در زمانی که ماموریتهای سرنشیندار آینده به سطح مریخ طراحی میشود، پژوهشی به سرپرستی دو محقق پرتغالی در دانشکده علوم دانشگاه لیسبون راه را برای «فرودهای نرمتر» بر سیاره سرخ هموار کرده است.
دو دانشمند پرتغالی نویسندگان اصلی یک مطالعه، منتشرشده در نشریه علمی Journal of Geophysical Research: Planets, (منبع به زبان پرتغالی) بودند که با هدف «شکار» و تحلیل ابرهای مریخ انجام شد؛ دستاوردی که قرار است ماموریتهای آینده به سیاره سرخ را تسهیل کند.
آگهی
آگهی
در چارچوب این پژوهش، هدف آن بود که بهطور همزمان ارتفاع و سرعت انتشار امواج جوی مریخ اندازهگیری شود؛ امواجی که عنصری کلیدی برای درک چگونگی انتقال انرژی در جو این سیاره بهشمار میروند.
فرانسیسکو براسیل، دانشمندی که همراه با پدرو ماشادو این مطالعه را هدایت کرد و هر دو از دانشکده علوم دانشگاه لیسبون (CIÊNCIAS ULisboa) و موسسه اخترفیزیک و علوم فضا (IA) هستند، در گفتوگو با یورونیوز توضیح داد که این کار اساسا با اتکا به دادههای ماموریت «مارس اکسپرس» انجام شدهاست.
این ماموریت «یکی از طولانیترین» ماموریتهای آژانس فضایی اروپاست؛ ۲۳ سال است که در مدار قرار دارد و در این میان تا «سال ۲۰۲۹» تمدید شدهاست و شماری از اجزای برجسته این ماموریت بدون سرنشین در مطالعه جدید نقش داشتهاند.
فرانسیسکو براسیل در توضیح اهمیت این پژوهش گفت: «برای فرودآمدن روی یک سیاره، همانطور که روی زمین فرود میآییم، باید کموبیش بدانیم این جو از نظر لایهها چگونه توزیع شدهاست.»
با توصیف امواج جوی این سیاره میتوان دریافت «پویایی جو آن در این ارتفاعهای مشخص چگونه است». در این کار، بهطور خاص، «اندازهگیری ارتفاع ابرها و بادها» بهعنوان «تکنیکهای اساسی» بهکار گرفته شد.
تمام این کار با استفاده از دوربینی با وضوح بالا بر روی فضاپیمای اروپایی «مارس اکسپرس» ممکن شد؛ دوربینی که «امکان مشاهده یک نقطه را از زوایای مختلف فراهم کرد».
فرانسیسکو براسیل افزود که این کشف «در آینده، زمانی که انسانیت به مریخ برسد، اهمیت خواهد داشت» تا روشن شود «چه بهینهسازیهایی باید» در فضاپیماهایی که قرار است به «سطح» مریخ برسند انجام شود. هدف، «کنترل اصطکاکها یا تفاوتهایی است که در جو» این سیاره وجود دارد تا «فرود بهخوبی انجام شود».
جویی «بسیار رقیق در مقایسه با جو زمین»
اما چرا این تحلیل میتواند آنقدر بر ماموریتهای آینده به مریخ تاثیرگذار باشد؟ زیرا «جو» این سیاره «در مقایسه با جو زمین بسیار رقیق» است، یعنی «مولکولهای کمی دارد». در نتیجه، «نیروی اصطکاکی که» در سیاره سرخ وجود دارد بسیار کمتر است. این اخترفیزیکدان توضیح میدهد: «انگار تقریبا در سقوط آزاد هستیم.» وضعیتی کاملا متفاوت با زمین، جایی که «فرستادن یک موشک به فضا بسیار دشوار است».
چالشها در این سطح طی دهههای گذشته کاملا مشهود بودهاست. فرانسیسکو براسیل توضیح داد: «فرستادن روورها به سطح مریخ بسیار دشوار بودهاست». واقعیت این است که از حدود سال ۱۹۶۰، تقریبا نیمی از ماموریتهای اکتشافی مریخ مطابق انتظار پیش نرفتهاند؛ از سقوط این خودروهای رباتیک بر سطح سیاره گرفته تا شکست در پرتاب و ورود به مدار.
او در توضیح دلیل اصلی دشواریهای فرود و در چشمانداز یک ماموریت سرنشیندار به سطح مریخ، که تاکنون رخ نداده، گفت: «چون آنقدر اطلاعات نداشتیم که بدانیم جو چگونه توزیع شدهاست، این روورها عملا در سقوط آزاد قرار میگرفتند و بر سطح مریخ سقوط میکردند. و ما نمیخواهیم چنین چیزی برای انسانها رخ دهد.»
این پژوهشگر توضیح داد که با این حال، این واقعیت «در سالهای اخیر» تغییر کرده و در این دوره «نرخ موفقیت فرود» در مریخ در مقایسه با دورههای پیشین بهطور قابل توجهی افزایش یافتهاست.
این موضوع همچنین ناشی از سرمایهگذاریهایی است که در حوزه تجهیزات انجام شدهاست. او گفت: «در سالهای اخیر، همه روورها در زمینه کاهش آن سقوط آزاد که در مریخ رخ میدهد، پیشرفت زیادی کردهاند» و با استفاده از سازوکارهای مختلف، از جمله «چترهای بسیار خاص» و «سیستمهای ضربهگیر» شبیه به ایربگ، شدت ضربه در لحظه فرود بر سطح را کاهش میدهند.
ابرها در مریخ پدیدههایی کمیاب و «فصلی» هستند
کارشناس موسسه اخترفیزیک و علوم فضا توضیح داد که همانند زمین، در سیاره سرخ نیز «چندین فصل سال» وجود دارد، زیرا هر دو «محور مایل» دارند.
این موضوع بر شکلگیری ابرها در مریخ تاثیر میگذارد. او افزود که «در طول سال، این ابرها بسیار پراکندهاند» و بهویژه با نوعی فصلمندی مشخص میشوند.
دلیل آن این است که این سیاره «کلاهکهای قطبی متشکل از یخ دی اکسید کربن و آب» دارد که با نزدیکشدن به تابستان نیمکره شمالی شروع به تبخیر میکنند و آنچه را شکل میدهند که به آن Aphelion Cloud Belt گفته میشود؛ «منطقهای در نیمکره شمالی با ابرهای فراوان». بنابراین «فقط در همین زمان» از سال مریخی «است که میتوانیم ابرهای بیشتری را مشاهده کنیم»، زیرا این ابرها سپس «در طول زمان تحول مییابند» و به «گوناگونیهای دینامیک جو» پاسخ میدهند.
همین موضوع باعث میشود ابرهای مریخ تنها «در چند نقطه از سیاره» قابل مشاهده باشند. به همین دلیل، وقتی «بیشتر مردم عکس مریخ را میبینند، سطح آن را میبینند و تقریبا هرگز ابرها را نمیبینند».
به این ترتیب، دادههای این مطالعه جدید به سرپرستی فرانسیسکو براسیل و پدرو ماشادو میتوانند، دستکم در سطح فرضی، بر زمان انتخابشده برای ماموریت فرود بر سطح مریخ از مدار این سیاره تاثیر بگذارند. زیرا با دانستن فصل سال که مریخ در آن قرار دارد «از همان ابتدا»، میتوان تلاش کرد ماموریت «برای مثال در دورهای انجام شود که آشفتگی جو کمتر است، تا فرودی نرمتر صورت گیرد».
مریخ «آزمایشگاه طبیعی برخی پدیدههای زمینی» است
در پاسخ به پرسشی درباره اهمیت مطالعه جو مریخ برای جامعه علمی قرن بیستویکم، فرانسیسکو براسیل، پژوهشگر، گفت که «یکی از چیزهای بسیار جالب در مریخ» این است که این سیاره «در نهایت آزمایشگاه طبیعی برخی پدیدههایی است که در زمین داریم»، هرچند در سطحی «بسیار اغراقآمیز».
او با ذکر مثالی توضیح داد و تاکید کرد که دلایل پشت این رخدادها هنوز روشن نیست: «با پدیدهای شناختهشده روبهرو هستیم؛ یعنی طوفانهای سراسری در مریخ که سراسر سیاره را میپوشانند و هنوز بهخوبی نمیدانیم محرک آغاز این طوفانها چیست.»
این اخترفیزیکدان همچنین توضیح داد که این طوفانها «معمولا در بهار و تابستان نیمکره جنوبی رخ میدهند»، زمانی که مریخ به خورشید نزدیکتر است و گرمشدن جو به حداکثر میرسد و آشفتگی زیادی ایجاد میکند. در حال حاضر محیط دانشگاهی در حال بررسی علل این طوفانهای جهانی مریخ است که اغلب از ادغام طوفانهای کوچکتر، عمدتا محلی یا منطقهای، ناشی میشوند.