استقامت مریخی

ورود آن به داخل دهانه ی جزرو به دنبال هجوم خطرناک 7 دقیقه ای از جو نازک سیاره رخ داد. در مدت زمان لازم برای دم کشیدن یک قهوه، یک سپر آیرودینامیکی یا همان چتر نجات، سرعت موشک فضاپیمای ورودی را از 5.4 کیلومتر در ثانیه (12100 مایل در ساعت) در بالای جو مریخ کاهش داد - 150کیلومتر (95 مایل) - به یک برخورد نهایی آرام با چشم انداز یخ­زده...

یک تیم مضطرب از دانشمندان و مهندسان ناسا تأیید موفقیت فرود را از طریق مجموعه ای از پیوندهای ارتباطی دریافت کردند. این به این دلیل است که مریخ نورد در زمانی که محل فرود در دید مستقیم زمین نبود، سطح مریخ را لمس کرد. بنابراین ابتدا سیگنالی را با فرکانس های فوق العاده بالا به گیرنده ای در مدارگرد شناسایی مریخ ناسا (MRO) ارسال کرد. سپس MRO تأییدیه را به یک ایستگاه رادیویی عظیم در شبکه فضایی ناسا واقع در غرب مادرید اسپانیا ارسال کرد، که آن را به مرکز کنترل ماموریت در آزمایشگاه پیشرانه جت در پاسادنا کالیفرنیا منتقل می­کرد.

از آنجا که مریخ 205 میلیون کیلومتر (127 میلیون مایل) فاصله دارد، فضاپیما مجبور بود کل ورود، نزول و دنباله فرود را به صورت مستقل و بدون کمک تیم پروژه به زمین انجام دهد.

استقامت به فن آوری های جدید مجهز بود (یک ماشه برد که باز شدن چتر و ناوبری را به موقع انجام می دهد و زمین زیر را با تصاویر ذخیره شده مطابقت می دهد) تا فضاپیما را در حالی که از جو عبور می کند به سمت هدف هدایت کند.

یک مأموریت بلند پروازانه مریخ

استقامت در تاریخ 30 ژوئیه گذشته و در راس یک موشک قدرتمند United Space Alliance Atlas V به فضا پرتاب شد و برای رسیدن به مریخ 471 میلیون کیلومتر (293 میلیون مایل) فضای بین سیاره ای را طی کرد.

ورود آن و چالش برانگیزترین تلاش ناسا، مریخ نورد را در داخل "جزرو" قرار داد که طول آن فقط 7.7 کیلومتر است (کمتر از یک سوم اندازه مریخ نورد کنجکاوی، که در آگوست 2012 فرود آمده بود) .

این دقت دقیق تا حدی برای اطمینان از فرود آمدن استقامت در داخل جزرو که عرض آن 45 کیلومتر (23 مایل) است ضروری بود. این دهانه باستانی که در 18 درجه شمالی، 77 درجه شرقی واقع شده است، در مرز Syrtis Major Planum در غرب آن و Isidis Planitia ، یک حوضه برخورد عظیم، در شرق آن قرار دارد.

دانشمندان مأموریت می خواستند که مریخ نورد روی یک آوار ناهموار که رودخانه ای لبه غربی آن را شکسته و در کف دهانه رسوب کرده بود، فرود آید. در واقع، جزرو به صربی و کرواتی به معنی "دریاچه" است. MRO از وجود مواد معدنی رسی در دهانه و اطراف دهانه که باید در حضور آب تشکیل شده باشد، نقشه برداری کرده است.

همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است، این فضاپیما در چند کیلومتری جنوب شرقی دلتای غنی از رسوبات فرود آمد و در یک نقطه نسبتاً مسطح و بدون سنگ قرار گرفت.

آل چن، رهبر تیم ورود و فرود ماموریت گفت: "ما در یک پارکینگ فرود آمدیم."

دانشمندان امیدوارند که رسوبات قدیمی در کف جزرو هنوز مولکول های آلی را حفظ کرده باشد و به آنها کمک کند دریابند که مریخ زمانی محل سکونت بوده است یا خیر. آنها همچنین در تجزیه و تحلیل مواد معدنی رس یا کربناتی که مریخ نورد با آن روبرو می شود، به دنبال سرنخ می گردند.

استقامت عظیم ترین و پیچیده ترین فضاپیمایی است که تاکنون به سطح مریخ رسیده است. این مریخ نورد هم اندازه اتومبیل دارای جرمی کمی بیش از 1 تن (2260 پوند) است. طول آن حدود 3 متر (10 فوت) است و 2.2 متر (7 فوت) ارتفاع دارد. و در اطراف آن 23 دوربین برای پیمایش، جلوگیری از خطر، بازرسی سطح و البته عکس های سلفی پراکنده شده است.

هفت ابزار rover در جدول زیر ذکر شده است:

برخی از ابزارهای این تحقیق، تجهیزات استاندارد موجود در مریخ نورد های اخیر بوده است، اما شرلوک یک ابزار مهم اضافه شده است که به طور خاص برای شناسایی مولکول های آلی طراحی شده است.

جدا از مجموعه ابزارهای پیچیده مریخ نورد، دو نقش اضافی به عهده دارد که مطمئناً عناوین اصلی را به خود جلب می کند.

یکی این که مریخ نورد نمونه های سطحی را جمع آوری کرده، آنها را در لوله های مخصوص طراحی شده به اندازه انگشت اشاره مهر و موم می کند و سپس لوله ها را در یک مکان ذخیره می کند تا بتواند توسط فضاپیماهای آینده بازیابی و به زمین برگردانده شود.

دومین نوآوری هلیکوپتر Ingenuity Mars است. وزن آن فقط 1.8 کیلوگرم (4 پوند) است که برای پرواز کنترل شده با قدرت در جو نازک مریخ طراحی شده است. این هلیکوپتر(نبوغ) دوربینی را حمل می کند و هیچ ابزار دیگری ندارد، زیرا هدف آن صرفاً پرواز موفقیت آمیز است.

در حال حاضر ، تیم مهندسی با دقت پرسورنس را بررسی خواهند کرد تا از عملکرد صحیح همه سیستم ها اطمینان حاصل کنند. انتظار می رود در روزهای آینده چند پانوراما از محیط مریخ نورد را ببینید. اما عملیات واقعی تقریباً تا سه ماه دیگر آغاز نخواهد شد.

مأموریت ناسا در مریخ 2020 فقط چند روز پس از ورود مدارگرد امید امارات متحده عربی و تیانوان 1 چین به سیاره سرخ آغاز شده است.

این است زمان شگفت انگیز برای اکتشاف مریخ!

صداهای مریخ

مریخ نورد استقامت( (Perseveranceناسا برای اولین بار گوشهای خود را روی سیاره سرخ قرار می دهد

ما در شرف تجربه مریخ به روشی کاملاً جدید هستیم.

مریخ نورد پرسورنس به دو میکروفون مجهز است. مریخ نوردان گذشته مریخ را به سبک رباتیک دیده اند، لمس کرده، مزه و بو کرده اند، اما هنوز هیچ کدام صوتی واقعی از سیاره سرخ ضبط نکرده اند.

نینا لانزا، سرپرست تیم آزمایشگاه فضایی و سیاره ای در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس در وزارت انرژی ایالات متحده در نیومکزیکو ، به سایت اسپیس(Space.com ) گفت: "این مریخ را به مکانی واقعی برای ما تبدیل خواهد کرد."

مریخ نورد پرسورنس، قطب اصلی مأموریت 2.7 میلیارد دلاری مریخ 2020 ، اولین ربات ناسا نیست که تجهیزات صوتی را به سیاره سرخ منتقل می کند.

فضاپیمای مارس پولار Mars Polar Lander از میکروفون استفاده می کرد اما هیچ یک از میکروفون ها داده ای را نفرستاد چراکه در حین فرود در دسامبر 1999 سقوط کرد و دوربین آن هرگز روشن نشد . این مریخ پیما در ماه مه 2008 به سلامت به زمین نشست و در طی ماموریت موفقیت آمیز خود یخ مدفون را یافت.

میکروفون Mars 2020 EDL ابزاری ست که توسط شرکت دانمارکی DPA Microphones ساخته شده است.

دیو گرول ، مهندس ارشد دوربین فرعی EDL و زیر سیستم میکروفون که در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در جنوب کالیفرنیا مستقر است و برای آماده سازی میکروفون EDL برای پرواز، گرول و تیمش نیازی به کارهای زیادی نداشتند. آنها فقط یک پایه بر روی بدنه ساختند و یک صفحه نمایش نصب کرده اند تا گرد و غبار مریخ را از دیافراگم میکروفون، غشایی که در پاسخ به امواج صوتی مرتعش می شود، دور نگه دارد.گرول گفت : دمای بسیار سرد احتمالاً دیر یا زود یکی از اجزای آن را می شکند.

SuperCam

حتی اگر میکروفون EDL اندکی پس از فرود آمدن از کار بیفتد، مریخ نورد همچنان دارای یک میکروفون است که می تواند صداهای سطح مریخ را ضبط کند - آن چیزی که در مجموعه ابزار SuperCam آن تعبیه شده و روی دکل شبیه ربات قرار دارد.

SuperCam برای مطالعه سنگ و خاک از فاصله دور استفاده خواهد شد. بخشی از این کار شامل شلیک لیزر به اهدافی با فاصله حداکثر 20 فوت (6.5 متر) و ایجاد ابر کوچکی از سنگ بخار است که شیمی آن توسط دوربین ها و طیف سنج های SuperCam قابل بازجویی است.

میکروفن SuperCam صدای این سنگ شکن را ضبط می کند. این صدا از یک موج شوکی ناشی از گرما و لرزش تبخیر سنگ حاصل می شود. هر ضربه محکم و ناگهانی اطلاعات مفید زیادی را در اختیارتان قرار می دهد، جزئیات اصلی مربوط به سنگ های فشرده شده، مانند سختی آنها را نشان می دهد.

به عنوان مثال ، تغییرات ظریف در صدا احتمالاً به تیم SuperCam اجازه می دهد تا تعیین کند که آیا سنگ دارای پوشش و روکش است یا خیر. پوشش ها برای تیم مارس 2020 بسیار مورد توجه است. این ویژگی­های ظریف تاریخ تعامل سنگ با محیط آن را ثبت می کند و اغلب با قرار گرفتن در معرض آب مایع در گذشته مرتبط است. علاوه بر این، در اینجا روی زمین ، روکش­های سنگی زیستگاه های خوبی را برای میکروب ها فراهم می کند و آنها را از محیط خارجی محافظت می­کند و در عین حال به آنها امکان دسترسی به منابع را می دهد.

لانزا گفت: "بنابراین، تلاش برای یافتن یک پوشش سنگی در مریخ واقعاً مهم است، زیرا به شما می گوید ، اول از همه، احتمالاً سابقه تعامل آب با آن سطح وجود دارد و اینکه اینجا مکان دیگری برای شروع جستجوی اثرات شیمیایی زندگی است."

صدای ضبط شده توسط میکروفون SuperCam همچنین به دانشمندان کمک می کند تا در مورد جو رقیق و غالب دی اکسید کربن مریخ اطلاعات بیشتری کسب کنند، داده هایی را فراهم می کند که تلاش های مدل سازی را آگاه و بهبود می بخشد.

همچنین میکروفون SuperCam به تیم پرسورنس فرصت های زیادی برای گرفتن صدای باد مریخ، ترد شدن چرخ های مریخ نورد در برابر خاک قرمز و صداهای دیگر می دهد.

مقامات ناسا گفته اند که هم میکروفن SuperCam و هم میکروفون EDL می توانند صوتی از چرخش ها و عملکردهای داخلی پرسورنس را ضبط کنند که این می تواند به تیم ماموریت کمک کند تا سلامت ابزارها و اجزای مختلف را ارزیابی کند.

حتی ممکن است این دو میکروفن صداهای تولید شده توسط هلی کوپتر مریخ را ضبط کنند.

چه کسی می داند که یک تندباد هنگام عبور از کنار مریخ نورد چه صدایی داشته باشد؟

"چه کسی می داند چه چیزی را می خواهیم یاد بگیریم؟

این ناشناخته بودن است که هیجان بیشتری را به کل ماجرا می­دهد.

تحقیقات نشان می دهد که مریخ نوردان از صاعقه در امان هستند

اگر آزمایش های انجام شده در بطری های کوچک در آزمایشگاه دانشگاه اورگان دقیق باشد، اصطکاک برخورد ذرات گرد و غبار مریخ بعید است طوفان های الکتریکی بزرگی ایجاد کند یا وسایل نقلیه اکتشافی یا در نهایت بازدید کنندگان انسانی را تهدید کند.

به مدت 50 سال از زمان مشاهده ناوگان ويكينگ و مدارگردهاي بعدي، گل و ماسه، بستر باد و تندبادهای گرد و غبار را در مريخ تشخيص داده اند. دانشمندان نگران احتمال وجود طوفان هاي بزرگ رعد و برق بوده­اند و اينكه آيا الكتريسيته ساكن توليد شده توسط ذرات سنگ بازالت عمدتاً سياره مي تواند به وسايل نقليه آسيب برساند.

در مجله Icarus ، یک تیم گزارش داده است که اصطکاک ناشی از تماس ذرات گرد و غبار با یکدیگر ممکن است در واقع تخلیه الکتریکی در سطح و جو سیاره ایجاد کند، اما جرقه های ناشی از آن احتمالاً اندک است.

جوشوا مندز هارپر ، مهندس تحقیق در مرکز آتشفشان شناسی اورگان در دپارتمان علوم زمین گفت: "آزمایشات ما و سایر افراد قبل از ما نشان می دهد که در مریخ به راحتی می توان هنگام گرد و غبار جرقه ایجاد کرد. با این حال ، ممکن است حتی در طوفان های بزرگ گرد و غبار، تخلیه های بسیار زیاد یا رعد و برق معمولی بعید باشد زیرا جو مریخ در ذخیره بار ضعیف است."

چنین فرآیندهای اصطکاکی به روش های بسیار ساده تری مانند چسباندن بادکنک به پنجره پس از مالیدن آن به موهای انسان روی زمین تجربه می شود.

مندز هارپر گفت: تخلیه تندباد ها ممکن است به قدری کم باشند که فقط با استفاده از امواج رادیویی که در محدوده نزدیک ساطع می کنند، تشخیص داده شوند.

دوفک مدیر مرکز آتشفشان شناسی اورگان گفت: "کمی كردن رفتار شارژ و تخلیه، در انتقال گرد و غبار در جو تاثیر دارد و مدتهاست در رابطه با تعدیل واکنش­های شیمیایی از جمله سنتز ترکیبات آلی مورد مطالعه قرار گرفته است."

دوفک گفت: انرژی کم تخلیه در مریخ، همانطور که توسط آزمایش های جدید نشان داده شده است، به این معنی است که این اثرات بعید است بر عملیات مکانیکی تأثیر بگذارد.

با این وجود، به نظر می رسد دهانه" جزرو" مرتباً در پاییز و زمستان طوفان های گرد و غبار را تجربه می کند واین ممکن است فرصت هایی برای مشاهدات ابتدایی پدیده های الکترواستاتیک توسط مریخ نورد تازه مستقر شده فراهم کند.

یکی از اهداف این ماموریت ارزیابی شرایط محیطی گذشته است. شواهد مربوط به جو قابل توجه تر در گذشته بر محیط الکتریکی سیاره و چگونگی تغییر آن در گذر زمان تأثیر دارد.

دوفک گفت: "نتیجه مهم این مطالعه این است که مریخ ممکن است مکانی فعال از نظر الکتریکی باشد، اگرچه از جهاتی کاملاً متفاوت از زمین است. این واقعیت که گرد و غبار مریخ به آسانی تا حد تخلیه شارژ می شود حتی زمانی که دانه ها به سایر سطوح نمی مالند ، نشان می دهد که مهاجران آینده ممکن است جهانی را پیدا کنند که توسط الکتریسیته ساکن تغییر یافته است.

منابع:

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/perseverance-arrives-on-mars

https://www.space.com/perseverance-mars-rover-microphone-martian-sounds

https://phys.org/news/2021-02-mars-verse-safe-lightning.html