نشانه‌هایی از رسوبات رسی در بستر این دریاچه‌ی خکشیده برده بود که مشابه‌شان در دلتای رود می‌سی‌سی‌پی یافت شده است. از آنجاکه در این رسوبات زمینی، نشانه‌هایی از حیات میکروبی یافت شده، دلتای واقع در همسایگی دهانه‌ی جزروی مریخ نیز به عنوان مکانی نسبتاً ایده‌آل جهت جستجو پی بقایای احتمالی حیات میکروبی در مریخ انتخاب شد.

عکس ماهواره‌ای با رنگ‌آمیزی کاذب از دلتای رودخانه باستانی منتهی به دهانه جزرو. رنگ‌های نشانگر توزیع رسوبات رُسی در پهنه دلتاست / منبع: ناسا

با این‌همه نباید از خاطر برد که پرسیورنس اگرچه در انتهای سفر هفت‌ماهه‌اش به سر می‌برَد، هنوز بخش دشوار سفر را پیش رو دارد که در مجموع هفت دقیقه بیشتر به طول نخواهد انجامید: «هفت دقیقه‌ی وحشت» از زمان ورود به جو سیاره سرخ تا فرود و قرار بر خاک سیاره. مسافت ۲۰۰ میلیون کیلومتری زمین تا مریخ (که طی کردن آن برای حتی یک پرتوی نور هم حدود ۱۵ دقیقه به طول می‌انجامد) امکان ارتباط زنده و مستقیم با فضاپیما و کنترل همزمان آن از زمین را منتفی داشته و چشم امید کارشناسان، به روال خودکار فرآیند نفس‌گیر فرود دوخته شده.

در مرحله نخست فرود، فضاپیما در پیله‌ای از هوای گداخته به دمای ۱۳۰۰ درجه به مریخ وارد خواهد شد که حاصل اصطکاک سازه فرود با هوای طبقات فوقانی جو مریخ است. اما به یمن وجود سپرهای حرارتی و در صورت عملکرد مطلوب‌ سپرها، مریخ‌نورد این مرحله را در دمای متعارف یک اتاق از سر خواهد گذراند.

به محض ورود به جو، چترنجات مافوق‌صوت سازه‌ی فرود باز خواهد شد و سرعت آن را از ۱۵۱۰ کیلومتر بر ساعت به ۳۲۰ کیلومتر بر ساعت کاهش خواهد داد. ۲۰ ثانیه پس از گشایش چتر، سپر حرارتی از سازه جدا خواهد شد و مریخ‌نورد برای نخستین بار در معرض جریان هوای مریخ قرار می‌گیرد. با گذشت شش دقیقه، چتر نجات در ارتفاع ۲۱۰۰ متری از سطح جدا و سامانه جرثقیل هوایی فعال می‌شود که مشتمل بر عملکرد هشت پیشران موشکی برای کاهش سرعت فرود از ۳۲۰ تا ۲.۷ کیلومتر بر ساعت است.

در آخرین مرحله فرود و در ارتفاع ۲۰ متری، کابل‌های جرثقیل باز می‌شوند و ارتفاع مریخ‌نورد را تا لمس سطح سیاره کاهش می‌دهند، و سپس جدا گشته و به اتفاق جرثقیل در فاصله‌ای ایمن از پرسی‌ورنس سقوط می‌کنند. اگر همه‌چیز بر وفق مراد باشد، فرود در بامداد اول اسفند به وقت ایران رخ خواهد داد و کل فرآیند از طریق دوربین‌هایی که برای نخستین بار فرود فضاپیمایی را با کیفیت HD تصویربرداری می‌کنند، به زمین مخابره خواهد شد.

مراحل فرود مریخ‌نورد پرسی‌ورنس / منبع: ناسا

سابقه کاوش مستقیم خاک مریخ در جستجوی بقایای حیات میکروبی به دهه ۱۹۷۰ و مأموریت مریخ‌نشین‌های وایکینگ-۱ و ۲ بازمی‌گردد که آزمایشات‌شان منفی از آب درآمد. اینک امیدها معطوف به مأموریت پرسیورنس است تا با آزمایش خاک یکی از مستعدترین نواحی خاک سیاره سرخ، کاوش‌ها در این زمینه را قدمی به پیش ببرد.
در سمت دیگر مریخ، مریخ‌نشین اینسایت ناسا نیز که در سومین سال مأموریت خود به سر می‌برد و با ابزارآلاتی ویژه به لرزه‌شناسی خاک این سیاره مشغول است، پژواک ارتعاشات ناشی از فرود پرسی‌ورنس را در جسم سیاره ثبت خواهد کرد.