پرونده ای برای کنجکاوی – ۶

بامداد روز دوشنبه ۱۶ امرداد ماه اگر همه‌چیز خوب پیشرفته باشد، گران قیمت‌ترین و پیشرفته‌ترین روبات تحقیقاتی ناسا، به نام آزمایشگاه علمی مریخ (MSL) که به نام کنجکاوی (Curiosity) نیز شناخته می‌شود، وارد مدار مریخ می‌شود تا مراحل نفس گیر فرود خود را آغاز کند. ۷ دقیقه ای که به ۷ دقیقه وحشت معروف شده است. مجموعه مطالبی که در زیر عنوان «پرونده‌ای برای کنجکاوی» منتشر می‌شود به مناسبت نزدیک شدن به این رویداد هیجان انگیز است.

——

فیروز نادری برای جامعه علمی و علاقمندان کاوش‌های فضایی چهره نا‌آشنایی نیست. او یکی از مدیران ارشد علمی در JPL ناسا است. JPL یکی از بخش‌های اصلی سازمان ملی هوا فضای ایالات متحده است که وظیفه اصلی‌اش طراحی، اجرا و مدیریت مأموریت‌های روباتیک فضایی است.

فیروز نادری، متولد شهر شیراز است و در حال حاضر مدیریت بخش اکتشافات منظومه شمسی در JPL را بر عهده دارد. این بخش، بر تمام مأموریت‌های روباتیک منظومه شمسی به غیر از مریخ نظارت دارد. او در فاصله سال‌های ۲۰۰۵ تا ۲۰۱۱ در سمت مدیر بخش طراحی راهبردی و فرمول بندی پروژه های این سازمان مشغول به کار بود. اکثر مردم ایران البته زمانی با او آشنا شدند که مسوولیت پیشین خود را بر عهده داشت. در فاصله سال‌های ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۵ فیروز نادری به مدیریت برنامه مریخ رسید. برنامه ای که در همان زمان تاسیس شده بود تا پروژه های اکتشافی مریخ را به ویژه پس از چند شکست قبلی به شکلی متمرکز هدایت کند. در این دوره بود که مأموریت تاریخی دوقلوهای مریخ نورد یا MERs با موفقیت انجام شد. جی پی ال پس از یک فصل شکست دو مریخ نورد به نام‌های اسپریت و اپورچینوتی را دو سوی مریخ روانه کرد تا در مأموریتی ۹۰ روزه نشانه‌هایی از آب در مریخ پیدا کنند. آن‌ها در مدت ۹۰ روز نشانه‌ها را کشف کردند اما تا چندین سال بعد به مأموریت خود ادامه دادند. در این دوره فیروز نادری و همکارانش برنامه کاوش‌های آتی مریخ را برنامه ریزی کردند. برنامه مریخ نورد کنجکاوی ۱۰ سال پیش و در زمان مدیریت او در این برنامه آغاز شد و اینک آخرین گام‌های خود را پیش از فرود بر سطح این سیاره می‌پیماید.

فیروز نادری که پیش از مدیریتش در برنامه مریخ در برنامه سرمنشأ (Origins) ایده های لازم برای جستجوی سیارات فراخورشیدی را توسعه می‌داد بار دیگر از سوی ناسا دعوت شده است تا در کنار فعالیت اصلی خود در مدیریت مأموریت‌های منظومه شمسی، به همراه گروهی از همکارانش به بازبینی چشم انداز برنامه های آینده مریخ نیز بپردازد.

فیروز نادری جوایز متعددی به دلیل فعالیت‌هایش در یافت کرده است که از جمله آن‌ها می‌توان به نشان افتخار ناسا، جایزه ویژه انجمن فضانوردی آمریکا و همچنین مدال جزیره الیس اشاره کرد.

فیروز نادری، در میان همه گرفتاری‌های حرفه ای به طور دایم نیم نگاهی به رخ داد های داخل سرزمین مادری‌اش، ایران دارد و رویدادهای آن را با دقت دنبال می‌کند.

در آستانه فرود مریخ نورد کنجکاوی بر سطح مریخ از او تقاضا کردم به سنت سال‌های قبل درباره این مأموریت و اتفاق‌های روز حوزه کاری‌اش با او گفتگو کنم که با لطف همیشگی‌اش پذیرفت. این گفتگو را در پی می‌خوانید:

تا کمتر از ۱۰ روز دیگر مریخ نورد کنجکاو ناسا، آزمایشگاه علمی مریخ (MSL) قدم بر خاک سیاره سرخ خواهد گذاشت. مأموریتی که از آن به گران‌ترین و پیشرفته‌ترین کاوش روباتی تاریخ اکتشافات مریخ یاد می‌شود و قرار است مراحل فرود بی نظیری را نیز تجربه کند. این برنامه حدود یک دهه پیش و زمانی که شما مسئولیت برنامه مریخ را بر عهده داشتید، آغاز شد. مأموریت مریخ نورد کنجکاوی (Curiosity) در کجای زنجیره مأموریت‌های کاوش مریخ قرار می‌گیرد و داستان این مریخ نورد چیست؟

این پروژه همان طور که شما گفتید سال ۲۰۰۲ میلادی، شروع شد. من تا سال ۲۰۰۵ مدیر پروژه مریخ بودم و بعد از آن آقای دکتر فوک لی (Fuk Li) که معاون من در برنامه مریخ بود، مسوولیت را بر عهده گرفت. استراتژی اصلی دهه قبل ما در زمینه کاوش مریخ این بود که به دنبال آب بگردیم. این هدف گیری به دلیل نقش کلیدی بود که آب در به وجود آوردن و حمایت از حیات ایفا می‌کند. سفینه‌هایی که در این مدت به مریخ فرستاده‌ایم، چه مدار گردها و چه سطح نشین ها و چه مریخ نوردها، نشانه‌هایی پیدا کردند که ثابت می‌کرد، در دوران قدیم در مریخ آب وجود داشته است و گاهی اوقات نیز این آب به طور وسیعی مانند یک دریاچه در سطح جمع می‌شده است. هرچند که نمی‌دانیم برای چه مدتی این اتفاق می‌افتاده است. بخشی از این کشف ما به واسطه پیدا کردن مواد معدنی خاصی بود که تنها در مجاورت با آب می‌توانستند شکل بگیرند. در هر صورت از وجود آب مطمئن شدیم.

شما برای اینکه زندگی، حداقل به شکلی که در زمین می‌شناسیم را در جای دیگری داشته باشید، حداقل به سه عامل نیاز دارید. اولین آن‌ها آب و مورد دوم، مواد معدنی آلی (ارگانیک) است. یعنی مواد مبتنی بر کربن که می‌توانند ساختارهای مولکولی بزرگ‌تر و پیشرفته تر را بسازند. به همین دلیل ما ابزارهایی را به همراه مریخ نورد کنجکاوی به مریخ فرستاده‌ایم که به دنبال این مواد ارگانیک بگردد و بتواند نشانه های آن را پیدا کند. سومین عاملی که حیات احتمالی فعلی– و نه در گذشته – لازم دارد، نوعی انرژی شیمایی است. اگر موجودی الآن وجود داشته باشد، باید بتواند به کمک این انرژی سوخت و ساز خود را انجام دهد. مأموریت اصلی کنجکاوی در این مرحله، جستجوی مواد ارگانیک است.

ما از حدود چهار، پنج سال پیش به کمک مدار‌گرد هایی که در اطراف مریخ داریم به دنبال محل فرود مناسب این مریخ نورد بودیم. فهرستی شامل حدود یک صد نامزد مناسب برای محل فرود تهیه شد. ما بررسی این‌ها را شروع کردیم و در نهایت سال گذشته از بین آن‌ها محل نهایی فرود را انتخاب کردیم. محل نهایی دهانه ای به نام دهانه گیل هست. این دهانه به افتخار یک ستاره شناس آماتور استرالیایی قرن نوزدهم که نامش والتر فردریک گیل بود به این نام خوانده می‌شود. این دهانه حدود ۱۵۰ کیلومتر قطر دارد و حدس می‌زنیم حدود سه و نیم میلیارد سال پیش به وجود آمده باشد و به تدریج در طی میلیاردها سال بعدی، کم کم رسوباتی در آن جمع شده و آن را به شکل لایه لایه پر کرده است. به مرور زمانی بخش‌هایی از حواشی این ساختار رسوبی از بین رفته است و در نهایت در میان این دهانه کوهی به ارتفاع حدود پنج هزار و پانصد متر را شکل داده است که در مقایسه با ارتفاعات سیاره زمین کوه مرتفعی به شمار می‌رود. این کوه را به افتخار رابرت پی. شارپ، دانشمند سیاره شناس کل تک، به نام کوه شارپ نام گذاشته‌اند. ما کنجکاوی را درون این دهانه و در کوهپایه کوه شارپ فرود می‌آوریم. در طول دو سال این مریخ نورد دست به کوهنوردی در این کوه می‌زند و همین طور که از این کوه بالا می‌رود به دلیل ساختار رسوبیِ لایه لایه این کوه، می‌تواند به بررسی شرایط مریخ در دوران‌های تاریخی متفاوت بپردازد.

دلیل اینکه می‌توانیم در اینجای به خصوص فرود آییم، نحوه دقیق‌تر و پیشرفته تر فرود این مریخ نورد نسبت به نمونه های قبلی است. معمولاً زمانی که ما نقطه ای را برای فرود تعیین می‌کنیم دقیقاً نمی‌توانیم در همان نقطه فرود بیاییم. برای فرود یک بیضی به نام بیضی عدم قطعیت رسم می‌شود، ما قصدمان فرود در مرکز این بیضی است اما به دلیل شرایط فرود احتمال می‌دهیم که در هر جای دیگر آن نیز فرو آییم. در سال ۱۹۸۶ و در مأموریت وایکینگ ها این بیضی به قدری بزرگ بود که قرار بود آن بیضی فرود را بر روی محلی که کنجکاوی می‌خواهد فرود بیاید منطبق کنیم، حتی نمی‌توانستیم بگوییم که آیا قطعاً در این دهانه فرود می‌آییم یا نه؟ به تدریج به دلیل افزایش فناوری‌ها و بهبود شرایط فرود، این بیضی در مأموریت‌های بعدی از جمله در رهیاب و دوقلوهای مریخ نورد و ققنوس، کوچک‌تر شد. در مورد کنجکاوی، قطرهای بیضی عدم قطعیت ۷ کیلومتر در ۲۰ کیلومتر است. اگر همه بیضی‌های فرود قبلی‌ها را روی هم منطبق کنیم، می‌بینیم این مورد بسیار کوچک‌تر از قبلی‌ها است. بدین ترتیب ما می‌توانیم در کوهپایه این کوه فرود بیاییم.

نمایی از دهانه گیل و محل فرود مریخ نورد کنجکاوی

فرود کنجکاوی به وقت کالیفرنیا (پاسیفیک) ساعت ۲۲ و ۳۱ دقیقه و ۴۳ ثانیه روز یکشنبه شب ۵ آگوست ۲۰۱۲ خواهد بود که معادل ساعت ۱۰:۰۱ دقیقه صبح روز دوشنبه به وقت مرکزی ایران است. طبق معمول فضا پیما با سرعت بسیار زیاد وارد فضای مریخ می‌شود. این سرعت ۲۱ هزار کیلومتر بر ساعت است. البته وقتی می‌گوییم وارد فضای مریخ می‌شود، عملاً دروازه ای وجود ندارد که این ورود را مشخص کند. طبق تعاریف موجود، شعاعی از مرکز مریخ به بیرون را محدوده مریخ و مرز فضا می‌دانیم. این ارتفاع در حدود ۱۲۵ کیلومتری سطح استاندارد مریخ با فرض اینکه مریخ را کره متقارن و یک دست فرض کنیم تعیین شده است. جرم مریخ نورد در هنگام ورود به این مرز ۳۰۰۰ کیلوگرم است. می‌بینید که ۳۰۰۰ کیلوگرم و سرعت ۲۱ هزار کیلومتر در ساعت انرژی جنبشی عجیب و غریبی را به وجود می‌آورد. کار ما این است که این انرژی جنبشی را به آرامی کاهش دهیم تا محموله بتواند به راحتی روی مریخ بنشیند. این بزرگ‌ترین جرمی است که تا الآن وارد مریخ کرده‌ایم. جرم چیزی که در نهایت فرود می‌آید نزدیک ۱۰۰۰ کیلوگرم است. جرم هر یک از مریخ نوردهای دوقلو، کمتر از ۲۰۰ کیلوگرم بود و می‌بینید که جرم محموله نهایی در این مورد حدود ۵ برابر اسپریت و اپورچینوتی است.

برای فرود، مطابق معمول ابتدا از جو مریخ برای کاهش سرعت استفاده می‌کنیم. برعکس اسپریت و اپورچینوتی، در این مورد ما مرکز ثقل این سفینه ای که وارد می‌شود را کمی از محور تقارن سفینه خارج کرده‌ایم. روشش هم این است که حدود ۱۵۰ کیلوگرم وزنه به همراه سفینه ارسال کرده‌ایم و هفت، هشت دقیقه قبل از ورود به فضای مریخ این ۱۵۰ کیلوگرم را از سفینه جدا و به بیرون پرتاب می‌کنیم. بدین ترتیب مرکز ثقل این سفینه در هنگام ورود از محور تقارن خارج می‌شود. برای درک علت این کار هواپیماها را در نظر بگیرید. می‌دانید دلیل اینکه هواپیما می‌تواند پرواز کند پدیده ای است که در آیرودینامیک به آن لیفت می‌گویند. با این تغییری که ایجاد می‌کنیم به این فضا پیما لیفت می‌دهیم و بنابراین می‌تواند در سرعت‌های بالا به جای اینکه مستقیم فرود بیاید تا حد اندکی حالت پرواز به خود بگیرد.

 ۷ دقیقه یا اگر دقیق‌تر بگویم، ۶ دقیقه و ۵۶ ثانیه طول می‌کشد تا این مریخ نورد مسیرش را از لحظه ورود به فضای مریخ تا فرود نهایی را طی کند. جایی که وارد می‌شود ۱۲۵ کیلومتر بالاتر از سطح مریخ است و این محل فرود نسبت به محلی که قرار است در آن فرود بیاید ۶۴۵ کیلومتر فاصله افقی دارد. ما در ابتدا خیلی با شیب تند وارد می‌شویم یعنی از ۱۲۵ کیلومتر حدود ۱۰۰ کیلومتر نخست را تنها در یک دقیقه و نیم اول (از این ۷ دقیقه) طی می‌کنیم. در این مدت خیلی سریع از جو عبور می‌کنیم و تقریباً به ارتفاع ۲۰ کیلومتری از سطح می‌رسیم. در این مرحله سرعت ما از ۲۱ هزار کیلومتر در ساعت به ۱۵ هزار کیلومتر در ساعت رسیده است و حدود ۵۰ درصد از انرژی جنبشی اولیه را از دست داده‌ایم. به دلیل این کیفیتی که این سفینه دارد و می‌تواند لیفت کند. سه دقیقه و نیم بعد را تقریباً موازی سطح مریخ پرواز می‌کنیم و با شیب بسیار ملایم به سمت پایین حرکت می‌کنیم. در حقیقت در یک دقیقه و نیم اول چیزی حدود ۱۰۰ کیلومتر را طی می‌کنیم و به ارتفاع ۲۰ کیلومتری سطح می‌رسیم و سه دقیقه و نیم بعد از آن به ارتفاع حدود ۱۱ کیلومتر از سطح خواهیم رسید. اگر نمودار این فرود را بکشید می‌بینید که شیب این نمودار در ابتدا بسیار بالا است و سپس تقریباً مسطح می‌شود. در این ۳ دقیقه و نیم ما می‌توانیم در اثر اصطکاک با جو مریخ کماکان سرعت را کم کنیم. در این مرحله سفینه، تقریباً شبیه هواپیمایی است که با زاویه کمی نسبیت به افق حرکت می‌کند. ما در این مدت تقریباً موازی سطح پیش می‌رویم و سرعت را به یک دهم کاهش می‌دهیم (نسبت به آغاز سه دقیقه و نیم). یعنی از ۱۵ هزار کیلومتر در ساعت به ۱۵۰۰ کیلومتر در ساعت می‌رسیم. در این مرحله ما حدود ۳۶ هزار پا بالای سطح هستیم یعنی حدود ۱۱ کیلومتری از سطح فاصله داریم.

مراحل فرود مریخ نورد (بدون در نظر گرفتن شیب فرود) 

برای اینکه مقیاسی در اختیار داشته باشید، در نظر بگیرید که هواپیمایی که مثلاً از نیویورک به لس‌آنجلس می‌رود، اغلب در ارتفاعی معادل ۳۶ تا ۳۸ هزار پا پرواز می‌کند و هواپیمای ۷۴۷ معمولاً سرعتی معادل ۷۵۰ تا ۸۰۰ کیلومتر در ساعت دارد. شما اگر این دو مقایسه را پیدا کنید می‌بینید تقریباً در همان ارتفاع هستید ولی سرعتتان دو برابر این هواپیماهای مسافری است و البته خوشبختانه موقعی که سوار هواپیما هستید، این هواپیما موازی سطح حرکت می‌کند اما مریخ نورد در حال کم کردن ارتفاع است. در این مرحله سرعت آن قدر کم شده است که بتوانیم چتر نجات را باز کنیم. قطر این چتر نجات حدود ۲۱ و نیم متر است که بزرگ‌ترین چتری است که تا کنون استفاده کرده‌ایم و با کمک این سرعت را باز هم کاهش می‌دهیم.

بنابراین تا اینجا ۵ دقیقه از ۷ دقیقه رفته است و ۲ دقیقه دیگر مانده است. از این دو دقیقه یک دقیقه و ۴۵ ثانیه ما روی چتر نجات هستیم. سپر حرارتی که سفینه را محافظت کرده بود رها می‌کنیم و زمانی که به آخرین مایل باقی مانده ارتفاع می‌رسیم، بخشی از داخل این سفینه جدا می‌شود که به آن طبقه کاهش ارتفاع یا descend stage و یا جرثقیل آسمانی می‌گوییم. این بخش در واقع خودش یک سفینه مستقل است که کنجکاوی را در آغوش گرفته است و توسط ۸ تا جت معکوس کننده مرحله بعدی فرود و کاهش سرعت در یک مایل آخر را انجام می‌دهد. در ابتدای این مرحله سرعت حدود ۱۹۰ کیلومتر در ساعت است که معادل ماشین‌های مسابقه است. با این سرعت از چتر نجات رها شده‌ایم و پایین می‌آییم. ارتفاع ما هم در حدود ۱ مایل است.

نمایی از عملکرد جرثقیل آسمانی هنگام فرود آوردن کنجکاوی

این موتورها سرعت را از ۱۹۰ کیلومتر بر ساعت به حدود ۲ کیلومتر بر ساعت به آهستگی کاهش می‌دهد. در این هنگام ما در ارتفاع یک ساختمان ۲۰ متری از سطح مریخ هستیم. اینجا معمولاً هر طبقه ساختمان‌ها ۳ متر تا سه و نیم  است، بنابراین این ارتفاع معادل ارتفاع یک ساختمان ۶ طبقه از سطح مریخ است. در این ارتفاع کنجکاوی به کمک طناب‌هایی از بدنه این سفینه حمل کننده خود، جدا شده و به سمت پایین فرستاده می‌شود. این جرثقیل آسمانی در حقیقت در این مرحله مانند یک هلی‌کوپتر عمل می‌کند و مریخ نورد را با کمک ۳ طناب ۷ متری و ۱ طناب که جریان برق را منتقل می‌کند پایین می‌آورد. در این شرایط کنجکاوی چرخ‌هایش که پیش از این بسته بود، را باز می‌کند و سطح را لمس می‌کند و به محض اینکه معلوم می‌شود که زمین را لمس کرده است طناب‌ها بریده می‌شود و جرثقیل آسمانی به فاصله دورتری پرتاب می‌شود و در عملیات فرود کنجکاوی بر سطح مریخ به پایان می‌رسد.

تمام این مراحلی که اشاره کردید، از ده‌ها مکانیسم مختلف تشکیل شده است. همه این مکانیسم‌ها باید به طور دقیق و از قبل برنامه ریزی شده و در حالی که امکان دخالت انسانی هم وجود ندارد، درست عمل کنند که مأموریت موفق انجام شود. در چنین لحظاتی اضطراب زیادی در اتاق فرمان وجود دارد. به خصوص که این چند روزه خبرهایی مبنی بر مشکل در سیستم تنظیم مسیر اودیسه مریخ مطرح شد که این احتمال را مطرح کرد که سیگنال‌های تایید کننده با تا خیر بیشتری به زمین برسد. شما خودتان در اتاق فرمان بوده ایده حال و هوای آنجا چیست؟

–         ما در کل حدود ۷۷ سیستم دارای چاشنی خودکار در این سفینه داریم. برای مثال زمانی که می‌گوییم سپر حرارتی جدا می‌شود یا وزنه‌ها پرتاب می‌شوند و یا طناب‌ها بریده می‌شوند، برای هر کدام از این‌ها باید یک عملی انجام شود. مثلاً باید پیچ و مهره ای منفجر شود تا چیزی را از چیزی جدا کند یا چیزی مثل یک ساطور آزاد شود که طناب‌ها را قطع کند. هر کدام از این‌ها یک چاشنی اتوماتیک یا پایروتکنیک لازم دارد که ۷۷ تا از این‌ها هست که لازم است به طور دقیق اتفاق بیفتد.

بخش های مختلف سفینه ای که کنجکاوی را با خود به مریخ می برد

اما درباره شب فرود، ما آن شب در خود JPL 1200 میهمان خواهیم که داشت از جاهای مختلفی مثل کنگره آمریکا، هیئت رئیسه ناسا و غیره آنجا هستند. آنچه که شما از تلویزیون می‌بینید، اتاق فرمان گفته می‌شود. اما در واقع ما فرمانی نمی‌توانیم بدهیم چون ۱۴ دقیقه طول می‌کشد که سیگنال از یمین به مریخ برسد و کل مراحل فرود ۷ دقیقه بیشتر طول نمی‌کشد. بیشتر از اینکه ما کاری انجام دهیم داریم به داستان گوش می‌دهیم. در اتاق فرمانی که حتماً در تلویزیون می‌بینید، هر کسی در پشت کامپیوترهایی نشسته و مسوول یک بخشی است. بخش مخابرات، کنترل یا مثلاً بررسی حرارت. در ردیف آخر هم که حدود ده نفر می‌نشینند که عضو پروژه نیستند و در واقع روسای ناسا او شخصیت مهمی که مشارکت داشته‌اند را شامل می‌شود. مثلاً رییس جی پی ال و رییس ناسا و معاون سابق من که الآن مدیر برنامه مریخ است آنجا خواهند نشست. در آن اتاق حدود ۳۵ نفر از ۱۱۰۰ نفر حضور دارند. در اتاق‌های دیگر جی پی ال گروه های مختلفی خواهند بود که هر کدام یک میزبان دارند که کارهای فنی پروژه را توضیح می‌دهد. درست خارج از اتاق کنترل یک اتاق دیگری هست که پنجره‌هایش به اتاق کنترل باز می‌شود. آن شب من میزبان ۳۰ تا ۴۰ نفر از سران ناسا در آنجا خواهم بود.

درباره فرود، همان طور که شما گفتید ما توسط ۲ مدار‌گرد می‌توانیم سیگنال بگیریم یکی MRO است و دیگری اودیسه. MRO، در هنگام فرود دقیقاً بالای سر محل فرود خواهد بود و خیلی سیگنال‌های خوبی خواهد گرفت ولی متأسفانه به دلیل عملکرد MRO، این سیگنال‌ها تا حدود ۱۰ ساعت پس از کنجکاوی به دست ما نمی‌رسد. چون MRO، سیگنال دریافت شده را در خود ذخیره می‌کند و پس از یک مدتی به زمین می‌فرستاد اما اودیسه این‌گونه نیست و به طور همزمان داده ای که به آن منتقل می‌شود را به زمین می‌فرستد. زمانی که ما می‌نشینیم اودیسه زیر افق قرار دارد و به دلیل اشکالی که برایش پیش آمده، در حالت ایمن یا Safe Mode رفته است. اگر آن را درست کنیم (توضیح : ناسا روز ۴ شنبه اعلام کرد موفق شد است مشکل این مدار گرد را حل کند و بدین ترتیب اودیسه در هنگام فرود بالای افق مریخ نورد قرار خواهد داشت، برای اطلاعات بیشتر این پیوند را مطالعه کنید) که بتوانیم موقعیتش در مدار طوری تعیین کنیم که قبلاً بود، در این صورت از حدود ۲ دقیقه پس از آغاز مراحل فرود می‌توانیم با اودیسه صحبت کنیم تا حدود ۴ یا ۵ دقیقه بعد از فرود. اما اگر نتوانیم، کلاً اودیسه را از دست خواهیم داد و اودیسه از ۳ یا ۴ دقیقه بعد از فرود از بالای سر سایت عبور می‌کند اگر این جوری شود تنها سیگنالی که داریم سیگنال‌های ضعیفی است که مستقیم از مریخ بدون رله می‌آید و توسط آنتن ۷۰ متری کانبرا در استرالیا دریافت می‌شود. این اطلاعاتی را به ما می‌دهد. مثلاً ما همین طور که وارد می‌شویم سرعت به طور منظمی کم می‌شود. مثلاً از بررسی اثر دوپلر که در اتاق فرمان هم آن را مشاهده می‌کنید و می‌بینید که مثلاً کاهشش منظم است می‌فهمید که سقوط آزاد نداشته و کنترل شده پایین می‌آید. این سیگنال‌ها را از ابتدای فرود تا دو دقیقه قبل از تماس با سطح داریم بالاخره تکه تکه این اطلاعات را باید کنار هم بچینیم. آن شب تنها اطلاعات مستقیم و اطلاعات اودیسه را خواهیم داشت و اطلاعات MRO آن شب به دست ما نخواهد رسید. ۲ ساعت پس از فرود اودیسه بار دیگر از فراز سر آنجا می‌گذارد و اطلاعات دیگری را می‌فرستاد.

ولی برخلاف اسپریت و آپورچینوتی که همان شب تعداد زیادی عکس منتشر شد در باره کنجکاوی این‌گونه نیست و خیلی عکس‌های کمی منتشر خواهد شد که فقط شامل تصاویر دوربین‌های ناوبری جلو و عقب کنجکاوی خواهد بود که احتمالاً از چرخ‌ها تهیه می‌کند و عکس‌های کم کیفیتی هستند. اما گردن یا دکل مریخ نورد که دوربین قوی روی سرش هست و موقعی که افراشته باشد در حدود ۲ متر از سطح فاصله دارد را تا روز دوم آماده نمی‌کنیم بنابراین آن عکس پانارمایی که بخواهد تهیه کند روز دوم و سوم خواهد بود.

–         اشاره کردید که جمعی از سیاست‌مداران نیز آن شب آنجا هستند. با بسیاری از افراد که صحبت می‌کنم معتقدند با توجه به وضعیت بودجه ای که پیش روی ناسا قرار گرفته و در بسیاری از بخش‌ها با کاهش بودجه مواجه شده است در صورتی که این مأموریت موفقیت بالایی به دست بیاورد این امکان وجود دارد که نظر سیاستمداران در باره تأمین بودجه تغییر کرده و بودجه بیشتری در اختیار این برنامه‌ها قرار دهند. چقدر فکر می‌کنید آینده کاوش‌ها و آینده بودجه تحقیقاتی ناسا به این مأموریت گره خورده باشد؟

–         خیلی. در ناسا بودجه‌ها در بسته های مختلفی تقسیم شده است. بودجه بخشی که من مدیریتش را بر عهده دارم بودجه در سال مالی جاری (که از اکتبر تا اکتبر سال بعد را شامل می‌شود) یک ونیم میلیارد دلار بوده است اما و برای سال مالی که وارد می‌شویم یعنی سال ۲۰۱۳، سیصد میلیون دلار از این بودجه را زده‌اند که حدود ۲۰ درصد بودجه سال قبل می‌شود و این خیلی مقدار زیادی برای کارهای ما است. .همان طور که شما می‌گویید بسیاری از امیدها به این وابسته است که اگر این مریخ نورد، سالم بنشیند، مردم خواهند گفت؛ خوب بعدش چه می‌کنید؟ دولت هم نمی‌تواند بگوید ما کاری به این اندازه موفق انجام داده‌ایم و حالا به عنوان جایزه ۳۰۰ میلیون از بودجه آن‌ها را کم می‌کنیم. ولی برعکسش هم هست. هزینه این پروژه ۵/۲ میلیارد دلار بود و اگر موفق نشود صدمه بسیار بدی به ناسا و به سازمانی که من کار می‌کنم یعنی جی پی ال می‌خورد. به همین دلیل امید زیادی در مرحله اول به فرود و در مرحله بعد به کشفیاتی که انجام می‌دهد وجود دارد.

–         دوقلوهای مریخ نورد اسپریت و اپورچینوتی با وجود اینکه وابسته به صفحات خورشیدی بودند اما مدت مأموریتشان به طور غیر منتظره ای تمدید شد. در این مورد با توجه به اینکه منبع تولید نیرو نیز، یک ژنراتور هسته ای است و وابسته به خورشید نیست این احتمال که مدت مأموریت تمدید شود وجود دارد؟

–         ۱۰۰ درصد. به این خاطر که همان‌طور که گفتید نیروی این توسط ژنراتور اتمی که حدود ۱۰۰ وات نیرو تولید می‌کند تولید می‌شود. می‌دانید که رآکتورهای اتمی مقدار زیادی حرارت از خودشان پس می‌دهند ما این حرارت را به کمک مجاری مشخصی می‌بریم و به جای اینکه از گرم کن مجزایی برای گرم کردن دستگاه های الکترونیک به ویژه در زمستان استفاده کنیم، این حرارت حاصل از عملکرد ژنراتور را به جای اینکه از دست دهیم، در بدنه کنجکاوی می‌چرخانیم تا آن را گرم نگاه داریم. دیگر مثل قبل هم احتیاج نداریم که وابسته به گردبادهایی مریخی باشیم که صفحات خورشیدی را پاک می‌کرد و به آن هم احتیاج نداریم. احتمالاً تنها محدودیت این مریخ نورد به مسئله‌ای مکانیکی بر می‌گردد که مثلاً پس از ۵ سال ۶ سال یا بیشتر قطعه ای مکانیکی بشکند. اما از نظر نیرو مشکلی نخواهیم داشت و همان‌طور که گفتید پس از دو سال تمدیدش می‌کنیم.

–         نکته دیگر در باره مریخ برنامه کاوش‌های آینده مریخ است. آیا برنامه های آینده اکتشافات مریخ و منظومه شمسی به طور کلی مشخص است یا با توجه به وضعیت بودجه باید منتظر بازبینی و اولویت بندی مجدد در آن‌ها باشیم

–         الآن کاری که من می‌کنم به غیر از سمت فعلی‌ام که مدیر کاوش‌های منظومه شمسی است، به غیر از آن ناسا دوباره مرا به همراه یک گروه دیگری برگردانده تا همان کاری که سال ۲۰۰۰ برای برنامه ریزی مریخ انجام دادیم و دهه بعد دقیقاً همه چیز طبق آن پیش رفت، را بار دیگر تکرار کنیم. آن‌ها دوباره از من دعوت کرده‌اند تا به همراه یک گروه دیگر، برنامه ریزی آینده مریخ را برای یک دهه بعد انجام دهیم. برای من البته این در کنار کار اصلیم در مدیریت منظومه شمسی است. اما ناسا و جی پی ال از من خواستند در کنار آن فعلاً دو شغله باشم. به خصوص اینکه تیم مریخ اکنون روی MSL تمرکز دارند و نمی‌توانند برنامه ریزی آینده را انجام دهند. من الآن دو نوع برنامه را برای شما توضیح می‌دهم یکی مربوط به منظومه شمسی و یکی مربوط به مریخ. در باره مریخ برنامه اصلی بعدی ما مأموریت برگرداندن نمونه به زمین است. یعنی می‌خواهیم حدود ۱ کیلو گرم از نمونه های مریخ را به زمین برگردانیم و در آزمایشگاه های زمینی بررسی کنیم و در باره حیات گذشته در مریخ تحقیق کنیم. این کار از یک مأموریت تشکیل نمی‌شود که برود بنشیند، نمونه برداری کند، پرواز کند و به زمین بر گردد. ما این را به دو سه تا مأموریت تقسیم کردیم. به همین دلیل آن را Mars Sample Return Campaign یا کارزار برگرداندن نمونه های مریخی می‌نامیم. منظور از کمپین یا کارزار نیز اشاره به مجموعه ای از مأموریت‌هایی است که در کنار هم برای یک هدف صورت می‌گیرد. ما داریم روی آن کار می‌کنیم. ولی سازمان برنامه و بودجه آمریکا کمی با بودجه این برنامه و زمان اجرای آن مشکل دارد. ما الآن داریم آن‌ها را قانع کنیم که پس از کنجکاوی و دیگر مأموریت‌های قبلی، همه کارهایی که می‌شد در سطح مریخ کرد را انجام داده‌ایم و برای پیشرفت بعدی لازم است که این برنامه اجرا شود. در حال حاضر فرصت بعدی که ما به مریخ برویم ۲۰۱۸ خواهد بود. الآن چون اودیسه و MRO خیلی وقت است که مشغول کار هستند و سنشان بالا رفته ما احتمالاً در سال ۲۰۱۸ با یک مدارگرد آغاز می‌کنیم که جانشین این‌ها خواهد بود و بعد در سال ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۲ دوباره با یک مریخ نورد بر سطح می‌نشینیم. وظیفه این مریخ نورد، این است که نمونه های خیلی خوبی را پیدا و جمع آوری کند و آن‌ها را در یک محفظه ای که شبیه و اندازه یک توپ فوتبال خواهد بود ذخیره کند. بعد از آن یک مأموریت دیگری خواهیم فرستاد که موشکی را به همراه خواهد داشت. این مأموریت، این محفظه توپ مانند را در کلاهکش قرار می‌دهد و از سطح مریخ این محفظه را به مدار مریخ می‌فرستد و مأموریت سوم به مدار مریخ می‌رود و در آنجا با این محفظه ملاقات می‌کند و آن را می‌گیرد و به زمین بر گرداند. این برنامه آینده مریخ است. برنامه آینده که در بخش مدیریت من در منظومه شمسی است، این است که سعی می‌کنیم سفینه ای را به یوروپا بفرستیم. الآن شما اگر به جاهایی که در منظومه شمسی احتمال وجود حیات دارند یکی مریخ است که در آن آب پیدا کردیم البته الآن این آب در سطح وجود ندارد ولی می‌توانیم امیدوار باشیم در گذشته که آب بوده حیات هم وجود داشته است. ضمن اینکه هنوز هم امکانش هست. گاهی می‌بینیم که به نظر می‌آید از جداره دهانه‌ها آب بیرون می‌زند و به همین دلیل زیر سطح ممکن است آب مایع وجود داشته باشد و در آنجا میکرو ارگانیسم‌هایی رشد پیدا کرده باشند. به هر حال محل دیگری که امکان حیات دارد یوروپا قمر مشتری است، یکی دیگر انسلادوس قمر زحل است و شاید نوعی از حیات که فعلاً نمی‌توانیم تصور کنیم در تایتان، قمر دیگر سیاره زحل، وجود داشته باشد چرا که آنجا خیلی از فعل و انفعالاتی که ما روی زمین بر مبنای آب داریم که مثلاً آب در دریاچه‌ها جمع می‌شود و بخار می‌شود و به شکل باران بر می‌گردد و چرخه آبی را تشکیل می‌دهد مشابه این اتفاق را در تایتان با متان داریم. دریاچه های متان داریم و باران‌های متان وجود دارد. این‌ها به هر حال مکان‌هایی هستند که از نظر ما بهترین گزینه برای جستجوی حیات هستند. بهترین این‌ها به نظر یوروپا می‌آید به این دلیل که اقیانوسی که زیر سطحش وجود دارد بسیار وسیع هست و حدس می‌زنیم آب درون یوروپا ۳ برابر آب همه اقیانوس‌های زمین باشد. این آب در زیر یک پوسته یخی که چند کیلومتر ضخامت دارد، ذخیره شده است. ما برای بررسی یوروپا ، یک سفینه طراحی کرده‌ایم که بودجه آن هم ۵/۲ میلیارد دلار است و البته مشکلی که وجود دارد این است که سازمان برنامه و بودجه آمریکا برای اینکه همزمان ۲ پروژه بزرگ مثل یوروپا که بودجه ۵/۲ میلیارد دلاری دارد را به همراه پروژه بزرگی مانند برگرداندن نمونه از مریخ که آن هم چندین میلیارد دلار است را در آن واحد شروع کند، مشکل دارد. ولی ما داریم سعی خود را می‌کنیم.

به دلیل موقعیت قرار گرفتن یوروپا در اطراف مشتری، این قمر تحت تابش‌های بسیار شدیدی است و اگر قرار باشد این مدار گرد را در مدار خود اروپا مستقر کنیم، دستگاه های الکترونیکی آن در حد ۱ ماه دوام می‌آورند و از کار می‌افتادند ما برای حل این مشکل، این مدارگرد را در یک مدار با تناوب ۱۱ روزه دور مشتری می‌گذاریم، بدین ترتیب هر بار که از کنار یوروپا رد می‌شویم ابزارهای مختلف دورسنجی ما فعال می‌شود و در عرض ۱ سال ۳۳ یا ۳۴ مدار به دور مشتری می‌چرخیم و به همین تعداد از کنار یوروپا گذر می‌کنیم در این گذرها اطلاعات لازم را خواهیم گرفت تا بهتر بفهمیم جدار یخ روی اقیانوس چقدر است و فعل و انفعالات شیمیایی را رصد کنیم و ببینیم آیا می‌توانیم همان ۳ عامل لازم برای حیات یعنی مواد ارگانیک، آب و منبع انرژی را در آنجا می‌توانیم پیدا کنیم.

–         یکی از ایده های هیجان انگیز درباره یوروپا همیشه فرستادن نوعی سطح نشین به این قمر است. آیا چنین ایده ای در برنامه ریزی آینده اکتشافات یوروپا مطرح شده است؟

–         ما در تابستان گذشته سه گزینه را در این مورد بررسی کردیم. یکی همین مدار گردی بود که صحبت کردم و اسمش Europa Clipper است. مورد دیگر طرح مدار گردی بود که در مدار یوروپا قرار می‌گرفت که همان‌طور که گفتم، بیش از ۱ ماه نمی‌شد سالم نگاهش داریم و سومی یک سطح نشینی بود که روی سطح یوروپا فرود بیاید. این سطح نشین را می‌شد تنها ۱ هفته زنده نگاه داشت. خرج سطح نشین بیشتر و نزدیک به ۳ میلیارد دلار بود و اغلب دانشمندان می‌گفتند برای اینکه آن یک هفته مفید باشد باید از قبل آن قدر تمرین کرده باشیم و به اندازه کافی یوروپا را از فضا بررسی کرده باشیم تا بدانیم چه ابزاری را ببریم که در آن مدت یک هفته بهترین نتیجه را بگیریم و در نهایت بیشتر دانشمندها رای دادند که گام اول باید مدارگرد باشد.

–         اجازه بدهید در پایان با سو الی از مریخ این گفتگو را پایان دهم. چند سال پیش که با هم صحبت می‌کردیم درباره سفر انسان به مریخ شما معتقد بودید بر خلاف وعده های سیاسی موجود قبل از ۲۰۵۰ امکان سفر انسان به مریخ وجود ندارد. هنوز هم فکر می‌کنید سفر انسان به مریخ در حدود سال ۲۰۵۰ رخ خواهد داد؟

–         گروهی که گفتم، مسوولیت برنامه ریزی آینده مریخ را بر عهده گرفتیم، یکی از وظایفش و در واقع یکی از درخواست‌هایی که ناسا از ما داشت، این بود که محور مأموریت‌های روباتیک و مأموریت‌های سرنشین دار در جایی در آینده با هم تقاطع داشته باشند. پرزیدنت اوباما گفته است ما می‌خواهیم انسان در ۲۰۳۰ به سیستم مریخ برود. ما اول نگاه کردیم که آیا می‌توانیم این محفظه نمونه‌های مریخ را که قبلاً اشاره کردم به شکل روباتی در مدار مریخ بگذاریم و فضانوردان را بفرستیم در مدار مریخ آن را بگیرند و برگردانند. البته دلیل اصلی این است که آن‌ها می‌خواهند تست کنند که فضانوردان را می‌توانیم تا چنین فاصله ای دور بفرستیم وگرنه برگرداندن آن به شکل روباتیک خیلی ارزان‌تر است. این یک کار جنبی است که اگر آنجا رفتند این محفظه را هم برگرداند؛ و در مرحله بعد همان‌طور که گفتم مثلاً ۲۰۴۰ یا ۲۰۵۰ بنشینیم. اما همین الآن به این موضوع هم که نگاه می‌کنیم خیلی مشکل است. از دو نظر یکی اینکه با وجود اینکه دو سوم بودجه ناسا به بخش سرنشین دار اختصاص دارد و تنها یک سومش متعلق به بخش، روباتیک است. اما همین دو سوم بودجه ای که آن‌ها دارند کافی نیست که چنین مأموریتی برای اعزام انسان به مدار مریخ تا ۲۰۳۳ انجام دهند؛ و در ضمن خیلی‌ها معتقدند اصولاً از نظر جسمی اینکه فضا نورد در مدار مریخ باشد خطرناک‌تر از این است که در سطح باشد چون زمانی که در سطح هستید حداقل از نیمی از فضا که زیر پای شما است تابش‌های شدید به بدن شما برخورد نمی‌کنند اما در مدار از همه سو در معرض این تابش‌ها هستید. از طرف دیگر موقعی که در سطح می‌نشینید حداقل یک مقداری گرانش دارید که اگرچه کم و حدود یک سوم گرانش زمین است اما به هر حال وجود دارد در مدار شما با شرایط گرانش صفر مواجه هستید و اصولاً این سفر ۶۰۰ تا ۹۰۰ روزه به مریخ خیلی مشکلات جسمی به همراه دارد برای همین من الآن حتی سفر به مدار مریخ را نیز در این افق نمی‌بینم.

کار دیگری که ما برای گره زدن کارهای روباتیک و سرنشین دار پیشنهاد می‌کنیم، این است که این محفظه ذرات مریخ را احتمالاً به ماه بر می‌گردانیم و در نقطه لیبراسیون زمین – ماه یا همان نقطه لاگرانژی بین زمین و ماه قرار می‌دهیم و فضانوردان از آنجا آن را بردارند. ناسا الآن پول این کار را دارد. می‌دانید که الآن این بخش در حال ساخت دو سفینه شامل یک موشک به نام SLS و یک سفینه سرنشین دار به نام اوریون است که جایگزین شاتل‌ها می‌شود. الآن این بخش بودجه لازم را دارد که این کار را بکند و در اوایل ۲۰۲۰ انسان را به مدار ماه برگرداند. احتمالاً یک ایستگاه دیگری مانند ایستگاه بین‌المللی فضایی در مدار ماه خواهند ساخت. امیدوارند با این سیستم به جای اینکه به ایستگاه مدار زمین بروند بتوانند به این ایستگاه جدید بروند. می‌دانید که ایستگاه فضایی فعلی در حدود ۳۷۰ کیلومتری سطح زمین است آن ایستگاه نزدیک به ۴۰۰ هزار کیلومتری زمین خواهد بود. ما اگر بتوانیم این محفظه را به مدار ماه بر می‌گردانیم و ملاقاتی با فضانوردان در آنجا خواهیم داشت و آن‌ها محفظه را بگیرند و به زمین بیاورند. تا بدین ترتیب سیاست ناسا برای تقاطع دادن راستای مأموریت‌های روباتیک و سرنشین دار هم تحقق پیدا کند

–         ممنون از فرصتی که به من دادید.

—

مطالب قبلی پرونده ای برای کنجکاوی

آیا «کنجکاوی» در مریخ حیات پیدا خواهد کرد؟

– «کنجکاوی» بهانه ای برای تحریک کنجکاوی دیگران

– ۷ دقیقه وجشت را در خانه تجربه کنید

– گفتگو با مهندس دارا صباحی از مهندسان ارشد پروژه مریخ نورد کنجاوی

– گپی کوتاه با یکی از سخنگویان ماموریت کنجکاوی