آغاز ماموریت برای کاوش اروپا، قمر اقیانوسی مشتری

به گزارش هم‌میهن آنلاین و به نقل از زومیت،  پس از سال‌ها انتظار، کاوشگر اروپا کلیپر ناسا سرانجام دوشنبه شب در ساعت ۱۹:۳۶ به وقت ایران از مرکز فضایی کندی برفراز موشک فالکون هوی اسپیس ایکس پرتاب شد و ماموریت بزرگ اخترزیست‌شناسی به مقصد اروپا، قمر بالقوه زیست‌پذیر سیاره مشتری را آغاز کرد.

درحالی‌که موشک عظیم اسپیس ایکس با اتکا به ۲۷ موتور قدرتمند مرلین درحال برخاستن از روی سکوی ۳۹A بود، درون نیل، گزارشگر پخش زنده‌ی ناسا گفت: «پرتاب فالکون هوی به‌همراه اروپا کلیپر، اسرار اقیانوس عظیمی را که در زیر پوسته‌ی یخی اروپا، قمر مشتری پنهان شده است، فاش خواهد کرد.»

 

 

موتورهای دو بوستر جانبی فالکون هوی تقریبا سه دقیقه پس از پرواز خاموش و از بوستر مرکزی جدا شدند. بوستر مرکزی یک دقیقه‌ی دیگر به پرواز ادامه داد و سپس در دقیقه‌ی چهارم پرتاب، جدایی مرحله‌ی فوقانی از مرحله‌ی اول تایید شد. درنهایت، ۵۸ دقیقه بعد، اروپا کلیپر طبق برنامه به مسیر میان‌سیاره‌ای تزریق شد. چند دقیقه بعد، تیم ماموریت با کاوشگر ارتباط برقرار کرد و صدای تشویق و تحسین افراد حاضر در اتاق کنترل بلند شد.

پرتاب منحصربه‌فرد فالکون هوی

پرتاب کاوشگر جدید ناسا به دلیل چند بدبیاری، دیرتر از برنامه‌ریزی اولیه انجام شد. ناسا و اسپیس ایکس ابتدا قصد داشتند پنجشنبه ۱۰ اکتبر، ماموریت اروپا کلیپر را آغاز کنند؛ اما با برخورد توفند قدرتمند میلتون به سواحل خلیج فلوریدا در شامگاه چهارشنبه، تاخیر در پرتاب اجتناب‌ناپذیر شد. ناسا مرکز فضایی کندی را برای مقابله با توفند تعطیل کرد و اروپا کلیپر درون آشیانه‌ی اسپیس ایکس در نزدیکی سکوی پرتاب 39A قرار گرفت.

پرتاب امروز یازدهمین پرواز کلی فالکون هوی و دومین ماموریت میان‌سیاره‌ای آن بود. همچنین این اولین پرواز فالکون هوی بود که با انجام آن، هر سه بوستر مرحله‌ی اول موشک دورانداخته شدند.

به‌طور معمول، بوسترهای مرحله‌ی اول فالکون هوی و فالکون ۹، سوخت کافی را به‌منظور انجام مانورهای فرود برای بازیابی و استفاده‌ی دوباره در آینده، ذخیره می‌کنند؛ اما اروپا کلیپر به تمام قدرتی که فالکون هوی قادر به ارائه‌اش است، نیاز داشت تا بتواند در مسیر رسیدن به منظومه‌ی مشتری قرار بگیرد.

مسیر طولانی به‌سوی سکوی پرتاب

در اواخر سال ۲۰۱۵، کنگره‌ی آمریکا به ناسا دستور داد تا اروپا کلیپر را با استفاده از اسپیس لانچ سیستم (SLS)، موشک عظیم ناسا پرتاب کند. SLS در‌آن زمان هنوز در دست ساخت بود و تا رسیدن به سکوی پرتاب چندین سال فاصله داشت. تاخیر در تکمیل ساخت این موشک قدرتمند و نیاز ناسا به اختصاص دست‌کم سه نسخه‌ی اول SLS به ماموریت قمری آرتمیس، موجب شد تا تاریخ پرتاب اروپا کلیپر در هاله‌ای از ابهام قرار گیرد.

در پیش‌نویس بودجه‌ی مجلس نمایندگان آمریکا برای ناسا در سال ۲۰۲۱، به این سازمان دستور داده شد تا اروپا کلیپر را تا سال ۲۰۲۵ پرتاب کند و درصورت امکان این ماموریت را با SLS انجام دهد. بااین‌حال به دلیل دردسترس‌نبودن اسپیس لانچ سیستم، ناسا مجبور شد به سراغ فالکون هوی اسپیس ایکس برود. این تصمیم بدون هزینه نبود. SLS به‌عنوان قوی‌ترین موشک به‌کاررفته در ماموریتی عملیاتی، می‌تواند در کمتر از سه سال اروپا کلیپر را مستقیم به منظومه مشتری بفرستد.

اکنون حتی در حالت یک‌بارمصرفی کامل فالکون هوی، سفر اروپا کلیپر تقریبا دو برابر بیشتر طول می‌کشد. این کاوشگر باید یک پرواز از کنار مریخ در فوریه ۲۰۲۵ و یک پرواز از کنار زمین در دسامبر ۲۰۲۶ انجام دهد تا بتواند به سرعت کافی برای رسیدن به مقصد در آوریل ۲۰۳۰ دست یابد.

مشکلات موشک تنها موانع پیش‌روی اروپا کلیپر در مسیر رسیدن به سکوی پرتاب نبودند. به‌عنوان مثال، افزایش هزینه‌های این کاوشگر پنج میلیارد دلاری، ناسا را مجبور کرد تا ساخت یکی از ابزارهای علمی کاوشگر را لغو کند. این ابزار با نام «شناسایی خصوصیات داخلی اروپا با استفاده از مغناطیس‌سنج» (ICEMAG)، برای اندازه‌گیری میدان مغناطیسی اروپا طراحی شده بود.

سپس در مه ۲۰۲۴، ناسا پی برد که ترانزیستورهای شبیه به نمونه‌های به‌کاررفته در اروپا کلیپر که مسئول تنظیم الکتریسیته در کاوشگر هستند، «در دوزهای تابش کمتر از حد انتظار از کار می‌افتند.» به‌دنبال این کشف، ناسا آزمایش‌های بیشتری روی ترانزیستورها انجام داد و درنهایت در اواخر ماه اوت به این نتیجه رسید که این قطعات می‌توانند از ماموریت اولیه در محیط غنی از تابش‌های اطراف مشتری پشتیبانی کنند.

ماموریت جاه‌طلبانه به قمر جذاب

اروپا کلیپر یکی از هیجان‌انگیزترین و جاه‌طلبانه‌ترین ماموریت‌های پرچمدار ناسا با ویژگی‌های چشمگیر است. به‌عنوان مثال، کاوشگر ماموریت بزرگ‌ترین فضاپیمایی به‌شمار می‌آید که ناسا تاکنون برای یک ماموریت سیاره‌ای ساخته است. اروپا کلیپر در زمان پرتاب تقریبا ۶هزار کیلوگرم وزن داشت و با گشودن صفحات خورشیدی عظیم خود در فضا، بیش از ۳۰ متر (بزرگ‌تر از زمین بسکتبال) طول پیدا خواهد کرد.

مقصد اروپا کلیپر نیز مکانی برجسته است: اروپا، یکی از چهار قمر گالیله‌ای مشتری. این قمر با پوسته‌ی بیرونی یخ‌زده‌ای پوشیده شده که دانشمندان باور دارند در زیر آن، اقیانوس وسیعی از آب مایع شور پنهان شده است. به همین دلیل، اروپا یکی از بهترین مکان‌های منظومه شمسی برای پشتیبانی از حیات بیگانه در نظر گرفته می‌شود.

در اوایل سال ۲۰۱۲، مطالعات برای مشاهده‌ی ستون‌های آب بالقوه برخاسته از سطح اروپا آغاز شد. برخی از پژوهشگران این نظریه را مطرح می‌کنند که آن ستون‌های آب و دریچه‌هایی که ستون‌ها از آن‌ها بیرون می‌زنند، ممکن است دربردارنده‌ی شواهد از حیات ساکن در زیر پوسته‌ی یخی قمر باشند. بااین‌حال، دانشمندان ناسا به صراحت گفته‌اند که اروپا کلیپر به‌دنبال حیات فرازمینی در اروپا نیست؛ بلکه این کاوشگر صرفا پتانسیل محیط آبی زیر قمر برای پشتیبانی از حیات را بررسی خواهد کرد.

بانی بوراتی، دانشمند ارشد اروپا کلیپر در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا در ماه سپتامبر گفت: «اگر در اروپا حیات وجود داشته باشد، در زیر اقیانوس قرار خواهد داشت؛ درنتیجه نمی‌توانیم آن را ببینیم.» بوراتی افزود: «ما روی سطح قمر به‌دنبال مواد شیمیایی آلی که پیش‌نیازهای حیات هستند، خواهیم بود. چیزهایی وجود دارد که می‌توانیم مشاهده کنیم؛ مثل DNA یا RNA؛ اما انتظار نداریم آن‌ها را ببینیم. درنتیجه [کاوشگر] به‌جای خود حیات، صرفا به‌دنبال محیط سکونت‌پذیر و شواهد برای مواد تشکیل‌دهنده‌ی حیات است.»

اروپا کلیپر با استفاده از مجموعه‌ای از ۹ ابزار علمی، ازجمله دوربین‌های نور مرئی و حرارتی، چندین طیف‌سنج و تجهیزات مخصوص شناسایی محیط مغناطیسی اروپا، داده‌ها را جمع‌آوری خواهد کرد. همان‌طور که در صفحه‌ی اروپا کلیپر در سایت ناسا آمده است، این کاوشگر به دانشمندان کمک می‌کند تا به سه هدف اصلی دست یابند:

تعیین ضخامت پوسته‌ی یخی اروپا و درک چگونگی تعامل اقیانوس اروپا با سطح قمر.

بررسی ترکیب اقیانوس اروپا برای تعیین این موضوع که آیا این اقیانوس از مواد لازم برای شکل‌گیری و حفظ حیات برخوردار است یا خیر.

مطالعه‌ی نحوه‌ی شکل‌گیری عوارض سطحی اروپا و کشف نشانه‌هایی از فعالیت‌های زمین‌شناسی اخیر؛ مانند لغزش صفحات پوسته یا تخلیه‌ی ستون‌های آب در فضا.

اروپا کلیپر همچنین فرهنگ زمین را به منظومه شمسی منتقل می‌کند. قطعه‌ای به نام «در ستایش راز: شعری برای اروپا» اثر ادا لیمون، شاعر مطرح آمریکایی به خط خود هنرمند روی صفحه‌ای فلزی حک شده است. علاوه‌براین، کاوشگر تراشه‌ای به اندازه‌ی سکه را حمل می‌کند که دربردارنده‌ی نام ۲٫۶ میلیون نفر از ساکنان سیاره زمین است.

سفر ۶ ساله

اگر همه‌چیز طبق برنامه پیش برود، اروپا کلیپر در آوریل سال ۲۰۳۰ وارد مدار مشتری خواهد شد. وقتی کاوشگر به آنجا برسد، با انجام مانور تزریق به مدت ۶ تا ۸ ساعت، ۵۰ تا ۶۰ درصد از سوخت ۲۷۲۲ کیلوگرمی خود را مصرف خواهد کرد.

مانور تزریق، اروپا کلیپر را در مداری بیضوی به دور غول گازی قرار می‌دهد. سپس مجموعه‌ای از مانورهای طولانی برای ترازکردن مسیر انجام می‌شود تا کاوشگر بتواند برای بیش از ۴۵ مرتبه از کنار اروپا پرواز و آن را از نزدیک مطالعه کند. درواقع اروپا کلیپر در کل ماموریت خود در اطراف مشتری باقی خواهد ماند؛ زیرا با توجه به محیط پرتابش اروپا، گردش به دور قمر برای فضاپیما بسیار خطرناک خواهد بود.

اولین پرواز گذری از کنار اروپا تا پیش از بهار ۲۰۳۱ انجام نخواهد شد. ناسا از اولین گذر برای انجام اصلاحات بیشتر در مسیر اروپا کلیپر به‌منظور آمادگی برای اولین کارزار علمی کاوشگر استفاده خواهد کرد. با آغاز پروازهای گذری علمی از مه ۲۰۳۱، اروپا کلیپر مجموعه‌‌ی حسگرهایش را به سمت نیم‌کره‌ی دور از مشتری اروپا نشانه خواهد رفت و حداکثر تا ۲۵ کیلومتر به سطح قمر نزدیک خواهد شد. دومین کارزار علمی دو سال بعد، در مه ۲۰۳۳ در نیم‌کره‌ی رو به مشتری اروپا، آغاز خواهد شد.

پایان ماموریت اروپا کلیپر برای سپتامبر ۲۰۳۴ تعیین شده است. در آن زمان، ناسا فضاپیما را به گانیمد، دیگر قمر گالیله‌ای مشتری می‌کوبد. این استراتژی دفع بدین منظور انتخاب شده است که گانیمد کاندید نسبتا نامناسبی برای میزبانی حیات در نظر گرفته می‌شود و اعضای تیم ماموریت می‌خواهند مطمئن شوند که اروپای بالقوه میزبان حیات را با میکروب‌های زمینی آلوده نمی‌کنند.