راه‌ رفتن روی سیارک چگونه است؟

در سپتامبر ۲۰۲۲، وقتی فضاپیمای آزمایشی تغییر مسیر سیارک دوگانه‌ی ناسا یا به اختصار DART خود را به یک سیارک کوبید و ثابت کرد که برخورد جنبشی می‌تواند مسیر سنگ‌های فضاییِ بالقوه خطرناک برای زمین را تغییر دهد، اتفاقی تاریخ‌ساز رقم خورد.

مأموریت دارت همچنین تصاویری بی‌سابقه از سطح مملؤ از خرده‌سنگ دیمورفوس، سنگ فضایی هدف خود که قمر سیارکی بزرگ‌تر به نام دیدیموس است، به زمین فرستاد. این تصاویر نه‌تنها از سوی دانشمندان برای تصور فرایند فرود روی دیدیموس استفاده شدند، بلکه علاقه‌ی طبیعی به چگونگی قدم‌گذاشتن روی سیارک‌ها یا سنگ‌های فضایی مشابه را برانگیختند.

به‌گزارش اسپیس‌دات‌کام، در ویدئویی از آژانس فضایی اروپا که نحوه‌ی کاوش در یک سیارک را توضیح می‌دهد، نائومی مورداک، دانشمند سیاره‌شناس می‌گوید اولین چالش پیش‌رو فضانوردانی که قصد دارد با پای پیاده روی دیمورفوس حرکت کنند،، تخته‌سنگ‌هایی هستند که روی سطح این جرم ۱۷۰ متری پراکنده شده‌اند.

به‌گفته‌ی مورداک، «سنگ‌هایی که سطح دیمورفوس را پوشانده‌اند، بسیار بزرگ‌تر از آن چیزی هستند که ممکن است به نظر بیایند. با اندازه‌ی تقریبی ۵ تا ۷ متر، بزرگ‌ترین آن‌ها معمولاً در حد یک خانه هستند. حرکت درمیان این تخته‌سنگ‌ها احتمالاً بسیار بیش از آنکه به راه‌رفتن نیاز داشته باشد، مستلزم صخره‌نوردی و پریدن خواهد بود.»

این سنگ‌های بزرگ فریبنده با وجود آنکه مانع بزرگی برای فضانوردان احتمالی در آینده محسوب می‌شوند، برای دانشمندان سیاره‌شناس که می‌توانند از آن‌ها برای پرده‌برداری از منشأ دیمورفوس استفاده کنند، بسیار مفید هستند.

ظاهر پوشیده از خرده‌سنگ دیمورفوس نشان می‌دهد این قمر وقتی شکل گرفت که والد بزرگ‌ترش دیدیموس آن‌قدر سریع می‌چرخید که سنگ‌ها را از روی سطح خود به فضا پرتاب می‌کرد. این نظریه با این حقیقت پشتیبانی می‌شود که دیدیموس شکلی شبیه به فرفره دارد و به‌نظر می‌آید سطح آن خالی از تخته‌سنگ‌های سست است.

خطر دیگر درصورت راه‌رفتن فضانوردان روی سطح سیارک، مواجه‌شدن با سطحی سست و فرورفتن در آن است. وقتی فضاپیمای اسیریس رکس ناسا در سال ۲۰۲۰ از سیارک بنو بازدید کرد، ویدئویی از فرود آن نشان داد که پایه‌ی سطح‌نشین به شدت به سطح برخورد کرده و تقریبا درحال غرق‌شدن است. دلیل چنین اتفاقی این است که بنو سیارکی از نوع «تل‌آوار» و آن‌قدر سست است که به استخر توپ کودکان شباهت دارد.

پاتریک میشل، مدیر تحقیقات رصدخانه كوت دازور در بیانیه‌ای از آژانس فضایی اروپا می‌گوید «بسیاری از کارها به سخت یا نرم‌بودن سیارک بستگی دارد. ماهیت سنگ فضایی تعیین می‌کند که فضانوردان تا چه ارتفاعی می‌توانند بپرند یا غرق شوند. در سیارک بنو که اسیریس رکس با آن ملاقات کرد، اگر خیلی سخت فرود بیایید، قطعا غرق خواهید شد.»

خطر دیگری که در کمین فضانوردان علاقه‌مند به سفر به سیارک قرار دارد، نحوه‌ی چسبیدن آن‌ها به سطح سیارک است. ما روی زمین معمولاً در مورد این موضوع نگرانی نداریم؛ زیرا گرانش سیاره‌مان آن‌قدر قوی است که پاهای ما را روی سطح خود نگه می‌دارد. اما برای جسمی با جرم بسیار کمتر، گرانش ممکن است برای حفظ موقعیت فضانوردان کافی نباشد. به‌عنوان مثال، گرانش دیمورفوس کمتر از یک میلیونیوم زمین است. پاتریک می‌گوید فقط ۶ سانتی‌متر در ثانیه حرکت رو به بالا می‌تواند برای فرستادن فضانورد به مدار سیارکی که درحال قدم‌زدن روی‌ آن است، کافی باشد.

نائومی می‌افزاید: «اگر خیلی بپرید، ممکن است دیگر هرگز پایین نیایید؛ زیرا با پریدن ممکن است از سرعت لازم برای فرار از گرانش سیارک فراتر بروید.» علاوه‌براین، در محیطی با گرانش فوق‌العاده کم، زمین زیر پا می‌تواند به‌طرز چشمگیر به حرکت درآید و به‌طور بالقوه به‌شکل‌گیری بهمنی از سنگ منجر شود.

این خطرات بدین معنی است که فضانوردان به‌منظور کاوش سطح سیارک‌ها باید از کفش میخ‌دار یا کرامپون‌های مشابه با نمونه‌های به‌کاررفته برای کوهنوردان استفاده کنند تا از سطح سیارک جدا نشوند. روش دیگر، بهره‌گیری از یک سامانه‌ی رانشگر است تا فضانوردان بتوانند مثل غواصان اسکوبا از آن برای پرواز برفراز سطح سنگ فضایی استفاده کنند. بااین‌حال چنین راهکاری به دقت بسیار زیاد نیاز دارد.

نائومی در توضیح می‌گوید: «بااین‌حال هنگام پرواز باید از تماس با سنگ‌های سطحی اجتناب کنید؛ زیرا از آنجا که آن‌ها هرگز به‌وسیله‌ی آب یا باد صاف نشده‌اند، احتمالا بسیار تیز هستند و می‌توانند لباس فضایی را پاره کنند. علاوه‌بر این چالش، وزن افراد بسته به مکان ایستادن روی سطح سیارک، دراثر نیروهای کشندی ناشی از دیدیموس، سیارک مادر درحدود ۱۰ تا ۲۰ درصد تغییر می‌کند.

اکتشاف در فضا احتمالاً به اندازه‌ی کافی مبهوت‌کننده است؛ اما فضانوردان باید با تأثیرات سرگیجه‌آور آسمان بالای سرشان که به‌طور دائم جابه‌جا می‌شود، مقابله کنند. این مسئله می‌تواند به‌ویژه هنگام کاوش دیمورفوس پس از رویداد برخوردی دارت مهم باشد. به‌گفته‌ی پاتریک، به احتمال زیاد دیمورفوس قبل از برخورد با دارت در وضعیت قفل کشندی با سیارک والد خود به‌سر می‌برد؛ اما اکنون احتمالاً حین گردش در مدار خود به دور دیدیموس، یا سریع‌تر می‌چرخد یا نوسان می‌کند.

پژوهشگران در آینده‌ی نزدیک با مأموریت تکمیلی دارت به نام هرا از آژانس فضایی اروپا، دوباره به سراغ دیمورفوس خواهند رفت. فضاپیمای هرا که قرار است در اکتبر ۲۰۲۴ پرتاب شود، دو کیوب‌ست کوچک به اندازه‌ی جعبه کفش به‌نام‌های یوونتاس و میلانی را برای فرود روی دیمورفوس و انجام مشاهدات بیشتر از این مینی‌قمر ارسال خواهد کرد.

وقتی کیوب‌ست‌ها فرود بیایند، یوونتاس از گرانش‌سنج استفاده می‌کند تا مطمئن شود که بدون توجه به جهت خود می‌تواند به فعالیت ادامه دهد. درهمین‌حال، میلانی از شتاب‌سنج برای ثبت نیروی پرش خود هنگام فرود روی سطح استفاده می‌کند. این داده‌ها سپس به هرا فرستاده می‌شوند و ممکن است روزی برای کاوش بسیار دقیق سیارک‌ها به دست انسان کاربردی باشند.