کاوشگر فونیکس و ماجراجویی کشف آب در سیاره مرگ

فونیکس (Phoenix) با بازوی روباتیک خود تاریخ‌سازی کرد و اولین نماینده‌ی بشر بود که توانست آب مریخ را لمس و از آن نمونه‌برداری کند. پیتر اسمیت (Peter Smith) سرپرست پژوهش‌های دانشگاه آریزونا در توسان، در بیانیه‌ی ارائه‌شده در سال ۲۰۰۸ به‌مناسبت پایان مأموریت فونیکس گفته بود:

فونیکس چندین شگفتی برایمان به‌ارمغان آورد و مطمئنم در سال‌های پیش رو جواهراتی بیشتر از این گنجینه اطلاعاتی نصیب ما خواهدشد.

درادامه، داگ مک‌کویستن (Doug McCuistion)، مدیربرنامه‌ی اکتشاف مریخ ناسا از دانشگاه واشنگتن دی‌سی اعلام کرد:

سطح‌نشین فونیکس پایه‌گذار گام مهمی بود و به ما این امیدواری را داد تا نشان دهیم مریخ در گذشته، حیات داشته و همچنان امکان شکل‌گیری حیات روی آن وجود دارد.

مأموریتی سخت و پر‌خطر

در سال، ۲۰۰۲ فضاپیمای مارس ادیسی ناسا که به «ادیسه‌ی مریخ» هم مشهور است، مقادیر زیادی یخاب در قطب شمال مریخ و زیرزمین نشان داد. بنابراین، فضاپیمای فونیکس به این منظور طراحی شده بود که با بازوی روباتیکش لایه‌ی خاک سطحی را حفاری و به آب یخ‌زده زیر آن دسترسی پیدا کند. سطح‌نشین فونیکس که سیستم فضایی لاکهید مارتین (Lockheed Martin) در دنور آن را طراحی کرده بود، نامش را از پرنده‌ای افسانه‌ای به‌نام «فونیکس» گرفته بود.

پرنده‌ی فونیکس در هنگام مرگ، خود را آتش می‌زند و سپس، از خاکستر خود دوباره زاده می‌شود. در پارسی نیز، پرنده‌ی فونیکس به‌نام «ققنوس» مشهور است. لاکهید مارتین پروژه‌ی لغوشده‌ی ساخت سطح‌نشینی به‌نام سوروِیر (Surveyor) داشت که جزوی از پروژه چند‌بخشی کاوش مریخ بود. طراحان با جایگزینی آنچه از کاوشگر سوروِیر مانده‌ بود، در پروژه‌ای جدید، کاوشگر روباتیک فونیکس را ساختند و از این منظر، نام فونیکس را بر آن گذاشتند. فونیکس تازه‌متولدشده مجموعه‌‌ی ابزارهای پیچیده و دقیقی بود که از سطح‌نشین سوروِیر به‌ارث برده بود. بعضی از این ابزارها برای عملیات جدید ارتقا پیدا کرده بودند تا برای انجام موفقیت‌آمیز فرود و استخراج در قطب مریخ نتایج مطلوبی حاصل شود.

فونیکس با استفاده از موشک دلتا ۲ در روز ۴اوت۲۰۰۷ از مقصد ایستگاه فضایی کیپ کاناورال (Cape Canaveral) در فلوریدا به‌پرواز درآمد و و بعد از طی سفری ۹ ماهه، در ۲۵می۲۰۰۸ اتمسفر مریخ را تجربه کرد؛ تجربه‌ای که اد وییلر (Ed Weiler)، مدیر وقت مأموریت علمی ناسا، قبل از فرود سطح‌نشین در وصف آن گفت:

این، سفری به خانه‌ی مادربزرگ نیست؛ بلکه فرود مطمئن سطح‌نشین روی سیاره‌ی مریخ، مأموریتی سخت و پرخطر است.

لحظاتی که کاوشگر فونیکس درحال‌فرود بود، تیم مأموریت «۷ دقیقه‌ی وحشتناک» نام‌گذاری کرد؛ چراکه وقتی کاوشگر به اتمسفر مریخ وارد شد، سرعتی معادل ۲۱،۰۰۰ کیلومتر‌برساعت داشت و اعضای تیم امید داشتند بتوانند فضاپیما را به‌آرامی روی زمین فرود بیاورند. بازشدن چتر وقتی فضاپیما در‌ ارتفاع ۱۲.۷ کیلومتری مریخ رسیده بود، باعث کاهش نسبی سرعت شد. فونیکس باو‌قار و به‌آرامی در منطقه‌ی قطبی مریخ در ناحیه‌ای معروف به «کویره شمالی» (Vastitas Borealis) فرود آمد. فونیکس نزدیک‌ترین کاوشگر از تمام سطح‌نشین‌های مریخ به شمال سیاره‌ی مرگ بود؛ سیاره‌ای که بارها ناسا را شکست داده بود و به این‌ نام در ناسا مشهور شده بود.

بالاتر و فراتر از آن

بازوی روباتیک سطح‌نشین فونیکس برای عملیات خاصی طراحی شده بود. وظیفه‌ی این بازو دسترسی به لایه‌ی غنی از یخ زیر سطح مریخ بود. آنچه بازوی روباتیک توانست از لایه‌ی یخی استخراج کند، به فرهای کوچکی در آزمایشگاه مینیاتوری فضاپیما منتقل می‌شد. این فرهای کوچک وظیفه دارند با گرم‌کردن نمونه‌ها فرصت شناسایی عناصر تشکیل‌دهنده و کشف ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن‌ها را ممکن سازند.

کاوشگر فونیکس روی بازوی رباتیکش به دوربین مجهز است؛ اما دوربین سه‌بُعدی نیز در آن تعبیه شده‌ که به دکلی ۲ متری متصل شده است. محصول این دوربین بیش از ۲۵،۰۰۰ عکس، ازجمله چند تصویر پانورامای جالب است. تصاویر با اولین میکروسکوپ نیروی اتمی (Atomic Force) گرفته شده که در خارج از سیاره‌ی زمین استفاده شده است.

ازآنجاکه فونیکس سطح‌نشین بود نه مریخ‌نورد، پس، از محل فرودش جابه‌جا نمی‌شد و در همان‌جا، برای تأمین نیروی موردنیاز خود از پنل‌های خورشیدی استفاده می‌کرد. فونیکس سه ماه برای اجرای مأموریت اصلی‌اش در مریخ ساکن بود که دو ماه دیگر به آن اضافه شد. سرانجام، وقتی مریخ در مدارش به نقطه‌ای رسید که تابش نورخورشید در منطقه کاهش یافت، زمان خواب زمستانی سطح‌نشین فونیکس نیز فرارسید. در همان زمان، طوفان گردوغبار نیز باعث شد فقط نورخورشید به مقدار کمی از میان ابرها به سطح سیاره‌ی مرگ بتابد. بااین‌حال، ناسا از این سطح‌نشین دست نکشید و به‌دنبال روزنه‌ای ارتباطی با فونیکس بود. مدارگرد ادیسه‌ی مریخ همچنان درحین انجام مأموریت به دور مریخ موظف بود سیگنال پیام‌های احتمالی را از سمت فونیکس دریافت کند. 

هرچند امید می‌رفت پنل‌های خورشیدی جانی دوباره به فونیکس ببخشند، خود اعضای تیم ناسا به‌خوبی می‌دانستند که سخت‌افزارهای فونیکس برای وضعیت هوای سرد و زمستان طولانی و منجمدکننده‌ی سیاره‌ی مرگ آن‌هم در قطب مریخ طراحی نشده بود. با همه‌ی ایده‌ها و تلاش‌ها برای برقراری تماس، فضاپیما ساکت بود و به‌نظر می‌رسد یخ‌های سیاره‌ی مرگ کار فونیکس را تمام کرده‌اند.بعدها بعد از اعلام پایان مأموریت فونیکس، عضوی دیگر از کاوشگرهای ناسا به‌نام مدارگرد شناسایی (Reconnaissance) توانست تصویری از سطح‌نشین‌ فونیکس را ارائه دهد. این تصویر پوسته‌ی بالای سطح‌نشین و چتر نجات را نشان می‌داد. مقایسه‌ی تصاویر نشان‌ داد اثر فرود فضاپیما روی مریخ را گردوغبار پوشانده است؛ همین گردوغبارهای کوچک که روی سطح کاوشگر فونیکس را نیز پوشانده‌اند. به‌عنوان دشمن اصلی، کاوشگرها هنوز مشکل جدی جستجوگران روباتیک به سیاره‌ی مریخ محسوب می‌شوند.

دانش فونیکس

دانشی که فونیکس از مریخ به بشر عرضه کرد، باعث شد فهرست بلندبالایی از کشفیات انقلابی درباره‌ی سیاره‌ی سرخ تهیه شود. شاید مهم‌ترین آن‌ها زمانی بود که فضاپیما با آزمایش نمونه‌ خاکی که از عمق ۵ سانتی‌متری استخراج کرده بود، وجود یخاب را تأیید کرد. این اولین‌باری بود که در تاریخ، کشفیات نمونه‌ آبی در مریخ نمونه‌برداری شده‌ بود؛ اما فونیکس با کشف یخاب متوقف نشد و برف را نیز کشف کرد. ابزاری لیزری که برای مطالعه جوّ زمین طراحی شده بود، برف‌ها را در فاصله ۴ کیلومتری بالای سایت فرود فضاپیما تشخیص داد. هرچند برف‌ها قبل از اینکه به سطح سیاره‌ی ‌سرخ برسند، به‌دلیل فشار کم‌ هوا در سیاره تبخیر شدند.

جیم وایتوی (Jim Whiteway)، پژوهشگری از دانشگاه یورک در تورنتو، در بیانیه‌ی سال ۲۰۰۸ اشاره کرده بود تاکنون، هیچ‌چیز مانند این در سیار‌ه‌ی مریخ دیده نشده‌ است. همچنین، او معتقد بود از رسیدن برف به سطح سیاره ناامید نیستند و در جست‌وجوی نشانه‌های آن خواهند بود. درحقیقت،‌ پژوهشگران به این نتیجه نزدیک شدند که بعد از شروع زمستان،‌ احتمال بارش در نتیجه‌ی افزایش یخاب در رو و زیر سطح سیاره‌ افزایش می‌یابد.

نتیجه‌ی آزمایش‌ها‌ی سطح‌نشین نیز دال بر وجود کربنات کلسیم بود که از اجزای اصلی گچ به‌شمار می‌رود. همچنین، ذراتی که احتملا ماسه هستند، در این آزمایشگاه تأیید شدند. مجموعه‌اطلاعات فونیکس به پژوهشگران نشان داد دشت‌های قطبی با لایه‌ی نازک مایعی از آب در طول چندمیلیون سال گذشته پوشیده شده‌اند.

 میراث فونیکس

کاوشگر فونیکس بینش بی‌نظیری از همسایه‌ی سرخ زمین برای انسان به‌جا گذاشت و مأموریتش را باموفقیت به‌پایان برد. وایتوی در بیانیه‌ی ۲۰۰۹ اعلام کرده‌ بود:

قبل از فونیکس، نمی‌دانستیم چه نوع بارشی در مریخ رخ می‌دهد. او اضافه می‌کند می‌دانستیم یخ‌های قطبی در زمستان سایت فونیکس را می‌پوشانند؛ اما نمی‌دانستیم چگونه بخارآب از اتمسفر به‌سمت یخ روی سیاره حرکت می‌کند. حالا، می‌دانیم برف می‌آید و این بخشی از چرخه‌ی آبی (Hydrological Cycle) در سیاره‌ی مریخ است.

مأمویت سطح‌نشین فونیکس به‌پایان رسیده‌ است؛ ولی میراث فونیکس همچنان ادامه دارد و در چند سال آینده، پژوهشگران مشغول کشف اسرار مریخ از گنجینه‌ی اطلاعاتی هستند که از کاوشگر قطبی به آن‌ها رسیده‌ است.