دهه ی ۲۰۲۰: آغاز عصری جدید در کاوش های سیاره ی سرخ

در ده سال آینده، گام‌های بزرگی مثل ارسال فضاپیماهای سرنشین‌دار و مریخ‌نوردهای متعدد برای بررسی علائم حیات در مریخ برداشته خواهد شد.

دهه‌ی ۲۰۱۰، عصر پیشرفت‌های بزرگ در زمینه‌ی کاوش‌های مریخی بود. حالا با آغاز دهه‌ی جدید، اخبار هیجان‌انگیزی در راه است. دانشمندان در ده سال گذشته، به اطلاعات زیادی درباره‌ی تاریخ و تکامل مریخ دست یافتند. مریخ‌نورد کریاسیتی ناسا موفق به کاوش در بخشی از سیاره‌ی مریخ شد که در گذشته‌ای دور، شرایط حیات را داشته است. به‌گفته‌ی آشوین واساوادا، دانشمند پروژه‌ی کریاسیتی از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا:

این مأموریت از نظر ارزیابی شرایط سکونت‌پذیری مریخ در گذشته، بسیار موفق و روشنگرانه بود؛ و حالا می‌توانیم گام بعدی پروژه را برای ارزیابی وجود حیات در مریخ برداریم.

گام بعدی در ماه ژوئیه‌ی امسال با پرتاب مریخ‌نورد Mars 2020 و مریخ‌نورد اروپایی، روسی روزالین فرانکلین آغاز خواهد شد که هدف هر دو کاوشگر، بررسی حیات گذشته‌ی سیاره‌ی سرخ است. اما جستجوی حیات کهن، تنها هدف اکتشافات مریخی در ده سال آینده نیست. در صورتی که استارشیپ، پروژه‌ی شرکت اسپیس ایکس برای مستعمره‌سازی مریخ به‌خوبی پیش برود، انسان می‌تواند تا ده سال آینده، قدم بر سیاره‌ی سرخ بگذارد.

^{تصویری از مریخ از فضاپیمای وایکینگ ناسا}

فاز جدید

ناسا در گذشته هم به جستجوی حیات در مریخ پرداخته بود. در سال ۱۹۷۶، سطح‌نشین‌های وایکینگ ۱ و ۲، اولین فضاپیماهایی بودند که موفق به لمس سیاره‌ی سرخ شدند. این دو فضاپیما حامل چهار آزمایش بیولوژیکی بودند. بااین‌حال، وایکینگ‌ها نتایج مبهمی را برگرداندند و ناسا به فکر تجدیدنظر در استراتژی خود افتاد. به‌گفته‌ی واساوادا: «مأموریت‌های وایکینگ، ثابت کردند جستجوی حیات در مریخ کار بسیار دشواری است.»

براساس یافته‌های دانشمندان و مقام‌های رسمی ناسا، در زمان مأموریت وایکینگ، حتی وجود پیش‌نیازهای حیات در گذشته‌های دور مریخ، اثبات نشد؛ بنابراین ناسا برای بررسی دقیق مریخ، طرح اکتشافی استراتژیک خود را در قالب مجموعه‌ای از مدارپیماها، سطح‌نشین‌ها و مریخ‌نوردها آغاز کرد.

اکتشافات مریخ در دهه‌ی ۲۰۱۰، به رشد چشمگیری دست یافتند. کریاسیتی و مریخ‌نوردهای کوچک اسپیریت و آپوچورنیتی، سطح‌نشین اینسایت و دو کیوب‌ست آن، مدارپیماهای ادیسه، مدارپیمای اکتشافی مریخ (MRO) و MAVEN (مأموریت تکامل مواد فرار و جو مریخ) از پروژه‌های اکتشافی مریخ در دهه‌ی گذشته هستند (اسپیریت با ارفاق در این فهرست قرار می‌گیرید. آخرین ارتباط این مریخ‌نورد کوچک با زمین در تاریخ مارس ۲۰۱۰ بود).

اکتشافات مریخ در دهه‌‌ی گذشته، تنها در اختیار ناسا نبود. هند هم اولین فضاپیمای مریخی خود به‌نام MOM (مأموریت مدارپیمای مریخ) را در سال ۲۰۱۳ پرتاب کرد. همچنین مدارپیماهای اروپایی TGO (مدارپیمای ردیاب گاز) و مارس اکسپرس، مدت‌ها به نظارت بر سیاره‌ی سرخ مشغول بودند. در مارس ۲۰۱۶ هم پروژه‌ی مشترک اروپا و روسیه با عنوان اگزومارس آغاز شد (رزالین فرانکلین و پلتفرم سطح‌نشین آن، کازاچوک، فاز دوم مأموریت دومرحله‌ای اگزومارس هستند). استفاده از زمان گذشته برای بسیاری از مأموریت‌های فوق صحیح نیست: کریاسیتی، اینسایت، ادیسه، MRO، MAVEN، MOM، مارس اکسپرس و TGO همچنان مشغول به فعالیت هستند.

ربات‌ها و کاوشگرهای فوق، مسیر را برای کاوشگرهای آینده‌ مثل مارس ۲۰۲۰ و رزالین فرانکلین هموار کردند. برای مثال، مریخ‌نوردهای اسپیریت، آپورچونیتی، کریاسیتی و مدارپیماها موفق به کشف علائمی از فعالیت‌های آبی گذشته در سطح سیاره‌ی سرخ شدند. حتی کریاسیتی پا را فراتر گذاشت و به شناسایی سیستم جریان و دریاچه‌ای کهن در عمق ۱۵۴ کیلومتری دهانه‌ی گاله پرداخت؛ و MAVEN با فراهم کردن تنظیمات دمایی ارزشمند، این حقیقت را آشکار کرد که مریخ بخش زیادی از جو خود را از دست داده است. جو مریخ در گذشته، برای حفظ گرما و جریان آب مایع روی سطح مساعد بود (حدود ۳.۷ میلیارد سال پیش).

به‌گفته‌ی بروس ژاکوفسکی، پژوهشگر ارشد پروژه‌ی MAVEN از آزمایشگاه فیزیک فضایی و جوی: «من فکر می‌کنم براساس شواهد، مریخ در گذشته تمام شرایط لازم برای حیات را داشته است.»

شکارچیان حیات

مریخ‌نورد اگزومارس، در مارس ۲۰۲۱ روی سطح مریخ و احتمالا منطقه‌ی اوکسیا پلانوم فرود خواهد آمد. این منطقه در نیم‌کره‌ی شمالی سیاره‌ی سرخ قرار گرفته است و شواهد زیادی از فعالیت‌های آبی کهن در آن دیده می‌شود.

رزالین فرانکلین هم از دوربین‌ها و ابزارهای علمی خود برای جستجوی علائم شیمیایی و ریخت‌شناسی حیات کهن مریخ استفاده خواهد کرد. این مریخ‌نورد با استفاده از مته‌ای که می‌تواند تا ۲ متر زیر سطح مریخ نفوذ کند، می‌تواند به جستجوی سرنخ‌های حیات زیر سطح مریخ بپردازد. مریخ‌نورد مارس ۲۰۲۰ هم مأموریت اخترزیستی مشابهی را در دهانه‌ی ۴۵ کیلومتری جزرو خواهد داشت. (این مریخ‌نورد به جمع‌آوری داده‌ها و تست فناوری اکتشافی از جمله هلیکوپتر کوچک مریخی خواهد پرداخت).

به عقیده‌ی دانشمندان، دهانه‌ی جزرو در گذشته‌های دور، میزبان دریاچه و دلتای رودخانه‌ای بوده است بنابراین یکی از کاندیدهای مناسب جست‌وجو برای مریخ‌نورد ناسا به شمار می‌رود. نه‌تنها احتمال سکونت‌پذیری این منطقه در گذشته بالا بوده است، بلکه ممکن است مانند دلتاهای رودخانه‌ای روی زمین، منبعی برای آثار زیستی باشد. به‌گفته‌ی کتی استک مورگان، معاون پروژه‌ی مارس ۲۰۲۰ در JPL: «امیدواریم بتوانیم با کار مفید، به شواهدی قوی درباره‌ی آثار زیستی روی سطح مریخ برسیم.»

مارس ۲۰۲۰ مانند رزالین فرانکلین، قادر نیست به عمق نفوذ کند. این مریخ‌نورد به جمع‌آوری نمونه‌های متعدد خواهد پرداخت که قرار است به زمین ارسال شوند؛ سپس این نمونه‌ها توسط تیمی از دانشمندان در آزمایشگاه‌های مجهز سراسر دنیا مورد بررسی قرار خواهند گرفت. یکی از جنبه‌های کلیدی مریخ‌نوردها در سال ۲۰۲۰، نمونه‌برداری است. از طرفی به‌گفته‌ی جیم بل، پژوهشگر ارشد ابزار Mastcam Z مریخ‌نورد مارس ۲۰۲۰، تأیید وجود آثار زیستی کهن، کار دشواری است. او می‌گوید:

می‌توانیم درباره‌ی آثار زیستی مدعی شویم ولی ممکن است کسی حرف‌هایمان را باور نکند؛ بنابراین باید نمونه‌ها را به زمین برگردانیم.

بازگشت مواد مریخ به زمین، نتیجه‌ی تلاش مشترک بین ناسا و سازمان فضایی اروپا (ESA) است. اروپا اخیرا بر تعهد مالی خود برای مأموریت پیچیده‌ی بازگشت نمونه به زمین تأکید کرده است اما ناسا هنوز منتشر بودجه‌های رسمی است.

اگر همه چیز به خوبی پیش برود، دهه‌ی ۲۰۲۰ شاهد پیشرفت‌های بزرگی خواهد بود. یکی از پروژه‌های قطعی، سطح‌نشین بازیابی نمونه‌ی ناسا (SRL) در سال ۲۰۲۶ است. SRL دارای یک سطح‌نشین ایستا، مریخ‌نورد نمونه‌برداری (متعلق به ESA) و راکتی به‌نام واسطه‌ی صعود مریخ است که نمونه‌های جمع‌آوری‌شده توسط مارس ۲۰۲۰ را به زمین بازمی‌گرداند. نمونه‌ها در نهایت تا سال ۲۰۳۱ به زمین بازمی‌گردند.

قدم بر خاک سرخ

پروژه‌های مریخی در دهه‌ی ۲۰۲۰ به شکل چشمگیری افزایش خواهند یافت. یکی از برنامه‌ها، مأموریت مریخ‌‌نورد و مدارپیمای چینی است که در بازه‌ی ماه ژوئیه تا اوت پرتاب خواهد شد. مریخ‌نوردهای رزالین فرانکلین و مارس ۲۰۲۰ هم در همین بازه پرتاب خواهند شد. (بازه‌ی مناسب پرتاب هر ۲۶ ماه یک بار رخ می‌دهد، یعنی زمانی‌که مریخ و زمین در تراز مناسب بین سیاره‌ای قرار دارند.) شاید این اولین مأموریت موفق چین به مریخ باشد اما اولین تلاش نیست. در نوامبر ۲۰۱۱، مدارپیمایی به‌نام Yinghuo-1 با فضاپیمای روسی فوبوس گرانت به فضا پرتاب شد که نتوانست از مدار زمین فراتر برود.

امارات متحده‌ی عربی هم به‌زودی به مأموریت‌های مریخ خواهد پیوست. هدف این کشور، پرتاب مدارپیمایی به‌نام مأموریت Hope Mars در تابستان سال جاری است. ژاپن هم که تنها مأموریت مریخی آن، مدارپیمای نوزومی در سال ۱۹۹۸ شکست خورد، حالا به‌دنبال ارسال سطح نشینی به سیاره‌ی سرخ در سال ۲۰۲۲ و نمونه‌برداری از فوبوس، قمر مریخ در سال ۲۰۲۴ است. فضاپیمای MOM2 هند، شامل یک سطح‌نشین، مریخ‌نورد و مدارپیما هم در همین بازه‌ی زمانی ارسال خواهد شد.

در مورد مأموریت‌ّ‌های سرنشین‌دار، ناسا قصد دارد در دهه‌ی ۲۰۳۰ به کمک شرکای بین‌المللی و بخش خصوصی، انسان‌هایی را به مریخ بفرستد؛ اما چشم‌انداز زمانی اسپیس‌ایکس، بلندپروازانه‌تر است. شرکت ایلان ماسک در حال طراحی غول ترکیبی راکت و فضاپیمای قابل استفاده‌ی مجدد به‌نام استارشیپ است تا هدف مستعمره‌سازی سیاره‌ی سرخ را از نظر اقتصادی امکان‌پذیر سازد. به‌گفته‌ی ماسک، اگر همه چیز خوب پیش برود در طول ۵۰ الی ۱۰۰ سال آینده، استارشیپ به ساخت شهری یک میلیون نفری در مریخ کمک خواهد کرد.

مأموریت بین سیاره‌ای اسپیس ایکس، بسیار زودتر از ناسا آغاز خواهد شد. به‌گفته‌ی گین شاتول، رئیس و سرپرست عملیاتی اسپیس‌ایکس، این شرکت تا سال ۲۰۲۲، فضاپیمای بدون سرنشین استارشیپ را به سطح مریخ خواهد فرستاد. این مأموریت بین ناسا و اسپیس‌ایکس مشترک است. به نقل از ناسا، اسپیس ایکس می‌تواند محموله‌های رباتیک ناسا را با استفاده از استارشیپ به سطح ماه منتقل کند.

مأموریت‌های سرنشین‌دار هم به‌دنبال مأموریت‌های فوق اجرا خواهند شد. برای مثال، یوساکو مائزاوا، میلیاردر ژاپنی قرار است تا سال ۲۰۲۳ به مدار ماه سفر کند. این چشم‌اندازهای زمانی شاید بیش از اندازه بلندپروازانه باشند. از طرفی تنها فضاپیمای استارشیپ که تاکنون از زمین بلند شده است، نمونه‌ای تک موتوره به‌نام استارهاپر است و فضاپیمای کامل آن، نوامبر گذشته در تست فشار اولیه منفجر شد؛ اما اسپیس ایکس، رکورد مأموریت‌های فضایی چشمگیر از جمله فرود موشک و مأموریت‌های حمل محموله به ایستگاه فضایی بین‌المللی را دارد.