کاوش در سیاره مریخ همواره یکی از جذاب‌ترین و چالش‌برانگیزترین 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، شکل‌گیری رودخانه‌های باستانی و احتمالاتی از سکونت‌پذیری مریخ تحریک شد. اکنون، با پیشرفت فناوری‌های فضایی، بشر گام بعدی را در این سفر بزرگ برمی‌دارد: بازگرداندن نمونه‌های سنگی از مریخ به زمین برای پژوهش‌های علمی عمیق‌تر.
ناسا و چین، دو رقیب قدرتمند در این رقابت، برای نخستین بار تلاش می‌کنند تا نمونه‌هایی از سطح مریخ را جمع‌آوری کرده و به زمین بازگردانند. در حالی که ناسا با برنامه‌ای پیچیده و دقیق برای بازگرداندن این نمونه‌ها به کمک کاوشگر پرسیویرنس (Perseverance) حرکت می‌کند، چین رویکردی ساده‌تر اما سریع‌تر را در پیش گرفته است که ممکن است تا سال 2028 به نتیجه برسد.
این رقابت، علاوه بر اهمیت سیاسی و نمادین، می‌تواند مسیر جدیدی را برای اکتشافات علمی و درک ما از گذشته مریخ باز کند. یافته‌هایی که می‌توانند اسرار حیات احتمالی گذشته این سیاره و تاریخچه تکامل آن را آشکار سازند.
چالش‌های ناسا – هزینه‌های نجومی و نیاز به راه‌حل‌های جدید
ناسا در ابتدا برنامه‌ریزی کرده بود تا حدود 30 لوله نمونه سنگ و خاک را که توسط پرسیویرنس جمع‌آوری شده‌اند، تا دهه 2030 به زمین بازگرداند. اما این پروژه با افزایش هزینه‌ها و تأخیرهای زمانی مواجه شد و اکنون آژانس فضایی آمریکا به دنبال راه‌حل‌هایی است که هزینه‌ها را کاهش داده و مأموریت را کارآمدتر کند.
بر اساس اعلام ناسا، دو گزینه اصلی برای اجرای این پروژه در دست بررسی هستند:
1. سیستم Sky Crane – فناوری اثبات‌شده برای فرود دقیق روی مریخ
اولین گزینه، استفاده از سیستم جرثقیل هوایی به نام اسکای کرین (Sky Crane) است. این سیستم که به‌عنوان جت‌پک روباتیک عمل می‌کند، پیش‌تر با موفقیت برای فرود کاوشگرهای کیوریاسیتی (Curiosity) در سال 2012 و پرسیویرنس در سال 2021 به کار گرفته شده است. قابلیت‌های اثبات‌شده این فناوری، آن را به گزینه‌ای قابل اعتماد برای فرود تجهیزات موردنیاز روی سطح مریخ تبدیل کرده است.
2. فرودگر سنگین تجاری – Heavy Lift Lander
گزینه دوم شامل توسعه یک فرودگر سنگین توسط شرکت‌های تجاری مانند اسپیس‌ایکس (SpaceX) و بلو اوریجین (Blue Origin) است. این روش می‌تواند علاوه بر کاهش هزینه‌ها، بازده زمانی بهتری را فراهم کند.
ناسا اعلام کرده است که این شرکت‌ها علاقه خود را برای مشارکت در این پروژه اعلام کرده‌اند و این همکاری‌ها می‌تواند هزینه‌ها را به 5.8 تا 7.1 میلیارد دلار کاهش دهد. این در حالی است که بر اساس طرح اولیه، هزینه‌ها تا 11 میلیارد دلار برآورد شده بود.
فناوری‌های جدید – چگونه نمونه‌ها به زمین بازگردانده می‌شوند؟
در هر دو گزینه، فرودگر پیشنهادی باید یک موشک سبک مریخی (MAV – Mars Ascent Vehicle) را حمل کند. این موشک وظیفه دارد نمونه‌های جمع‌آوری‌شده را از سطح مریخ به مدار آن بفرستد.
در مرحله بعد، فضاپیمایی که توسط آژانس فضایی اروپا (ESA – European Space Agency) توسعه داده شده است، نمونه‌ها را از مدار مریخ جمع‌آوری کرده و به زمین بازمی‌گرداند.
یکی دیگر از نوآوری‌های کلیدی در این پروژه، استفاده از باتری‌های هسته‌ای (Nuclear Batteries) برای تأمین انرژی است. این باتری‌ها به جای صفحات خورشیدی سنتی استفاده می‌شوند که در برابر طوفان‌های گرد و غبار مریخ آسیب‌پذیر هستند.
چین – رویکردی سریع‌تر برای پیروزی در رقابت فضایی
در حالی که ناسا بر دقت علمی و استفاده از فناوری‌های پیچیده تمرکز کرده است، چین با اتخاذ رویکردی ساده‌تر و سریع‌تر در تلاش است تا در این رقابت پیشتاز باشد. چین اعلام کرده است که مأموریت بازگشت نمونه‌های مریخی خود را تا سال 2028 اجرا خواهد کرد.
این مأموریت، که به «بردار و برو» (Grab-and-Go) معروف است، رویکردی مستقیم را دنبال می‌کند و اگر موفق شود، چین را به اولین کشوری تبدیل می‌کند که نمونه‌های مریخی را به زمین می‌آورد. این موفقیت نمادین می‌تواند جایگاه چین را در رقابت فضایی جهانی تقویت کند.
«بردار و برو» یا Grab-and-Go – نگاهی به رویکرد ساده و سریع چین برای بازگرداندن نمونه‌های 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 کم‌هزینه مأموریت بازگرداندن نمونه‌ها از مریخ طراحی شده است. این روش، برخلاف برنامه پیچیده ناسا که شامل چندین مرحله و همکاری‌های بین‌المللی است، یک عملیات ساده و مستقیم برای جمع‌آوری و انتقال نمونه‌ها به زمین است.
در این رویکرد، نیازی به ساخت و راه‌اندازی سیستم‌های پیچیده برای جابجایی ربات‌ها و تجهیزات در سطح مریخ نیست. به‌جای آن، فضاپیما مستقیماً روی مریخ فرود می‌آید، نمونه‌ها را جمع‌آوری می‌کند و سپس بدون واسطه یا تجهیزات اضافه، با یک موشک کوچک به زمین بازمی‌گردد.
این مأموریت چطور انجام می‌شود؟
- فرود مستقیم روی مریخ
فضاپیمای حامل تجهیزات و بازوی رباتیک روی سطح مریخ فرود می‌آید. برخلاف طرح‌های پیچیده ناسا که شامل سیستم‌های چندگانه و ماژول‌های جداگانه برای حمل و نقل نمونه‌ها هستند، این فضاپیما به‌گونه‌ای طراحی شده که بتواند سریع نمونه‌ها را جمع‌آوری کند. - جمع‌آوری سریع نمونه‌ها
ربات جمع‌کننده، بازوهای خودکار و ساده‌ای دارد که نمونه‌های سنگ و خاک را که از پیش تعیین شده‌اند، برمی‌دارد. این نمونه‌ها به سرعت در یک محفظه امن بسته‌بندی می‌شوند تا از آلودگی محافظت شوند. - پرتاب به مدار مریخ
پس از جمع‌آوری نمونه‌ها، یک موشک کوچک که داخل فضاپیما قرار دارد، به‌طور مستقیم آن‌ها را به مدار مریخ می‌فرستد. برخلاف سیستم ناسا که نیاز به انتقال نمونه‌ها به چند مرحله دیگر دارد، این مأموریت ساده‌تر و سریع‌تر عمل می‌کند. - بازگشت به زمین
در نهایت، فضاپیما یا ماژول بازگشت، نمونه‌ها را از مدار مریخ به زمین بازمی‌گرداند. این مرحله شامل یک مسیر مستقیم به سمت زمین است، بدون نیاز به توقف در مدار ماه یا نقاط واسطه دیگر.
چرا این روش سریع‌تر است؟
- سادگی طراحی: سیستم‌های چندلایه ناسا برای اطمینان از ایمنی، دقت علمی و قابلیت بازیابی در شرایط بحرانی طراحی شده‌اند. در مقابل، چین از رویکردی ساده‌تر و با تجهیزات کمتری استفاده می‌کند که زمان توسعه را کوتاه‌تر و هزینه‌ها را کمتر می‌کند.
- تمرکز روی عملکرد اصلی: این رویکرد فقط به جمع‌آوری و انتقال نمونه‌ها محدود می‌شود و نیازی به استفاده از فناوری‌های اضافی مانند سیستم‌های خودران پیشرفته ندارد.
- مدیریت مستقیم مسیر: مسیر بازگشت مستقیم به زمین به کاهش زمان سفر و پیچیدگی‌های اضافی کمک می‌کند.
چالش‌ها و محدودیت‌های این روش
با وجود سادگی، روش Grab-and-Go چالش‌های خاص خود را دارد:
- عدم انعطاف‌پذیری در جمع‌آوری نمونه‌ها
این رویکرد به دلیل طراحی فشرده، نمی‌تواند تعداد زیادی نمونه یا نقاط مختلفی را بررسی کند. در حالی که ناسا با پرسیویرنس قادر است نمونه‌های متنوعی را از مناطق مختلف مریخ جمع‌آوری کند، چین احتمالاً به نمونه‌هایی که در یک نقطه خاص قرار دارند، محدود خواهد شد. - امنیت انتقال و نگهداری نمونه‌ها
در مأموریت ناسا، نمونه‌ها چندین بار پردازش و ایمن‌سازی می‌شوند تا از آلودگی‌های احتمالی جلوگیری شود. اما در روش Grab-and-Go، به دلیل سرعت بالا و محدودیت تجهیزات، امکان آسیب‌دیدگی یا آلودگی نمونه‌ها بیشتر است. - عدم انجام پژوهش‌های پیشرفته در محل
ناسا از ابزارهای پیشرفته‌ای برای بررسی نمونه‌ها قبل از ارسال استفاده می‌کند. این روش به محققان اجازه می‌دهد تا بهترین نمونه‌ها را انتخاب کرده و اطلاعات اولیه را روی مریخ بررسی کنند. در مقابل، روش چین به دلیل محدودیت زمانی، فاقد چنین قابلیت‌هایی است.
آیا روش چین می‌تواند موفق باشد؟
هرچند رویکرد چین به ظاهر ساده‌تر است، اما اگر موفق شود، یک پیروزی بزرگ علمی و تکنولوژیک خواهد بود. سرعت اجرای این مأموریت می‌تواند چین را به اولین کشوری تبدیل کند که نمونه‌های مریخ را به زمین می‌آورد، و این موفقیت برای برنامه فضایی این کشور اعتبار زیادی ایجاد خواهد کرد.
مقایسه دو روش – رویکرد سریع یا دقیق؟
- ناسا: بر دقت علمی، بررسی‌های پیشرفته و ایمنی تأکید دارد، اما هزینه‌ها و زمان طولانی دارد.
- چین: بر سرعت و سادگی تمرکز دارد، اما ممکن است برخی جنبه‌های علمی یا ایمنی را قربانی کند.
چشم‌انداز آینده – باز کردن درهای جدید به فضا و فراتر از آن
رقابت ناسا و چین برای بازگرداندن نمونه‌های مریخ، فراتر از یک رقابت سیاسی یا تکنولوژیکی است. این پروژه‌ها می‌توانند به درک عمیق‌تری از گذشته مریخ، شرایط جوی و حتی احتمال وجود حیات در این سیاره کمک کنند.
این پژوهش‌ها ممکن است به کشف مولکول‌های آلی، ترکیبات معدنی نادر یا حتی بقایای میکروبی از میلیاردها سال پیش منجر شوند. چنین کشفیاتی نه تنها به ما کمک می‌کنند تا ریشه‌های حیات را بهتر درک کنیم، بلکه می‌توانند مسیر اکتشافات فضایی آینده، مانند مأموریت‌های انسانی به مریخ، را هموار کنند.
توسعه فناوری‌های آینده – حرکت به سمت مأموریت‌های بین‌سیاره‌ای پیشرفته
در کنار بازگرداندن نمونه‌ها، فناوری‌هایی که برای این پروژه توسعه داده می‌شوند، زمینه‌ساز مأموریت‌های پیچیده‌تر خواهند شد. سیستم‌های فرود دقیق، موشک‌های سبک برای پرتاب از سطح سیارات دیگر و فضاپیماهای بازگرداننده نمونه، ابزارهایی هستند که می‌توانند در مأموریت‌های آینده به سیارات دیگر نیز استفاده شوند.
رقابتی که مرزهای علم را جابجا می‌کند
رقابت ناسا و چین برای بازگرداندن نمونه‌های مریخ، تنها یک مسابقه فضایی نیست؛ بلکه آغازگر عصر جدیدی از کاوش‌های بین‌سیاره‌ای است. این پروژه‌ها نشان می‌دهند که بشریت در مسیر گسترش دانش خود درباره منظومه شمسی گام‌های بلندی برداشته است.
فارغ از اینکه کدام کشور اولین نمونه‌ها را به زمین بازگرداند، برندگان واقعی این رقابت، دانشمندان، محققان و تمام کسانی هستند که در آرزوی درک رازهای جهان هستند. مریخ تنها آغاز راه است و آینده‌ای پرهیجان و پررمز و راز در انتظار ماست.
این نوشته‌ها را هم بخوانید
source