حسرت برانگیز؛ پایِ امارات به زودی به مریخ می رسد - بانیما

در چنین شرایطی جای تعجب ندارد که با نزدیک شدن به زمان کاهش فاصله مداری مریخ و زمین تا اوایل پاییز، تابستان امسال سه ماموریت فضایی راهی سیاره سرخ شوند تا با گردآوردن داده های تازه نشان دهند سیاره سرخ مثل قالی کرمان است و هرچه بیشتر پا می خورد برای مطالعات فضایی جذاب تر می گردد. جالب است بدانید به زودی نخستین سفر با اولین فضاپیمای بین سیاره ای امارات متحده عربی که مدارگرد هوپ (Hope orbiter) نام دارد، با پرتابگری ژاپنی قرار است زمین را به مقصد سیاره سرخ ترک کند.

پایگاهی برای گردشگری فضایی

شهر دبی و سایر شهر های امارات متحده عربی از زمان پیدایش و رشد در دهه 90 میلادی تا کنون جزو ده مقصد برتر گردشگری در دنیا بشمار می فرایند. بکارگیری نوآوری های روز افزون و حفظ فاصله با سایر رقبا در منطقه خاورمیانه دبی را به مقصد اصلی گردشگری تبدیل نموده است. حال که بحث پرواز های تجاری فضایی و دسترسی آن برای گردشگران پردرآمد فرایند محقق شدن را پیش گرفته، دبی نیز خواستار ورود به عرصه گردشگری فضایی به وسیله همکاری با شرکت ویرجین گالاکتیک است.

سرمایه گذاری امارت در این شرکت سابقه قدیمی دارد. نخستین بار در سال 2009 بود که هلدینگ سرمایه گذاری Abar در نمایشگاه EAA Airventure که همه ساله در شهر آشکاش از ایالت ویسکانسین برگزار می گردد، سرمایه گذاری بالغ بر 280 میلیون دلار در ازای دریافت 32 درصد سهام ویرجین گالاکتیک را مطرح نمود. 100 میلیون دلار دیگر نیز برای طرح پرتاب ماهواره های کوچک اختصاص یافت. شرکت فوق بعدتر توسط هلدینگ مبادله، بازوی سرمایه گذاری دولتی امارات خریداری شد و در طی قرارداد جدید بین شرکت مبادله و شرکت ویرجین گالاکتیک قرار است تا امکان سنجی تبدیل فرودگاه العین به یک پایگاه فضایی و همچنین محلی به عنوان تامین نماینده پروژه گردشگری فضایی مورد مطالعه قرار گیرد.

دولت امارات میخواهد برنامه گردشگری فضایی ریچارد برانسون با استفاده از SpaceShip2 از پایگاه فضانوردی امارات نیز محقق گردد. سایر موارد این قرارداد شامل حوزه های آموزش و انتقال علم و فناوری نیز خواهد بود. در خلال برگزاری نمایشگاه دبی نیز در غرفه شرکت ویرجین گالاکتیک که جزو زیر مجموعه هلدینگ مبادله حضور یافته بود از نوعی لباس فضایی رونمایی شد که اولین آن به دست شیخ دبی امضا شد.

این لباس فضایی برای سرنشین های آینده سفر های فضایی که قرار است با SpaceShip2 به فضا سفر نمایند طراحی شده است. تا به امروز اطلاعات زیادی از آن بدست نیامده، اما بنا به گفته طراح آن این لباس قرار است میزان دما و رطوبت بدن سرنشین ها در حد مطلوب و قابل تحمل کنترل نماید. کنترل دما به وسیله استفاده از الیاف ضد حریق Nomax اجرایی میگردد. این لباس 5/2 کیلوگرمی برای هر سرنشین بصورت اختصاصی طراحی و دوخته میگردد و میتوان آن را با خود به یادگار برد. تست های مختلف این لباس توسط شریک طراحی آن بند معروف Under Armour دنبال می گردد.

همزمان با فعالیت های طراحی و ساخت ماهواره های سنجش از دور شرکت YAHSAT نیز در سال 2006 تاسیس شد و اکنون در زمره 10 شرکت برتر ماهواره ای فعالیت می نماید. اولین ماهواره مخابراتی این شرکت در سال 2011 با موفقیت در مدار نهاده شد و به دنبال آن دو ماهواره دیگر نیز پرتاب شدند. آخرین ماهواره بنام Al Yah در ژانویه سال 2019 میلادی پرتاب شد که برای نزدیک به 95 درصد ساکنان برزیل خدمات ماهواره ای با پهنای باند K فراهم می نماید. ادغام YahSat با شرکت خدمات ارتباط سیار ثریا نیز باعث شد تا ناوگان ماهواره ای آن به 5 ماهواره افزایش پیدا کند. سر انجام در سال 2014 آژانس ملی فضایی امارات تحت عنوان UAESA تاسیس شد تا طرح ها و برنامه های استراتژیک این شیخ نشین حوزه خلیج فارس در عرصه فضایی را تدوین، تبیین و اجرا کند. یکی از اهداف این سازمان معرفی امارات به عنوان یک کشور پیشتاز در عرصه علوم و اکتشافات فضایی عنوان شده است.

حدود دو هفته دیگر هم چینی ها و بعد هم آمریکایی ها قرار است فضاپیما هایی را پرتاب و راهی سیاره سرخ نمایند. ماموریت چهارمی که قرار بود به ناوگان مریخ بپیوندد، مریخ نورد روزالیند فرانکلین (Rosalind Franklin) اروپا بود که به علت همه گیری کروناویروس پرتابش تا سال 1401/ 2022 به تعویق افتاد. ایالات متحده، اروپایی ها و چینی ها سابقه روشنی در اکتشافات فضایی دارند. اما هدف شیخ نشین دبی از پرتاب مدارگرد به سوی مریخ چیست؟

کاوشگر هوپ (Hope) به معنی امید یا همان ماموریت مریخی امارات که خود اماراتی ها آن را مسبار الاَمل می خوانند، اولین کاوشگری در امسال خواهد بود که با رسیدن به مدار سیاره مریخ در اواخر سال / اوایل سال 2021 تصویر کاملی از جو این سیاره و لایه های آن ارائه خواهد نمود تا سیاره شناسان با داده های بیشتری به سوال کلیدی نحوه فرار اکسیژن و هیدروژن اتمسفر مریخ به فضا در طول یک سال مریخی (معادل 687 روز زمینی) پاسخ دهند.

بررسی پویایی (دینامیک) جو مریخ و برهم کنش آن با فضای بیرونی و باد های خورشیدی، ارتباط بین آب وهوای امروز و گذشته مریخ، مطالعه فرآیند فرار جو مریخ به فضا در طول میلیارد ها سال با دنبال کردن رفتار و فرار هیدروژن و اکسیژن، چگونگی اتصال لایه های بالایی و پایینی جو مریخ و ارائه تصویری جامع از تغییر جو مریخ در طول روز و سال مریخی از ماموریت های علمی این کاوشگر است. از ترکیب این داده ها با رصد لایه های بیرونی جو، مکانیسم انتقال انرژی و قطرات به سمت بالا و پس از آن فرار قطرات جو از گرانش مریخ آشکار خواهد شد.

گروه مشاوران برنامه اکتشاف مریخ، جمعی از دانشمندان متخصص درباره مریخ از سراسر دنیا هستند و درباره اهداف اصلی و تحقیقات لازم برای افزایش دانش بشر از مریخ هم فکری می نمایند. آن ها در ابتدا چهار هدف اصلی را برای این ماموریت تشریح کردند:

آیا مریخ از حیات پشتیبانی نموده یا می نماید؟

فرایند و تاریخچه تغییرات آب و هوایی مریخ.

منشأ و تکامل مریخ از منظر زمین شناسی.

آماده سازی برای اکتشافات بشر.

هر یک از این چهار هدف کلی به اهداف کوچک تری شکسته می گردد که آن ها نیز هر یک شامل چند زیرمجموعه است. ماموریت مریخی امارات با مطالعه لایه های بالایی و پایینی جو به طور خاص بر هدف دوم تمرکز نموده است.

تصاویر سطح مریخ نشانگر شواهدی از گرم تر و مرطوب تر بودن این سیاره در گذشته است. تغییرات آب و هوایی و از دست دادن جو آن را به سیاره ای خشک و غبارآلود تبدیل نموده است.

مدارگرد هوپ برای اولین بار تغییرات آب و هوایی مریخ را در طول روز، در تمام سیاره و در تمام فصول سال رصد خواهد نمود. بررسی ارتباط بین تغییرات آب و هوا در لایه های زیرین جو و فرار اکسیژن و هیدروژن از لایه های بالایی جو شاید پاسخ این معما باشد که چرا جو ضخیم مریخ که روزگاری می توانست آب مایع را روی سطح خود حفظ کند به جو سرد، نازک و خشکی که امروز می بینیم تبدیل شده است.

اگر پرتاب امروز این کاوشگر با موفقیت انجام گردد و هوپ در ادامه بتواند به مدار سیاره سرخ برسد، قرار است در مدار 20 هزار تا 43 هزار کیلومتر از مرکز مریخ قرار بگیرد و هر 55 ساعت، یک دور کامل دور سیاره سرخ بچرخد.

پرتابگر و مراکز کنترل هوپ

قرار است امروز این کاوشگر از مرکز فضایی تانیگاشیما ژاپن سوار بر راکت H2A202 از خانواده موشک های صنایع سنگین میتسوبیشی H-IIA پرتاب گردد. آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن نیز بر ایمنی پرواز، ایمنی برد و تاسیسات مقر پرتاب نظارت می نماید. پرتابگر شامل مرحله اول، مرحله دوم، محفظه حامل مدارگرد و یک جفت راکت های تقویت نماینده سوخت جامد (SRB-As) است. پیشرانه پرتاب نیز از هیدروژن و اکسیژن مایع استفاده می نماید.

بخش زمینی ماموریت هوپ، ترکیبی از شبکه زمینی و ایستگاه های زمینی آن، سیستم ناوبری، مرکز عملیات، طراحی ماموریت، مرکز داده های علمی و گروه ابزار و امکانات است. شبکه ارتباطی ایستگاه زمینی برعهده شبکه فضای دوردست ناسا (DSN) نهاده شده است و وظیفه برنامه ریزی ارتباطات ایستگاه های زمینی، مخابره دستورات به فضاپیما، دریافت داده های مسافت سنجی از فضاپیما و ضبط داده های رادیومتری را انجام می دهد.

سیستم ناوبری این ماموریت نیز در مرکز هوافضای KinetX واقع در آریزونای آمریکا قرار گرفته است و وظیفه تهیه جدول موقعیت ماهواره در فواصل زمانی معین، معین کردن جهت مداری، اجرای مانور ها و جلوگیری از برخورد را عهده دار شده است.

مرکز عملیات ماموریت و مرکز داده های علمی هم در مرکز فضایی محمدبن راشد قرار دارند. مرکز داده های علمی اطلاعات مخابره شده را دریافت و آن ها را ذخیره می نماید. داده های به دست آمده در اختیار تیم علمی این ماموریت و پس از آن به صورت زمان بندی شده در اختیار جوامع علمی قرار خواهد گرفت.

در جهت سیاره سرخ

سفر ماموریت مریخی امارات امروز سه شنبه 24 تیر 99 در ساعت 20 و 50 دقیقه به وقت دنیای از جزیره تانیگاشیما ژاپن آغاز و با عبور از اقیانوس آرام راهی مریخ خواهد شد. سپس در چند ماه آینده جهت رسیدن به مریخ با اجرای مانور های اصلاح جهت، تصحیح می گردد. در این مدت نیز برای اطمینان از عملکرد درست، تمام ابزار ها روشن می گردد.

هوپ با نزدیک شدن به مریخ پس از هفت ماه و پیمودن 493 میلیون کیلومتر سرعتش را کم می نماید تا بتواند تحت تاثیر گرانش مریخ تغییر جهت داده و آغاز به گردش در مدار کند. اما اگر سرعتش مناسب نباشد و در دام گرانش مریخ نیفتد، سفرش را به اعماق فضا ادامه می دهد. تقریبا نیمی از سوخت فضاپیما در این مرحله برای کاهش سرعت مصرف می گردد و در مدت 30 دقیقه سرعتش از 126 هزار کیلومتر بر ساعت به 14 هزار کیلومتر بر ساعت کاهش می یابد.

از آنجا که سیگنال ها از مریخ 13 تا 20 دقیقه طول می کشد تا به زمین برسد، تیم زمینی هیچ دخالتی نمی تواند داشته باشد و عملیات اتوماتیک پیش می رود. زمانی که مدارگرد در مدار خود قرار بگیرد پشت مریخ خواهد بود و تا زمانی که بیرون نیاید، نمی توانیم از موفقیت پروژه مطمئن شویم. در صورتی که همه چیز طبق برنامه جلو رود مدارگرد با زمین به مدت شش تا هشت ساعت و دوبار در هفته ارتباط برقرار خواهد نمود و انتظار می رود یک ترابایت داده جدید ارسال کند.

هدف ادعایی امارات از طراحی این کاوشگر

فراتر از اهداف علمی این ماموریت، امارات متحده عربی می گوید با انجام این ماموریت فضایی میخواهد از اقتصاد نفت محور به سمت اقصاد متمرکز بر علوم و مهندسی حرکت کند و این پروژه بلندپروازانه انگیزه ای باشد تا هم جوانان عرب به رشته هوافضا علاقه مند شوند و هم تنور احساس غرور فرهنگی مردمش را دوباره روشن کند. رسیدن به مریخ هدف اصلی این ماموریت نیست، بلکه هدف عظیم تر تسریع فرآیند توسعه این کشور در بخش آموزشی و بخش دانشگاهی است. آن ها مدعی هستند به دنبال ساخت این پروژه بوده اند و نه خریدن آن؛ اما در جهت ساخت همواره هم نباید از صفر آغاز کرد. از این رو بوده که با تعدادی از مراکز تحقیقاتی پیشرو دنیا در این زمینه همکاری نموده اند.

3 ابزار علمی کاوشگر هوپ

سه ابزار علمی برای مطالعه جنبه های مختلف جو مریخ طراحی شده اند:

طیف سنج فروسرخ مریخی امارات (EMIRS):

یک طیف سنج فروسرخ حرارتی تداخلی است که با معین کردن شرایط زیرین لایه جو و فرآیندی که باعث گردش سیاره می گردد، تعادل انرژی در آب و هوای فعلی مریخ را به دست می آورد. درک تعادل انرژی در شناسایی منابع و چاه های انرژی و چگونگی اندرکنش جو زیرین با نیروی گرانشی خورشید در طول روز و فصل ها یاری خواهد نمود. ابزار EMIRS با آینه ای دوار که امکان اسکن مریخ را فراهم آورده به شرایط حرارتی جو زیرین، توزیع جغرافیایی گرد و غبار، بخار آب و یخ نگاه خواهد نمود. این طیف سنج با همکاری دانشگاه ایالتی آریزونا در آمریکا ساخته شده است.

تصویرگر اکتشافی امارات (EXI):

دوربینی است چندمنظوره با وضوح بالا برای اندازه گیری غبار و ازن سیاره که ضمن دریافت تصاویر 12 مگاپیکسلی، کالیبراسیون رادیومتری مورد احتیاج برای بررسی های علمی را هم حفظ می نماید. این ابزار با همکاری آزمایشگاه جو و فیزیک فضا دانشگاه کلرادوی آمریکا و مرکز فضایی محمد بن راشد ساخته شده است. در این دوربین از لنز دابل گوس (Double Gauss) استفاده شده تا عکس هایی با وضوح بالا و اعوجاج کم به دست آید. نسبت کانونی کم، امکان دریافت تصاویر ثابت با مدت زمان نوردهی کوتاه را ممکن می نماید. در وضوح کامل سنسور می تواند 180 فریم در ثانیه ثبت و در صورت دلخواه امکان تهیه فیلم 4K را فراهم کند، به علاوه استفاده از فیلتر های مجزا در هر رنگ، تصاویر با وضوح بالاتری نسبت به استفاده از فیلتر رنگی آرایه بایر(RGB Bayer array) به ما می دهد.

طیف سنج فرابنفش مریخی امارات (EMUS):

طیف سنجی در ناحیه فرابنفش دور (FUV) است که این ابزار نیز با همکاری آزمایشگاه جو و فیزیک فضا دانشگاه کلرادوی آمریکا و مرکز فضایی محمدبن راشد ساخته شده است. این ابزار می تواند طول موج فرابنفش گسیل شده از هیدروژن، اکسیژن و منوکسید کربن را رصد و میزان اکسیژن و هیدروژن را به دست آورد.

منابع:

emiratesmarsmission.ae و Scientific American و دیجیاتو

bestcanadatours.com: مجری سفرهای کانادا و آمریکا | مجری مستقیم کانادا و آمریکا، کارگزار سفر به کانادا و آمریکا