سازمان فضایی آمریکا چه برنامه‌هایی در سر دارد؟

به گزارش مجله خبری نگار، ناسا در سال ۲۰۲۱ کار‌های مهمی انجام داد، اما مهمترین ماموریتی که این سازمان با موفقیت انجام داد و با این کار گامی عظیم در جهت کاوش هستی برداشت، پرتاب تلسکوپ فضایی جیمزوب بود. ۲۵ دسامبر ۲۰۲۱ ناسا تلسکوپ فضایی "جیمز وب" را سوار بر موشک آریان ۵ به فضا پرتاب کرد تا نسل جدیدی از مطالعات فضایی را رقم بزند. حال باید دید دیگر برنامه‌های ناسا برای سال ۲۰۲۲ چگونه پیش خواهند رفت. در ادامه به معرفی ۱۰ برنامه که این سازمان یا آن‌ها را در سال گذشته پرتاب کرده و یا قصد پرتاب آن‌ها در سال میلادی جاری یا سال‌های آینده دارد، پرداخته‌ایم.

۱. تلسکوپ فضایی جیمزوب

تلسکوپ فضایی جیمزوب در روز چهارم دی ماه ۱۴۰۰ (۲۵ دسامبر ۲۰۲۱) به فضا پرتاب شد تا کیهان را در نور فروسرخ کاوش کند و انسان را به نخستین سال‌های تشکیل جهان ببرد. این تلسکوپ پس از گذشت یک ماه به مقصد خود در نقطه لاگرانژ ۲ رسید. لاگرانژ ۲ مکانی ایده‌آل برای یک تلسکوپ مادون قرمز است. در نقطه لاگرانژ ۲، خورشید و زمین همیشه در یک طرف فضا قرار دارند و بنابراین "جیمز وب" می‌تواند تجهیزات نوری و ابزار خود را همیشه پشت به خورشید و در سایه نگه دارد. این نقطه در مدار خورشید و در فاصله ۱.۵ میلیون کیلومتری از زمین قرار دارد. وب" هنوز در حال آماده‌سازی تجهیزات خود است و انتظار می‌رود این تلسکوپ ۱۰ میلیارد دلاری اولین تصاویر را در تابستان سال جاری میلادی ثبت و ارسال کند.

۲. ماموریت سایکی

ناسا قصد دارد در ماه اوت سال ۲۰۲۲ فضاپیمایی موسوم به "سایکی" (Psyche) را برای کاوش سیارکی منحصربفرد به فضا بفرستد. فضاپیمای سایکی ناسا که قرار است در ماه اوت سال ۲۰۲۲ پرتاب شود و در سال ۲۰۲۶ به کمربند سیارک‌ها برسد، به دور دنیایی خواهد چرخید که به سختی از زمین قابل بررسی است و هرگز از آن بازدید نشده است. هدف ماموریت سایکی ناسا یک سیارک غنی از فلز به نام سایکی (Psyche) است که در کمربند اصلی بین سیاره مریخ و مشتری قرار دارد و یک دنیای ناشناخته در فضای بیرونی است. از دید تلسکوپ‌های زمینی و فضایی، این سیارک به صورت یک لکه تیره به نظر می‌رسد. آنچه دانشمندان توانسته‌اند درباره آن از داده‌های رادار بیاموزند این است که شکل آن تا حدودی شبیه سیب‌زمینی است و در جهت محیط پیرامون می‌چرخد. به نظر می‌رسد سایکی دارای سطحی ناهموار و پهن (۱۷۳ مایل یا ۲۸۰ کیلومتر، در عریض‌ترین حالت) از بالا به پایین باشد که جرم آن در همه جا یکسان نیست. برای مثال برخی از بخش‌های آن ممکن است جرم کمتری داشته باشند و برخی ممکن است فشرده‌تر و پرجرم‌تر باشند. بخش‌هایی از سایکی که جرم بیشتری دارند، گرانش بیشتری خواهند داشت و فشار قوی‌تری بر فضاپیما اعمال خواهند کرد.

۳. ماموریت دارت

۲۴ نوامبر سال ۲۰۲۱ ماموریت "دارت" ناسا با هدف نجات زمین در برابر سیارک‌های خطرناک، سوار بر موشک فالکون ۹ شرکت اسپیس‌ایکس از پایگاه فضایی وندنبرگ در کالیفرنیا به فضا پرتاب شد. هدف فضاپیمای "دارت" برخورد با سیارک "دیمورفوس" (Dimorphos) است. این سیارک کمی بزرگ‌تر از هرم بزرگ جیزه بوده و به دور سیارک بزرگ‌تری به نام "دیدیموس" (Didymos) در گردش است. این دو سیارک تنها ۱.۲ کیلومتر از یکدیگر فاصله دارند. فضاپیمای "دارت" ناسا در آزمایشگاه فیزیک کاربردی جان هاپکینز در مریلند مونتاژ و آزمایش شد و به گفته‌ی محققان این فضاپیما از درون به بیرون ساخته شده و ابتدا تجهیزات داخلی و سپس خارجی آن ساخته شده است. این برنامه به طور کلی ۳۳۰ میلیون دلار برای ناسا هزینه داشت که برای کاوشگری که مدار زمین را ترک می‌کند مبلغ زیادی نیست.

انتظار می‌رود "دارت" اواخر ماه سپتامبر تا اوایل ماه اکتبر سال ۲۰۲۲ به دیمورفوس برخورد کند. در آن زمان این سیارک در نزدیک‌ترین حالت خود به زمین و در فاصله‌ی ۱۱ میلیون کیلومتری قرار دارد. لازم به ذکر است که این سیارک‌ها تهدیدی برای زمین به شمار نمی‌روند و این ماموریت تنها یک آزمایش است و در حال حاضر هیچ سیارکی زمین را تهدید نمی‌کند.

"دارت" با سرعت ۲۴ هزار کیلومتر بر ساعت به دیمورفوس برخورد خواهد کرد و دهانه‌ای بر سطح این سیارک ایجاد می‌کند. اصابت یک فضاپیما به یک سیارک شاید ساده به نظر برسد، اما به گفته‌ی ناسا برای رسیدن به هدف مورد نظر همه‌چیز از زاویه برخورد تا سرعت باید به دقت محاسبه و مهندسی شود. اگر سرعت فضاپیما بیش از اندازه باشد، امکان نابودی سیارک وجود دارد.

"دارت" با نیروی خورشیدی کار می‌کند و علاوه بر ۱۲ پیشرانه کوچک خود به آزمایش پیشرانه یونی "NEXT-C" ناسا می‌پردازد. این فضاپیما مجهز به یک دوربین به نام دوربین شناسایی دیدیموس و سیارک برای ناوبری نوری (DRACO) است که داده‌ها را به سیستمی از الگوریتم‌ها به نام "SMART Nav" ارسال می‌کند تا بدین وسیله فضاپیما به طور خودکار هدایت شود. "دارت" در این سفر تنها نیست و یک "تاسواره" (ماهواره کوچک) آن را همراهی می‌کند. این ماهواره تقریبا اندازه‌ای مشابه یک جعبه کفش دارد و توسط آژانس فضایی ایتالیا ساخته شده است. این تاسواره که "LICIACube" نام گرفته است، نقش مهمی در ماموریت "دارت" ایفا می‌کند. این تاسواره ۱۰ روز مانده به برخورد از "دارت" جدا می‌شود و وارد مسیر مخصوص خود می‌شود. این ماهواره کوچک تنها سه دقیقه پس از برخورد از کنار سیارک دیمورفوس عبور خواهد کرد و با دو دوربین خود تصاویری به زمین می‌فرستد.DRACO یا دوربین شناسایی دیدیموس و سیارک برای ناوبری نوری به عنوان تنها ابزار دارت، تصاویری از دیدیموس و سیارک ماهک آن دیمورفوس ثبت خواهد کرد.

۴. ماموریت ۳ گانه برای کاوش زهره

ناسا و آژانس فضایی اروپا قرار است در آینده‌ای نه چندان دور سه ماموریت به سیاره زهره بفرستند. در ادامه به توضیح مختصر برنامه هر دو آژانس فضایی پرداخته‌ایم.

برنامه ناسا

این ماموریت‌ها که بخشی از "برنامه دیسکاوری" ناسا است، هدف آن درک شرایط جوی سیاره زهره است و اینکه چگونه این سیاره که دارای بسیاری از ویژگی‌های سیاره زمین است تا این حد گرم شده است. سال ۲۰۱۹ ناسا اعلام کرد به عنوان بخشی از "برنامه دیسکاوری" (Discovery Program)، چهار ماموریت که دانشمندان در حال کار بر روی آن هستند را انتخاب کرده است و قصد دارد تا سال آینده یک الی دو مورد از چهار ماموریت مذکور را به عنوان ماموریت رسمی انتخاب کند که حال آن دو ماموریت انتخاب شده است. ناسا تقریبا ۵۰۰ میلیون دلار برای توسعه هر ماموریت اعطا می‌کند. انتظار می‌رود که هر یک از این دو ماموریت در بازه زمانی ۲۰۲۸ تا ۲۰۳۰ پرتاب شوند.

یکی از این دو ماموریت "داوینچی (DAVINCI) نام دارد که مخفف عبارت "تحقیق درباره گاز‌های نجیب اتمسفر عمیق، شیمی و تصویربرداری سیاره زهره" است. هدف اصلی آن‌ها تجزیه و تحلیل فضای آشفته و سمی زهره است.

ماموریت دیگر نیز "وریتاس" (VERITAS) نام دارد که مخفف عبارت "قابلیت انتشار زهره، علوم رادیویی، تداخل‌سنجی رادار دهانه ترکیبی، توپوگرافی و طیف سنجی" است. قابلیت انتشار یا گسیلندگی یک ماده به قابلیت انتشار تشعشع توسط سطح آن جسم گفته می‌شود. این قابلیت انتشار تشعشعی یک خاصیت از ماده است که بیان کننده نسبت انرژی تشعشع شده توسط ماده مورد نظر به انرژی تشعشع شده توسط یک جسم سیاه در همان درجه حرارت است.

برنامه آژانس فضایی اروپا

آژانس فضایی اروپا قصد دارد بین سال‌های ۲۰۳۱ و ۲۰۳۳، مدارگرد جدیدی را به سیاره زهره پرتاب کند. آژانس فضایی اروپا قرار است مدارگرد خود موسوم به "EnVision" را به این سیاره بفرستد تا دلیل تفاوت آن با زمین را مورد بررسی قرار دهد. ماموریت اصلی آن، این است که بفهمد فرآیند‌های درون سیاره زهره مانند آتش‌فشان‌خیزی و تخلیه گرمای داخل آن چگونه به مرور بر جو اثر گذاشته‌اند.

مدارگرد EnVision، سه ابزار اصلی علمی به همراه خواهد داشت؛ یک ژرفاسنج رادار برای بررسی ساختار زیرزمینی سیاره، یک مجموعه طیف‌سنج برای بررسی ترکیب شیمیایی سطح و جو زهره و یک سیستم رادار اضافه برای نقشه‌برداری از سطح سیاره. سیستم رادار نهایی توسط ناسا فراهم خواهد شد تا بخشی از همکاری این دو آژانس فضایی باشد.

پرتاب EnVision قرار است بین سال‌های ۲۰۳۱ و ۲۰۳۳ و اندکی پس از ماموریت‌های "VERITAS" و "DAVINCI" باشد که پرتاب آن‌ها برای سال‌های ۲۰۲۸ تا ۲۰۳۰ برنامه‌ریزی شده است. این سه ماموریت به همراه یکدیگر، دقیق‌ترین و جامع‌ترین چشم‌انداز را از سیاره زهره ارائه خواهند داد.

۵. ماموریت کاوش قمر مشتری

ناسا رویای کاوش یکی از اقمار مشتری به نام اروپا را در سر دارد و به همین دلیل به طراحی و توسعه مدارگرد "اروپا کلیپر" (Europa Clipper) روی آورده است. اخیرا ناسا مونتاژ مدارگرد "اروپا کلیپر" را که به منظور کاوش قمر مشتری موسوم به "اروپا" ساخته، آغاز کرد. این فضاپیما ۹ ابزار علمی را به یکی از جذاب‌ترین اجرام منظومه شمسی که قمر یخی سیاره مشتری به نام "اروپا" است، حمل می‌کند. اغلب ۷۹ قمر مشتری، کوچک هستند و همه آن‌ها برای ستاره شناسان جذاب نیستند. اما چهار عدد از بزرگ‌ترین آن‌ها به نام‌های "آیو"، "اروپا"، "گانیمد" و "کالیستو" بیشتر شبیه به سیاره‌های کوچک هستند تا قمر‌های سنگی متروک و بی‌جان. در واقع آن‌ها به موازات مشتری شکل گرفته‌اند و هر چهار مورد آن‌ها از یک ابر گاز و غبار بیرون آمده‌اند.

اما قمر "اروپا" با دیگران متمایز است، زیرا به نظر می‌رسد دارای پوسته‌ای از یخ است. به گفته "باب پاپالاردو"، دانشمند پروژه ناسا برای این ماموریت، این جرم سنگی بسیار شبیه به زمین و دارای یک هسته فلزی در مرکز و پوسته‌ای از آب (H ۲ O) است.

"اروپا کلیپر" که پیشتر با عنوان "Europa Multiple Flyby Mission " نیز شناخته می‌شد، یک مأموریت میان‌سیاره‌ای است که توسط ناسا در حال توسعه بوده و شامل یک مدارگرد است. این مدارگرد برای ارسال در سال ۲۰۲۴ برنامه‌ریزی شده است. "اروپا کلیپر" به منظور مطالعه قمر "اروپا" در حالی که در مدار اطراف سیاره مشتری قرار خواهد گرفت، پرواز‌های نزدیک در اطراف این قمر انجام خواهد داد. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، مدارگرد "اروپا کلیپر" در اکتبر ۲۰۲۴ روی سکوی پرتاب خواهد نشست و تا سال ۲۰۳۰ به مدار مشتری خواهد رسید.

۶. رباتی دیگر برای جستجوی مریخ

اگزومارس ماموریتی است که طی آن آژانس فضایی اروپا یک فرودگر و یک مریخ‌نورد را روی سطح مریخ فرود خواهد آورد. قرار بود این ماموریت با کمک یک فضاپیمای روسی انجام شود، اما اخیرا آژانس فضایی اروپا از تعویق سفر به مریخ به دنبال جنگ در اروپا سخن گفته است. آژانس فضایی اروپا می‌گوید که ادامه یافتن جنگ در اروپا به این معناست که ما در سال جاری به مریخ نخواهیم رفت. پرتاب این ماموریت در ابتدا برای سال ۲۰۲۲ برنامه ریزی شده بود.

۷. ۱۰ سال در مریخ

مریخ نورد "کنجکاوی" که به اندازه یک خودرو است در ماه نوامبر ۲۰۱۱ از زمین به مقصد مریخ پرتاب شد و در ۵ اوت ۲۰۱۲ بر روی "دهانه گیل" در مریخ فرود آمد تا مشخص کند که آیا این منطقه می‌تواند از حیات میکروبی پشتیبانی کند یا خیر. این ربات خیلی زود به این سوال پاسخ داد و دریافت که "دهانه گیل" میزبان یک سیستم دریاچه و جریان بالقوه قابل سکونت در گذشته باستان بوده است که احتمالا میلیون‌ها سال وجود داشته است.

"کنجکاوی" از سپتامبر ۲۰۱۴، از کوه "شارپ" که ۵.۵ کیلومتر از مرکز "دهانه گیل" ارتفاع دارد، صعود کرده است. این مریخ‌نورد در حال بررسی لایه‌های سنگی است و به دنبال سرنخ‌هایی در مورد تغییر مریخ، از دنیایی نسبتا گرم و مرطوب به یک سیاره بیابانی و سردی است که امروزه می‌شناسیم. با فرا رسیدن ماه اوت سال ۲۰۲۲ "کنجکاوی" دهمین سالگرد حضور خود در مریخ را جشن خواهد گرفت.

۸. ادامه ماموریت سریع‌ترین سازه بشر

کاوشگر خورشیدی پارکر (Parker) که اولین و بزرگترین پیشرفت بشر برای شناخت یک ستاره از نزدیک است در تاریخ ۲۱ مرداد ۱۳۹۷ عازم خورشید شد و تاکنون به موفقیت‌های شگرفی دست یافته است که همراه با شکستن رکورد سریع‌ترین ساخته دست بشر و نزدیکی به یک ستاره، شناخت ما از خورشید را به طرز چشمگیری بهبود بخشیده است. در ۲۵ فوریه کاوشگر خورشیدی پارکر در یازدهمین گذر خود از کنار خورشید عبور کرد. کاوشگر خورشیدی پارکر اولین سازه ساخت بشر است که خورشید را لمس کرده است. این گام مهم کاوشگر خورشیدی پارکر ناسا ۱۴ دسامبر ۲۰۲۱ در یک کنفرانس مطبوعاتی در نشست پاییز اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا ۲۰۲۱ در نیواورلئان اعلام شد.

۹. عملیات چندین میلیون دلاری ناسا برای کاوش آب در ماه

برنامه "خدمات بارگذاری قمری تجاری" یکی از برنامه‌های ناسا برای انعقاد توسعه ابزار حمل و نقلی است که طی آن فرودگر‌ها و سطح نورد‌های رباتیک کوچک به قطب جنوب ماه ارسال خواهند شد. سال گذشته ناسا مبلغی حدود ۴۷ میلیون دلار به شرکت خصوصی آمریکایی "اینتویتیو ماشینز" (Intuitive Machines) در هوستون اعطا کرد تا این شرکت یک مته مجهز به یک طیف سنج جرمی را به عنون بخشی از برنامه "خدمات بارگذاری قمری تجاری" (CLPS) توسعه دهد و آن‌ها بتوانند آن را تا دسامبر ۲۰۲۲ به ماه ارسال کنند. طی این پروژه ناسا با سه شرکت دیگر با نام‌های "استروبوتیک تکنولوژی" (Astrobotic Technology)، "اوربیت بیاند" (Orbit Beyond) و "سیستم‌های فضایی ماستن" (Masten Space Systems) نیز همکاری کرده است.

۱۰. یار ماموریت سایکی در سفر به فضا

آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا همچنین در حال ارائه یک ابزار به نام "ارتباطات نوری فضای عمیق" (Deep Space Optical Communications) است که با ماموریت سایکی همراه خواهد شد تا ارتباطات لیزری با سرعت داده بالا را آزمایش کند که این موضوع می‌تواند توسط ماموریت‌های آینده ناسا نیز مورد استفاده قرار گیرد. سایکی چهاردهمین ماموریتی است که به عنوان بخشی از برنامه برنامه دیسکاوری (Discovery Program) ناسا انتخاب شده است.