سفر به سیاره سرخ

در اپیزود هشتم ایستگاه فضایی قرار است با حضور مهدی صارمی‌­فر راجع به مریخ صحبت کنیم و آریا صبوری برای ما خواهد گفت که چرا دوباره کاروانی از مریخ‌­نوردان طی روزهای پیش رو قصد عزیمت به سیارۀ سرخ را دارند. خانم کرمی نیز از رویاپردازی‌­های بزرگ بشر می­‌گوید که سهم زیادی در پیش‌برد فکر ش به ماورای حصار زمین دارند.
از طریق لینک زیر می‌توانید به فایل صوتی این قسمت دسترسی داشته باشید:

کپسول زمان و ناتیلوس

-قرار است این بار کجا بریم آقای میرترابی؟ (آقای میرترابی پشت صفحه کلید نشسته­‌اند و با دکمه‌­ها و عقربه‌­ها سفر بعدی ما را تنطیم می‌­کنند.)

-می­‌خواهیم به نزدیک‌­ترین همسایه سیاره‌­ای خورشید برویم. در مقیاس‌­های کیهانی فاصلۀ بسیار بسیار کوتاهی است اما خواهیم دید که در مقیاس‌­های زمینی و انسانی فاصله‌­ای بسیار بسیار طولانی است.

-ما چقدر از زمین دور شدیم ؟

- «آلفای قنطورس» یک مجموعۀ چهار ستاره‌­ای است که فاصله­‌اش از ما چهار و سه دهم سال نوری است و هر سال نوری، مسافتی که نور در طول یک سال طی می­کند، حدود 9 هزار میلیارد کیلومتر است.

- کسانی که الان از روی زمین این ستاره را می­بینند نور چهار سال پیش را می‌­بینند.

-البته، این ستاره در آسمان ایران دیده نمی­‌شود چون در نیمکره جنوبی است. اگر به نیمکره جنوبی برویم، به‌راحتی با چشم غیر مسلح می‌­توانیم این ستاره را ببینیم. این ستاره معروف به «آلفای قنطورس» است و مجموعه‌­ای از چند ستاره است که نزدیک­ترین‌شان «پروکسیما قنطورس» نامیده می‌­شود. پروکسیما از همین کلمه نزدیک آمده است؛ یعنی آن ستاره‌­ای که از این مجموعه به خورشید نزدیک‌تر است. فاصلۀ این ستاره­‌ها حدود چهار سال و سه ماه نوری است که با یک ضرب ساده حدود 40 هزار میلیارد کیلومتر می­شود.

-ستاره‌­ای که به ما نزدیک­تر است کدامیک از این­هاست؟

-«پروکسیما» به ما نزدیکتر است. ما «آلفای قنطورس» را می­‌بینیم اما آن نزدیک­‌ترین نیست، زیرا «پروکسیما» کم‌­نورتر است و به همین دلیل دیده نمی‌­شود.

-یعنی اگر ما بخواهیم از خورشید به سراغ ستارۀ دیگری برویم، باید به سراغ «پروکسیما قنطورس» برویم. آن هم با این فاصله دور و دراز؟

-این نشان می‌­دهد که عالم چقدر بزرگ است؛ یعنی فاصله نزدیک‌­ترین نقطه یا همسایه به ما 40 هزار میلیارد کیلومتر است و این را می­توانیم با سفرهایی مقایسه کنیم که بشر امروزه با تکنولوژی در دسترسش انجام داده است. ماه دورترین جایی است که بشر خودش رفته است، که حدود 400هزار کیلومتر است، و دورترین جایی که ابزارهای سخت بشر رفته است همین منظومۀ شمسی است.­ ما نتوانستیم از منظومۀ شمسی خیلی دور بشویم که حدود چند ساعت نوری است در حالی که فاصلۀ اینجا با زمین حدود سال نوری است و زمین را نمی­توانیم ببینیم. خورشید هم چون ستارۀ کم­نوری است، در عالم زیاد قابل مشاهده نیست به‌­طوری که با چشم غیر مسلح ما دیده می­شود اما خیلی کم­نور.

-ما الان در نزدیکی «پروکسیما قنطورس» هستیم اما ستارۀ غول­پیکری که می­بینیم چیست؟

-«آلفای قنطورس» است. ستاره­ای که از روی زمین با چشم غیر مسلح دیده می­شود. «پروکسیما» را با چشم غیر مسلح نمی­توانیم ببینیم.

-خورشید هم ستاره‌­ای است که از دوردست‌­ها به صورت نقطه‌­ای دیده می­‌شود.

- زمین که اصلا دیده نمی­شود چون فوق­‌العاده کوچک است. به هرحال، همۀ اینها نشان می­دهد که عالم چقدر بزرگ است و خورشید نسبت به «آلفا قنظورس» چقدر ستارۀ کوچکی است. اصطلاحاً، ما در اخترفیزیک به خورشید «کوتوله» می­گوییم؛ ستاره­ای کم­‌فروغ، کم‌­جرم و کم‌­نور است. البته، برای ما ستارۀ بسیار مهمی است چون انرژی و حیات روی منطومۀ شمسی مدیون نور این ستاره است اما ستاره‌­های دیگری که در سیارۀ ما هستند فوق­العاده پرجرم­تر، پرنورتر و درخشان‌­تر از خورشیدند.

-ستارۀ «پروکسیمای قنطورس» جوان است یا پیر؟ ما به چه ستاره‌­ای نگاه می­کنیم؟

- ستاره‌­ای کاملا معمولی است اما درخشان­تر از خورشید. ستاره­ها هرچه پرجرم‌­تر و درخشان‌­تر باشند، طول عمر کم‌تری دارند. پس با این معیار می‌­شود گفت جوان است.

سفر به مریخ با مهدی صارمی‌فر

-به نظرم جالبتر از «مریخ نورد 2020» امارات متحده عربی است که مسافری را به مریخ می­فرستد و ما می­خواهیم راجع خاورمیانه و همسایۀ خودمان صحبت کنیم. در واقع، راجع به نقش‌­آفرین جدید صحبت می­کنیم.

- سه سال پیش شیخ خلیفه،حاکم ابوظبی، که رییس امارات است گفت ما می­خواهیم به مریخ برویم و برنامۀ اولمان این است که ماهواره بفرستیم. کل این برنامه از مرکز محمد بن راشد بالفضا (جایی که شیخ محمد،حاکم دبی، برای مطالعات فضایی تاسیس کرده است) مدیریت می­شود. چشم‌­انداز کلی آن­ها این است که جایی را در فضا پیدا کنند و اولین دهکدۀ مریخی و اماراتی را بسازند (برنامۀ کلی امارات در آینده)

- اینجا، ما با ماهواره‌­ای طرف هستیم به اسم امید که وزنش تقریبا 5/1 تن است. در حقیقت، «مسبارالامل» یا

هوپ فور مارس، مدارگردی است که در مرکز محمد بن راشد ساخته شده است. البته، شاسی و قطعات ماهواره را اماراتی­ها ساخته‌­اند. آقایی به نام عمران شرف، که مدرک مهندسی برق را از دانشگاه ویرجینیا گرفته و در سئول هم به مدت هفت سال سیاست‌گذاری علم و تکنولوژی کرده است، ماهوارۀ «دبی­ست 1 و 2 » را ساخت. در حقیقت، دستاوردی است که زیرنظر سارا امیری حاصل شد.ایشان هم در حال حاضر وزیر علوم امارات هستند که علاوه بر ساخت کامل ماهواره، سه دستگاه به دانشگاه کلرادو بولدر و دانشگاه آریزونا سفارش دادند، کمی هم از دانشگاه برکلی راهنمایی گرفتند.

این ماهواره در اوایل دورۀ کرونا با آنتونوف به ژاپن منتقل شد و قرار است با موشک H2، ساخت صنایع سنگین میتسوبیشی، از تاناگاشیما در روز 24 تیرماه به فضا پرتاب شود. ماموریت علمی این ماهواره این است که مقدار هیدروژن و اکسیژن موجود در جو مریخ را در گذشتۀ دور (یکی دو میلیارد سال پیش که جو مریخ مملو از این گازها بود) به اصطلاح زیست­‌پذیربودن «Livability» مریخ را در آن دوره اندازه بگیرند و بفهمند که چرا مریخ خاصیت میزبانی حیات را از دست داده است. این ماموریت تقریبا یک سال طول می­کشد. مدارگرد بهمن امسال به مریخ می­رسد و تقریبا در پنجاهمین سالگرد تاسیس کشور امارات در مدار قرار می­گیرد.

-چین، هند، اتحادیۀ اروپا و ایالات متحده هم در صف پیشتازان فضا برای رسیدن به مریخ قرار گرفتند. البته، چین در سال 2011 ماهواره‌­ای را با کمک روسیه به مریخ فرستاد، شکست خورد و قرار است مجدد بفرستد.

-«مریخ‌­نورد مارس 2020» قرار است چه زمانی سفرش را آغاز کند؟

پرسوریرنس به معنای استقامت و پشتکار که قرار است 27 تیر به مریخ برود. سورپرایز بامزه‌­ای همراه خودش دارد که اولین هلیکوپتر مریخی است (هلیکوپتری بسیار کوچک و سبک که قرار نیست ماموریت علمی خاصی را انجام دهد). این هلیکوپتر باید در جو رقیق مریخ پرواز کند و بعدها کم­کم باعث ایجاد همکاری بین ربات­های زمینی و ربات­‌های پرنده شود، زیرا اگر در محیط سنگلاخ مریخ مجموعه‌­ای از این پرنده­ها را داشته باشیم، خیلی راحت می­توانیم کاوش­ها را هدایت و ربات­­های زمینی«در مسیر سنگلاخی هدایت کنیم. این ربات را Ingenuity» (به معنای نبوغ) نامگذاری کرده‌­اند.

- اندازه‌­اش چقدر است؟

- از لحاظ ابعادی خیلی غول­پیکر است، نسبت به «Curiosity» بیست کیلوگرم سنگین­تر است، بازوهای قدرتمندتری دارد، چرخ­­هایش خیلی تقویت شده است و بدنه­‌اش به‌­کلی فرق کرده است، اما مهم‌ترین چیزی که خیلی جذابش می­کند این است که حدود 31 نمونه از خاک مریخ را بسته‌­بندی می­کند، جمع می­کند و در جای خاصی قرار می­دهد تا در ماموریت فضایی بعدی برای اولین بار این مسیر دوطرفه شود؛ یعنی این ماموریت پایه‌ای است برای اینکه بتوانیم نمونه‌­هایی از مریخ را به زمین برگردانیم و آزمایش‌شان کنیم. این مسیر دوطرفه آغاز راه خیلی جذابی است برای آیندۀ بشری که می­خواهد انسان را به مریخ بفرستد و او را سالم برگرداند. بنابراین، این تاریخ از نظر فعالیت­‌های فضایی و امکانات ربات بسیار مهم است. این ربات را الکساندر متر، دانش‌آموز 13ساله، نامگذاری کرده است. او در نامۀ بسیار قشنگی که نوشته استقامت و پشتکار را رمز موفقیت و پیشرفت بشر دانسته است و این واژه که برای نامگذاری این ربات استفاده شده از این نامه انتخاب شده است.

-سالهاست که ماموریت­های فضایی مریخ الهام­‌بخش هستند. شاید کسانی که الان در پروژۀ 2020 مشغول به فعالیت هستند در آن زمان با ماموریت­‌های تازۀ مریخ به این سیاره علاقمند شدند.

- این موضوع تاثیر بسیار خوبی بر روی دانش­آموزان و دانشجویان دارد. اتفاقا هلیکوپتر مریخی Ingenuity را هم دخترخانمی که دانش‌­آموز سال یازدهم است نامگذاری کرد.

سمیه کرمی

مریخ و رویاپردازی بشر و داستان علمی تخیلی

به گفتۀ سمیه کرمی قبل از ورود لشکر کاوشگران و پرتاب سفینه‌­های فضایی به فضا مریخ یکی از سوژه‌­های خیلی مهم برای نویسنده‌­های علمی – تخیلی بوده است. آن زمان تصور می­کردند که مریخ شبیه سطح زمین است. احتمالا، این تصور از آنجا می‌­آمد که مدار مریخ به زمین نزدیک و تقریبا به اندازۀ زمین است پس باید حاصلخیز باشد. طبیعتا، بعد از اینکه معلوم شد مریخ به شکلی که فکر می­کنیم میزبان حیات نیست بازار داغ اینگونه داستانها نیز کساد شد. در دوران اخیر، داستان­ها مدرن شده‌­اند. الان، دنبال این هستیم که چطور روی مریخ کلونی بسازیم.

شعاع شوارتزشیلد و احسان مهرجو

«شعاع شوارتزشیلد» شعاعی است که طبق معادلات متریک برای سیاه­­چاله­‌ها تعیین می­شود. در سال 1916، کارل شوارتزشیلد، ستاره‌­شناس آلمانی، نظریۀ نسبیت انیشتین و معادلات این نظریه را حل کرد. تفسیر پاسخ شوارتزشیلد وجود سیاهچاله‌­ای کروی را اثبات کرد. شوارتزشیلد اثبات کرد که اگر یک ستاره با جرم بسیار زیاد به ناحیه­‌ای بسیار کوچک فشرده و متمرکز شود، میدان گرانشی در سطح این ستاره آنقدر زیاد می‌­شود که حتی نور هم از سطحش فرار نمی‌­کند. سرعت فرار از سطح چنین ستاره‌­ای بیش از سرعت نور می­شود و ما به چنین جسمی «سیاهچاله» می­گوییم.

از نظر تئوریک هر جسم با هر جرمی که داشته باشد می­تواند آن­قدر کوچک شود که به سیاه­چاله تبدیل شود. فقط کافی است آن جسم به شعاعی اندازۀ دو برابر جرم خودش ضربدر ثابت جهانی گرانش تقسیم بر توان دوم سرعت نور برسد. در این حالت، شعاع شوارتزشیلد جسم را در نظر می­گیریم، مثلا شعاع خورشید حدود 700 هزار کیلومتر است و قطر آن حدود یک میلیون و چهارصد هزار کیلومتر. کافی است خورشید به اندازۀ 6 کیلومتر فشرده شود و به شعاع 3 کیلومتری برسد. در این صورت، خورشید به سیاهچاله تبدیل می­شود. برای هر جسم دیگری هم می­شود این شعاع را محاسبه کرد.

سمیه کرمی و مصاحبه با فرازمینی ها

-استانیس لاولن در کتابش به نام «شکست» نظریۀ جالبی دارد. او فرض می­کند که حتما در کائنات به این عظمت موجودات هوشمند دیگری وجود دارند ولی به عقیدۀ او هر موجود هوشمندی در دوران تکاملش ممکن است فقط برای مدت کوتاهی علاقه و حوصلۀ ارتباط برقرارکردن را داشته باشد و بعد از آن کنجکاوی­اش را از دست می­دهد. او این زمان کوتاه را «پنجرۀ تماس» می­نامد و می­گوید کائنات آن­قدر گسترده است، ما آن­قدر از هم دوریم و آن­قدر پیشرفته نیستیم که احتمال رسیدن دو موجود به یکدیگر در زمانی که پنجرۀ تماسشان باز است تقریبا صفر است و کتاب می گوید بالاخره با بیگانگانی ارتباط برقرار میکنیم ولی آنها هیچ علاقه ای ندارند ارتباط بگیرند.

«مریخ‌­نورد مارس 2020» قرار است چه­ کار کند؟

-«مارس هلیکوپتر» با روش خاصی زیر ربات بسته می­شود. بعد از فرود ربات در مریخ (بعد از 7 ماه و سرعتی معادل 27000 کیلومتر بر ساعت) با روش‌­های متنوعی ربات را فرود می‌­آورند. ربات بعد از اینکه از سالم ­بودن سیستمش مطمئن می­شود شروع به حرکت می­‌کند و مریخ‌­نورد را روی زمین را رها می­کند. این هلیکوپتر کم­کم خودش را مثل پازل یا طرح اوریگامی باز می­کند (مثل پروانه‌­ای که بال­‌هایش را باز می­کند) و آمادۀ پرواز می­شود. .

- این ابعاد چه اهمیتی دارد؟

سبک ­بودنش و راحت جاساز کردنش خیلی اهمیت دارد. به­ علاوه، در جو رقیق مریخ باید دو ملخه با قدرت کار کنند تا نیروی لازم برای بلندشدن از روی سطح مریخ را داشته باشد.

-جو مریخ چه فرقی با زمین دارد؟

-در اتاقک­‌هایی شبیه­‌سازی کردند و بارها هلیکوپتر را پرواز دادند. جالب این است که دانشمندان هنوز مطمئن نیستند که بتواند دقیق پرواز کند و یکی از موضوعاتی که هست این است که پرواز در زمین با پرواز در جاهای دیگر به دلیل تفاوت فشار جو بسیار بسیار متفاوت است. البته، از جاذبه و سایر عوامل هم نباید بگذریم و وقتی این هلیکوپتر پرواز کند، ما کم­کم یاد می‌­گیریم از سطح زمین بلند شویم و مریخ را از زوایای دیگری بشناسیم. تقریبا، اگر همۀ خشکی­‌های زمین را جمع کنیم، به اندازۀ مریخ می­شود ولی در مجموع کوچکتر است و از لحاظ فاصله با ستارۀ مادر،خورشید، تقریبا دو برابر فاصلۀ زمین تا خورشید است. با این حساب، تفاوت زیادی با زمین دارد اما چرا همچنان نامزد اصلی کاوشگران فضایی است؟

-مطالعات سیاره­ شناسی نشان دهندۀ این است که در گذشتۀ دور (مثلا: دو – سه میلیارد سال پیش) ممکن است شرایطش شبیه امروز زمین باشد و اگر ما بتوانیم مریخ را خوب بشناسیم، شاید از آیندۀ طولانی ­مدت زمین سر دربیاوریم. ضمن اینکه در منطومۀ شمسی فقط در مریخ می­شود کاوشگری کرد یا حتی، اگر شانس داشته باشیم، آنجا مستعمره بسازیم. سیارۀ زهره خیلی تحت فشار است، عطارد خیلی به خورشید نزدیک است و بقیه هم سیارات گازی هستند پس بین سایر سیارات مریخ بهترین گزینه است و از همه مهمتر اینکه نسبت به بقیه به زمین نزدیک است.

-اقدامات اخیر فضایی در یک ماه جاری به دلیل گشوده ­بودن پنجرۀ فضایی است؟

تقریبا هر دو سال و نیم یک­بار، به دلیل همین موقعیت مداری فضا به گونه‌­ای می­شود که در مدت زمان کمتری (حدود چهار – پنج ماه) به مریخ می­رسیم. موقعیت مریخ نسبت به زمین به گونه­ای است ما می­توانیم به­طور مستقیم و با فاصلۀ زمانی کمی ماموریت را کنترل کنیم.

-پس این پرتاب­ها در این بازۀ زمانی مقرون به صرفه است. پنجرۀ فضایی به معنای سوخت کمتر، انرژی کمتر و سرعت بیشتر است.

-خیلی از کاوشگران کنترل فضایی سعی کردند که این سفرها حدود هفت ماه طول بکشد. (در تایید سخنان مهدی صارمی‌فر) هر دو سال و نیم یک­بار «مقابله» رخ می­دهد. مقابله یعنی زمین و مریخ به نزدیک­ترین فاصلۀ مداری از همدیگر می­رسند. طبعا، در این زمان کنترل و پرتاب ماهواره‌­ها بهتر است.

- مریخ سیارۀ «ترین­ها»ست. بلندترین کوه یا قله­ای که در منطومۀ شمسی می­شناسیم - سه برابر اورست- به نام «الیمپوس»، عمیق­ترین دره‌­ای که می­شناسیم به نام «مارینر»، گردبادهای عجیب، شرایط خاک و آلیاژهایی که شبیه زمین است مریخ را برای ما تبدیل به قصه‌­ای هیجان­‌انگیز می­کند. بنابراین، سعی کردیم در هوای مریخ تنفس کنیم و ابن روزها به عمق مریخ دلبسته‌­ایم به­ خصوص وقتی MRO خبر از کشف سفرۀ آب زیرزمینی در مریخ داد. بنابراین، انسان برای اینکه بتواند به مریخ سفر کند باید آنجا را بشناسد و ربات­ها بهترین سفیران ما هستند.

-ماموریت­های فضایی فقط به همین دو مورد (مدارگرد عربی و سطح­نورد 2020) خلاصه می­شود یا ماموریت­‌های دیگری هم هست؟

-ماموریت چینی هم هست. چینی­‌ها (با استناد به روزنامۀ جوان چین) اعلام کردند که با ماموریت «تیانون» دنبال حیات در مریخ می­‌گردند. اما واقعا باید بروند دنبال گذشتۀ حیات.

-«وایکینگ 1» مریخ‌­نشینی بود که ایالت متحدۀ آمریکا در سال 1975 به سمت مریخ پرتاب شد و در سال 1976 به مریخ رسید و تقریبا می­شود گفت اولین تصایر از سطح سیارۀ سرخ را از طریق وایکینگ­ها دیدیم­ که ماموریت فوق‌­العاده مهمی بود. حالا، این­بار چینی­‌ها دهه‌­ها بعد همان تجربه را به نوعی تکرار می­کنند با این تفاوت که قطعۀ مرکزی «وایکینگ­ها» یک­ سری آزمایش علمی هم انجام می­داد اما قطعۀ مرکزی چینی­ها اطلاعاتش را برای دستگاه مرکزی می­فرستد، دستگاه مرکزی برای مدارگرد ارسال می­کند و در نهایت مدارگرد برای زمین می­فرستد ولی مهندسی کلی و اهدافش خیلی شبیه وایکینگ است که 30 تیرماه (سه روز بعد از Mars 2020 ) نیز پرتاب می‌شود. این پرتابگر هدف اصلی چینی­‌ها و خیلی قوی است به‌­طوری که می­شود گفت بعد از «N1» شوروی قویترین پرتابگری است که در بلوک شرق ساخته شده است. در واقع، ادامۀ همان مسیر و میراث ماموریت شوروی است. در نهایت، سه ماموریت طرف 3 ماه آینده به مقصد مشترک مریخ اجرا خواهد شد.

داستان انسان و مریخ همچنان ادامه دارد و تا اطلاع ثانوی باید از مسافرانی که به مریخ می­فرستیم،سفیران دست‌ساخته بشر، منتطر خبرهای متنوعی باشیم. داستان گام­ نهادن انسان بر سیارۀ سرخ مریخ داستان پر آب چشمی خواهد بود چون ممکن است سفری یک­ طرفه توام با خطرهای زیاد پیش روی انسان باشد.