تلاش برای فتح مریخ: تاریخچه کاوش‌های رباتیک سیاره سرخ

نوشته شده توسط علیرضا مجیدی در تاریخ ۱۰ مرداد ۱۳۹۱

همان طور که وعده داده بودم، در «یک پزشک» در رشته پست‌هایی مسائل مربوط به مأموریت مریخ‌نورد «کنجکاوی» را مورد بررسی قرار می‌دهیم، در نوشته قبلی در مورد تاریخچه علاقه‌مندی بشر به این سیاره و تأثیر آن را بر ادبیات تخیلی، نوشتم و حالا نویسنده مهمان «یک پزشک» قبل از وارد شدن به مأموریت کنجکاوی، تاریخچه کاوش‌های رباتیک مریخ را با شما مرور می‌کند.

علی عابدی: به جرأت می‌توان گفت کاوش و مطالعه مریخ تاریخچه‌ای چند صد ساله دارد. اما شاید بتوان آغاز کاوش‌های هدفمند و جدی سیاره سرخ را همزمان با اختراع تلسکوپ و تکامل آن در قرن هفدهم دانست. به هر مقدار که توانایی‌ها و کیفیت تصاویر تلسکوپ‌های جدید اختراع شده افزایش یافت، تصاویر دقیق‌تر و حاوی جزئیات بیشتری در اختیار دانشمندان و پژوهشگران قرار گرفت که به نوبه خود الهام‌بخش فرضیات و گمانه‌زنی‌های گوناگون در مورد محیط این سیاره و احتمال وجود حیات در آن (حتی از نوع تمدن‌های هوشمند) شد.

کاوشگرهای فضایی که در نیمه دوم قرن بیستم به مریخ فرستاده شدند، تأثیر شگرفی در افزایش دانش ما در مورد این سیاره و اقمار آن داشته‌اند که بخش قابل توجه آن مربوط به درک ساختار مریخ و حتی درک زیست‌شناختی آن بوده است.

فرستادن کاوشگر به مریخ و انجام مأموریت‌های اکتشافی در آن، بخش مهمی از برنامه‌های شوروی و آمریکا را در جریان مسابقه فضایی جنگ سرد تشکیل می‌داد. در همین راستا سایر کشورهای پیشرو در امر فضا از جمله اتحادیه اروپا، ژاپن، چین و حتی هند همواره سودای رسیدن به مریخ را در سر پرورانده‌اند. از دهه ۱۹۶۰ ده‌ها مدارگرد، مریخ‌نشین و مریخ‌نورد به مقصد سیاره سرخ فرستاده شده‌اند که هدف اغلب آنها جمع‌آوری اطلاعات از وضعیت فعلی حاکم بر این سیاره، تاریخچه آن و حتی زمینه‌سازی برای سفرهای احتمالی بشر در آینده به مریخ بوده است.

اما پیچیدگی‌های خاص در برنامه‌ریزی و مهندسی سفرهای بین سیاره‌ای همواره باعث بالا بودن میزان شکست مأموریت‌های انجام شده به مقصد مریخ به ویژه در تلاش‌های ابتدایی بوده است؛ به طوری که شاید بتوان درصد موفقیت مأموریت‌های انجام شده در مریخ را پایین‌تر از نصف (حدود ۴۷ درصد) در نظر گرفت. هر چند که در این میان نمی‌توان از موفقیت‌های خیره کننده برخی از کاوشگرها چشم پوشی کرد. «داگ مک کیوسن» مدیر برنامه اکتشافی مریخ ناسا در این باره می‌گوید: «این مریخ است که بیشتر اوقات می‌برد!»

شوروی را شاید بتوان پیش قراول کاوش‌های رباتیک بین سیاره‌ای دانست. این کشور در بحبوحه جنگ سرد در ابتدای دهه ی ۱۹۶۰ اولین مأموریت بین سیاره‌ای خود را در قالب پروژه  MARS 1M (یا مارسنیک) به مرحله اجرا گذاشت که شامل دو کاوشگر مارس ۱۹۶۰A و مارس ۱۹۶۰B می شد که می‌بایست گذرهایی از نزدیکی مریخ انجام می‌دادند. اما هر دو کاوشگر به علت نقص فنی موشک‌های حامل آنها در همان مراحل ابتدایی مأموریتشان شکست خوردند.

شوروی در ادامه تلاش برای رسیدن به مریخ دو کاوشگر مریخ ۱۹۶۲A و مریخ ۱۹۶۲B را که اولی به منظور گذر از نزدیکی مریخ و دومی یک سطح‌نشین بود را اواخر سال ۱۹۶۲ پرتاب کرد که این دو کاوشگر نیز احتمالا به علت انفجار در حین قرار گرفتن در مدار زمین ناموفق بودند.

با این وجود شوروی همچنان مصمم به رسیدن به مریخ بود. آنها بلافاصله در همان سال ۱۹۶۲ کاوشگر مارس ۱ را باز هم به منظور گذر نزدیک از کنار مریخ روانه ی فضا کردند. این کاوشگر در واقع آغازگر برنامه ی کاوش مریخ شوروی بود که بیش از یک دهه ادامه داشت. مارس ۱ می بایست از فاصله ی ۱۱هزار کیلومتری مریخ عبور می‌کرد و ضمن تهیه تصاویر، اطلاعاتی از ساختار جوی مریخ، میدان مغناطیسی آن، تابش‌های کیهانی و حتی ترکیبات ارگانیک احتمالی در جو مریخ به زمین مخابره می‌کرد. اما پس از برقراری بیش از ۶۰ ارتباط موفق با زمین در بازه زمانی حدودا ۵ ماهه که حاصل آن اطلاعات مفیدی در مورد فضای بین سیاره‌ای بود این کاوشگر نیز به علت بروز ایراد در سیستم آنتن، ارتباط خود را با زمین از دست داد.

شوروی در ادامه اما با کاوشگرهای زوند ۱۹۶۴A و زوند ۲ در سال ۱۹۶۴ پا به میدان گذاشت که این دو کاوشگر هم در همان مراحل ابتدایی و پیش از رسیدن به مریخ شکست خوردند. پس از وقفه‌ای ۵ ساله دو نمونه از کاوشگر ۵ تنی M69 شوروی نیز به علت مشکلات ناشی از استفاده از موشک‌های پروتون جدید شوروی شکست خوردند.

کاوشگر MARS 1M

در ابتدای دهه ۷۰ میلادی شوروی به منظور رقابت با برنامه مارینر ناسا پروژه ی M71 را به اجرا گذاشت. این پروژه شامل ۳ کاوشگر بود که اولین کاوشگر این پروژه با نام کاسموس ۴۱۹ که یک مدارگرد بود در هنگام پرتاب از بین رفت. در ادامه این پروژه کاوشگرهای مارس ۲ و مارس ۳ شوروی که هرکدام شامل یک مدارگرد و یک سطح نشین می‌شدند در سال ۱۹۷۱ با موفقیت پرتاب شدند. مدارگردهای مارس ۲ و ۳ هر دو با موفقیت در مدار مریخ قرار گرفتند و در مدت زمان کمتر از یک سال و تا پایان مأموریتشان روی هم بیش از ۳۸۰ دور به دور مریخ چرخیدند و علاوه بر اطلاعات گسترده‌ای که از مریخ تهیه نمودند، ۶۰ تصویر نیز به زمین ارسال کردند. با وجود اینکه سطح‌نشین مارس ۲ در اثر سقوط بر روی مریخ از کار افتاد و سطح نشین مارس ۳ هم تنها ۲۰ ثانیه پس از فرود احتمالا به علت طوفان شنی که در آن هنگام در آن منطقه جریان داشت ارتباط خود را با زمین از دست داد، اما می‌توان این دو کاوشگر را اولین روبات‌هایی دانست که توانستند بر روی مریخ فرود بیایند.

در سال ۱۹۷۳ شوروی ۴ کاوشگر دیگر به مریخ فرستاد که شامل مدارگردهای مارس ۴ و ۵ و مدارگرد-سطح نشین های مارس ۶ و ۷ می‌شد. تمامی این کاوشگرها به غیر از مارس ۷ موفق به مخابره اطلاعات به زمین شدند. مارس ۵ موفق به مخابره ۶۰ تصویر به زمین شد. مارس ۴ نیز داده‌های رادیویی و تصویر به زمین ارسال کرد. سطح‌نشین مارس ۶ نیز پیش از فرود بر روی مریخ موفق به ارسال داده به زمین شد اما به علت برخورد شدید با سطح مریخ از کار افتاد. سطح نشین مارس ۷ نیز به علت جدایی نابه هنگام از حاملش هیچگاه به مریخ نرسید و با فاصله ی ۱۳۰۰ کیلومتری این سیاره را از دست داد!

اولین تصویر کلوز آپ تهیه شده از مریخ توسط کاوشگر مارینر ۴ با رزولیشین ۵ کیلومتر

در تمامی این مدت آمریکا و ناسا نیز بی‌کار نبودند و تلاش‌های زیادی برای رسیدن به مریخ در قالب پروژه مارینر انجام دادند. ناسا ابتدا در سال ۱۹۶۴ دو کاوشگر مارینر ۳ و ۴ را به منظور گذر از نزدیکی مریخ فضا فرستاد و عملا وارد رقابت برای رسیدن به سیاره ی سرخ شد. مارینر ۳ در همان ابتدا به علت نقص فنی موشک از بین رفت. مارینر ۴ اما در جولای ۱۹۶۵ به مریخ رسید و اولین تصاویر تهیه شده توسط یک کاوشگر از سیاره دیگر را به زمین مخابره کرد. مارینر ۴ علاوه بر این برای اولین بار آشکار ساخت که فشار جو مریخ تنها ۱ درصد فشار جو زمین است، دمای سطح آن در روز حدود ۱۰۰- درجه سانتیگراد است و نتوانست میدان مغناطیسی در مریخ بیابد.
این اطلاعات تاثیر زیادی در طراحی کاوشگرهای آینده به مقصد مریخ و همچین پیش‌بینی وجود حیات بر سطح این سیاره که پیش از آن بسیار محتمل انگاشته میشد داشت.

مارینر ۶ و ۷ در ادامه ی مأموریت‌های قبلی مارینر در سال ۱۹۶۹ پرتاب شدند که علاوه بر ارسال بیش از ۲۰۰ عکس، اندازه‌گیری‌هایی در مورد ترکیبات جو این سیاره داشتند. در سال ۱۹۷۱ مأموریت‌های مارینر ۸ و ۹ توسط ناسا به اجرا گذاشته شد. مارینر ۸ حتی به مدار زمین هم نرسید. اما مارینر ۹ پس از رسیدن به مریخ و قرارگرفتن در مدار آن به اولین کاوشگری تبدیل شد که در مدار سیاره‌ای به غیر از زمین قرار گرفته است. این در حالیست که کاوشگرهای مارس ۲ و ۳ به فاصله تنها یک ماه پس از مارینر ۹ به این موفقیت رسیدند. این کاوشگرها پس از رسیدن به مریخ پی بردند که طوفان شن سرتاسری بر روی این سیاره جریان دارد و از همین رو مأموریت های آنها در مریخ اندکی به تأخیر افتاد و در همین حین مارینر ۹ به تهیه تصاویری از فوبوس و دیموس دو قمر مریخ پرداخت. این کاوشگر در طی ماموریتش ۷۳۲۹ تصویر به زمین ارسال کرد که روی هم ۸۵ درصد سطح مریخ را پوشش میدادند و بسیاری از آنها اولین تصاویر با کیفیت از ویژگی‌های سطحی مریخ مثل آبراه های تاریخی آن، قله‌ها و دره‌های آن بود. مارینر ۹ همچنان در مدار مریخ قرار دارد و پیش بینی می شود تا سال ۲۰۲۲ در مدار مریخ باقی بماند.

فوبوس بزرگترین قمر مریخ از دید مارینر ۹

پس از مارینر ۹، فرود آمدن وایکینگ ۱ در ۲۰ جولای ۱۹۷۶ و پس از آن کاوشگر خواهرش، وایکینگ ۲ در ۳ سپتامبر همان سال، نقطه عطفی در کاوش بر روی مریخ بود. هرچند پیش از آن سطح‌نشین‌های شوروی توانسته بودند سطح مریخ را لمس کنند، اما وایکینگ ۱ عملا بدل به اولین سطح‌نشینی شد که توانست در قالب پیش‌بینی شده بر روی مریخ فرود بیاید و طبق برنامه، مأموریتش را انجام دهد. پروژه وایکینگ که با بودجه ی ۱ میلیارد دلاری گران‌ترین و جاه‌طلبانه‌ترین پروژه اکتشافی بر روی مریخ تا آن زمان به حساب می‌آمد، بسیار موفقیت‌آمیز بود و بخش قابل توجهی از اطلاعات ما از مریخ تا اواخر قرن بیستم مدیون این کاوشگرها بود. هر کدام از کاوشگرها شامل یک مدارگرد و یک سطح‌نشین میشد که مدارگردها وظیفه ی تصویربرداری از سطح مریخ و همچنین برقراری ارتباط سطح‌نشین با زمین را بر عهده داشت و سطح‌نشین‌ها نیز به جستجو و بررسی سطح سیاره سرخ به منظور یافتن اثراتی از حیات می‌پرداختند که نهایتا چیزی پیدا نکردند. این کاوشگرها در طی کاوش تقریبا ۶ ساله‌شان بر روی مریخ که بسیار بیشتر از زمان پیش بینی شده اولیه بود، علاوه بر اطلاعات بسیار ارزشمندی که به دست آوردند، روی هم بیش از ۵۰ هزار تصویر از مریخ به زمین مخابره کردند که از جمله آنها می‌توان به اولین پاناروماهای رنگی تهیه شده از سطح مریخ اشاره کرد که نمونه ای از آن را در زیر می‌بینید:

پس از فرستادن انسان بر روی ماه، انجام چند مأموریت موفق در مریخ و در نهایت پیروزی آمریکا در مسابقه فضایی و فروکش کردن تب آن، تنها تلاش در دهه ۸۰ برای رسیدن به مریخ، در اواخر این دهه و توسط شوروی صورت گرفت. شوروی کاوشگرهای فوبوس ۱ و ۲ را در سال ۱۹۸۸ بیشتر به منظور بررسی فوبوس بزرگترین قمر مریخ روانه این سیاره کرد. فوبوس ۱ در فضا گم شد و ارتباطش را با زمین از دست داد. فوبوس ۲ پس از رسیدن به مریخ وارد مدار مریخ شد اما پس از اینکه به ۸۰۰ کیلومتری فوبوس رسید در فضا گم شد. این دو مأموریت شامل دو سطح‌نشین نیز بودند که هیچکدام نتوانستند بر روی فوبوس فرود بیایند.

تلاش دوباره  ناسا برای رسیدن به مریخ در دهه ۹۰ با فرستادن کاوشگر دیده بان مریخ (Mars Observer) از سر گرفته شد اما این مدارگرد اندکی پیش از قرار گرفتن در مدار در ۲۱ آگوست ۱۹۹۳ ارتباطش را با زمین از دست داد. شکست مأموریت دیده‌بان مریخ باعث شد تا ناسا مأموریت نقشه‌بردار سرتاسری مریخ (MGS) را به مرحله اجرا بگذارد که در ۱۲ سپتامبر ۱۹۹۷ وارد مدار مریخ شد. پس از زمان یک سال و نیمه‌ای که MGS به منظور قرار گرفتن در مدار اصلی و کم کردن ارتفاعش سپری کرد، مأموریت اصلی نقشه برداری آن از مارس ۱۹۹۹ آغاز شد که در طی آن کاوشگر از فاصله ی ۳۷۸ کیلومتری سطح مریخ در مدار تقریبا قطبی به نقشه‌برداری از سطح مریخ پرداخت. این کاوشگر، سطح و جو و ساختار درونی مریخ را به طور کامل مورد بررسی قرار داد و داده‌های ارسالی آن به زمین از مجموع تمامی داده‌های کاوشگرهای ارسالی پیش از آن به مریخ بیشتر بود. از مهمترین دستاوردهای این کاوشگر تهیه تصاویر از آبراه‌هایی بود که احتمال وجود منابع کنونی آب بر روی این سیاره از جمله سفره‌های زیرزمینی را افزایش می‌داد. ماموریت رسمی این کاوشگر در ژانویه ۲۰۰۱ به پایان رسید اما تا ۲ نوامبر ۲۰۰۶ تمدید شد. در آن هنگام ارتباط این کاوشگر با زمین قطع شد و در نهایت ناسا در ژانویه ۲۰۰۷ به ماموریت آن خاتمه داد.

اما در طرف دیگر گویا طلسم شکست مأموریت‌های روس‌ها به مقصد مریخ پس از فروپاشی شوروی نیز پایانی نداشت. روسیه در سال ۱۹۹۶ پروژه  مارس ۹۶ را اجرا کرد که شامل یک مدارگرد، دو سطح‌نشین و دو حفار (نفوذ کننده) به درون سطح مریخ بود. این ماموریت جسورانه که سنگین‌ترین ماموریت بین سیاره‌ای تا آن هنگام بود به علت نقص فنی موشک حامل آن در مراحل آخر نهایتا در اقیانوس آرام سقوط کرد.

نقشه سرتاسری مریخ تهیه شده با استفاده از اطلاعات مدارگرد MGS

ناسا یک ماه پس از پرتاب MGS در ۴ جولای ۱۹۹۷ کاوشگر مسیریاب مریخ (Mars Pathfinder) را به مریخ فرستاد. این مأموریت برای اولین بار علاوه بر یک سطح‌نشین شامل یک مریخ‌نورد کوچک به نام سوجرنر (Sojourner) نیز می‌شد که در واقع اولین مریخ‌نورد ارسالی به مریخ بود. این مریخ نورد به بررسی و نمونه‌گیری سنگ‌های واقع در چند متری سطح‌نشین پرداخت. این دو کاوشگر که با اقبال عمومی مردم در سرتاسر جهان نیز رو به رو شدند تا پیش از پایان مأموریتشان توسط ناسا در ۲۷ سپتامبر ۱۹۹۷ روی هم بیش از ۱۷ هزار تصویر به زمین ارسال کردند. علاوه بر اینها انجام بیش از ۱۵ آزمایش بر روی وضعیت سنگ و خاک مریخ و ارسال اطلاعات ارزشمند از بادهای مریخ و سایر اطلاعات هواشناسی از جمله دستاوردهای این ماموریت بود. اطلاعات دریافتی از این ماموریت برای اولین بار روشن ساخت که مریخ احتمالا در گذشته محیط گرم و مرطوبی داشته است.

مریخ نورد سوجرنر

ناسا در ۱۱ دسامبر ۱۹۹۸ مدارگرد هواشناسی مریخ و کمی پس از آن در ۳ ژانویه ۱۹۹۹ سطح‌نشین قطبی مریخ را به فضا فرستاد. هر دو کاوشگر سرنوشت مشابهی داشتند. مدارگرد هواشناسی مریخ به علت تفاوت یکاهای تعریف شده در نرم افزار زمینی (پوند- ثانیه) و خود کاوشگر (نیوتن- ثانیه) در مدار پایین‌تر از حد مجاز قرار گرفت و متلاشی شد!

هدف اصلی این کاوشگر بررسی چرخه‌های آب و کربن دی اکسید در مریخ بود. ۲۳ روز پس از این واقعه سطح‌نشین قطبی مریخ نیز به علت فرود ناموفق، بر روی مریخ سقوط کرد و از بین رفت. در همین اثنا ژاپن هم به جمع فرستندگان کاوشگر به مریخ پیوست. هرچند که تلاش برای برقرای ارتباط با کاوشگر نوزومی که در سال ۱۹۹۸ پرتاب شده بود در سال ۲۰۰۳ به علت عدم پاسخگویی آن متوقف شد.

در سال ۲۰۰۱ روند شکست‌های ناسا در رسیدن به مریخ متوقف شد. مدارگرد ۲۰۰۱ ادیسه مریخ که نام آن برگرفته از «۲۰۰۱: یک ادیسه فضایی» آرتور سی کلارک بود، در اکتبر ۲۰۰۱ وارد مدار مریخ شد. این مدارگرد که در قالب مأموریت تمدید شده‌اش همچنان به فعالیت خود ادامه میدهد در سال ۲۰۱۰ رکورد طولانی‌ترین مدت زمان عملکرد در سیاره سرخ را شکست. این کاوشگر علاوه بر مخابره بیش از ۳۵۰ هزار تصویر به زمین، نقشه‌های مختلفی از پراکندگی عناصر مختلف بر روی مریخ تهیه کرده است. این مدارگرد بیش از ۹۵ درصد کل داده‌های جمع‌آوری شده توسط کاوشگرهای روح و فرصت را به زمین مخابره کرده و علاوه بر مخابره داده‌های کاوشگر فینیکس، وظیفه  مخابره داده‌ها و پشتیبانی از کاوشگر کنجکاوی را نیز بر عهده خواهد داشت.

در ژوئن ۲۰۰۳ آژانس فضایی اروپا، مأموریت مارس اکسپرس را روانه مریخ کرد. این مأموریت شامل مدارگرد مارس اکسپرس و سطح نشین بیگل ۲ میشد. مدارگرد با موفقیت در مدار مریخ قرار گرفت ولی دست اندرکاران مأموریت نتوانستند پس از فرود سطح نشین بیگل ۲ با آن ارتباط برقرار کنند. با این وجود، دستاوردهای گسترده مدارگرد مارس اکسپرس باعث شد تا ۵ بار مأموریت آن تمدید شود که آخرین آنها تا سال ۲۰۱۴ است.

تصویری که مریخ نورد فرصت از سایه خودش تهیه کرده است.

اما در سال ۲۰۰۳ با پرتاب مریخ نوردهای روح و فرصت یکی از موفق‌ترین دوره‌های اکتشاف بر روی سیاره سرخ کلید خورد. این دو مریخ نورد که در اصل برای ماموریتی سه ماهه طراحی شده بودند، بیش از ۶ سال به اکتشاف بر روی سیاره سرخ پرداختند و علاوه بر کشفیات بسیار ارزشمندی که داشتند، هزاران تصویر زیبا نیز از سطح مریخ تهیه کردند. مریخ نورد روح در سال ۲۰۰۹ در گل نرم مریخی گیر کرد. پس از ۹ ماه نهایتا تلاش‌ها برای آزادسازی آن شکست خورد و ناسا از این مریخ‌نورد به عنوان پایگاه ثابت بر روی مریخ استفاده کرد. در نهایت پس از برقراری آخرین ارتباط با این مریخ نورد در ۲۲ مارس ۲۰۱۰، تلاش های یک ساله ناسا برای ارتباط مجدد با آن راه به جایی نبرد و این مریخ نورد پس از ۶ سال و ۲ ماه و ۱۹ روز که تقریبا ۲۵ برابر زمان تعریف شده اولیه برای آن بود به کار خود پایان داد. مریخ نورد فرصت اما همچنان به کاوش بر روی مریخ ادامه میدهد، این مریخ نورد تا جولای امسال ۲۲ مایل بر روی مریخ طی کرده است و تنها ۲/۴ مایل تا رسیدن به رکورد یک ماراتن کامل بر روی مریخ فاصله دارد.

تصویر MRO از مریخ نورد فرصت و ردهایی که از خود بر روی مریخ باقی گذاشته است.

مدارگرد اکتشافی مریخ (MRO) نیز در مارس ۲۰۰۶ در مدار مریخ قرار گرفت و با توجه به اینکه ۵ کاوشگر دیگر در آن هنگام به صورت هم زمان بر روی مریخ فعالیت میکردند، رکورد جدید تعداد ماموریت های فعال بر روی مریخ در یک زمان بر جای گذاشته شد. این مدارگرد که مجهز به دوربین‌های با کیفیت است، علاوه بر بررسی‌ها و آنالیزهایی که بر روی مریخ انجام می‌دهد، وظیفه مخابره وضعیت جوی و زمینی مریخ و همچنین انتخاب محل‌های فرود برای کاوشگرهای آینده را بر عهده دارد.

تصویر منحصربه فرد MRO از لحظه فرود فینیکس بر روی مریخ

سطح‌نشین فینیکس (ققنوس) آخرین کاوشگری است که در ۲۵ مه ۲۰۰۸ بر روی قطب شمال مریخ فرود آمد. این کاوشگر توانست وجود یخ زیر سطحی را در این سیاره تایید کند. فینیکس نیز بیش از ماموریت ۳ ماهه اش بر روی مریخ دوام آورد، اما در نهایت زمستان بیرحم مریخ به صفحات خورشیدی آن آسیب زد و ماموریت این سطح‌نشین در مه ۲۰۱۰ رسما پایان یافت.

آخرین برگ از ناکامی روس‌ها در رسیدن به مریخ نیز در سال ۲۰۱۱ ورق خورد. کاوشگر فوبوس گرانت روسیه که مدارگرد یینگو ۱ چین نیز به همراه آن بود، به علت نقص فنی موشک حامل در مدار زمین گیر افتاد و این کاوشگر در ژانویه ۲۰۱۲ به زمین سقوط کرد. قرار بود کاوشگر فوبوس گرانت پس از فرود بر روی قمر فوبوس مریخ، به بررسی و نمونه‌برداری از سطح آن اقدام کند و در نهایت این نمونه‌ها می بایست در سال ۲۰۱۴ به زمین بازمی‌گشت و بدین ترتیب فوبوس گرانت به اولین کاوشگری تبدیل می‌شد که از سطح یکی از اعضای منظومه مریخ نمونه گیری کرده و نمونه را به زمین باز می‌گرداند.

پانارومای کاوشگر فینیکس از محل فرودش. برای مشاهده تصویر در نمای بزرگ به اینجا بروید.

هفته آینده با فرود مریخ نورد کنجکاوی یا آزمایشگاه علمی مریخ (MSL) بر روی سیاره سرخ داستان کاوش بر روی مریخ وارد فاز جدیدی خواهد شد. کاوشگر ۵/۲ میلیارد دلاری که ۵ برابر هر کدام از کاوشگرهای روح و فرصت وزن دارد و ۱۰ برابر آنها ابزار علمی همراه خود دارد. مدت زمان استاندارد ماموریت این مریخ نورد حداقل ۶۸۷ روز زمینی (برابر با یکسال مریخی) در نظر گرفته شده است. همچنین مدارگرد MAVEN آخرین ماموریت قطعی به مقصد مریخ است که اواخر سال آینده میلادی به منظور بررسی دقیق جو مریخ و تاریخچه آن پرتاب خواهد شد.

مقایسه‌ای بین اندازه مریخ نوردهای کنجکاوی، روح (یا فرصت) و سوجرنر

در حال حاضر مریخ‌نورد فرصت تنها مریخ‌نورد فعال بر روی سطح مریخ است که چنانچه فرود مریخ نورد کنجکاوی بر روی مریخ موفقیت‌آمیز باشد، این مریخ‌نورد نیز به آن اضافه خواهد شد. از طرفی دیگر مدارگردهای ادیسه مریخ، مارس اکسپرس و MRO مدارگردهای فعال کنونی در مدار مریخ هستند.

خصوصيات كره ي زمين
سلسله مقاله هاي علمي به قلم

پوهاند محبّ الله رحمتي

ازنتايج تحقيقات و بررسي هاي دانشمندان علم جغرافيه و نجوم مسلم گرديده است كه زمين از جمله ي سيارات كوچك نظام شمس بوده و در كهكشان راه شيري قرار دارد. اين سياره از لحاظ فاصله با مركز نظام شمس -يعني خورشيد- به درجه ي سوم و از لحاظ جسامت و بزرگي به درجه ي پنجم قرار مي گيرد

زمين مانند ساير سيارات، يك كره ي تاريك بوده و روشني خود را از آفتاب كسب مي كند. تا جايي كه از تحقيقات و بررسي هاي دقيق نجومي بر مي آيد، زمين يگانه سياره در منظومه ي شمسي است كه در آن شرايط محيط فزيكي،  بعد از يك سلسله حادثات طبقات الارضي (چهارده دوره ي مختلف معرفت الارضي) زمينه ي حيات را چه در ساحه ي خشكه و چه در ساحات آبي پديد آورده است.

زمين به علت وسعت و پهنايي كه دارد، در نگاه اول به شكل مسطح و هموار به نظر مي رسد و به همين لحاظ انسان هاي گذشته بنابر مشاهدات ظاهري چنين مي پنداشتند كه سياره اي كه ما در آن زيست مي نماييم، مسطح و هموار مي باشد؛‌ اما براي اولين بار در سده ي پنجم پيش از ميلاد در مدنيت ايجن، تحت تأثير مكتب فيثاغورث، مفكوره ي كروي بودن زمين را ارائه كردند.  اين مفكوره سپس در زمان ارسطو (350 ق م) به شكل علمي آن درآمد و ارسطو كرويت زمين را بنابر حادثه ي خسوف به اثبات رسانيد. ارسطو اظهار داشت كه حادثه ي خسوف عبارت از آن است كه سايه ي زمين بالاي مهتاب افتاده و چون سايه به شكل مدور است اين امر دلالت مي كند كه اصل شكل زمين كروي مي باشد و حادثه ي خسوف محض به خاطر افتادن سايه ي زمين روي مهتاب اتفاق مي افتد وكدام حادثه ي ديگر نيست.

در قرن شانزدهم ميلادي يك تعداد ازدانشمندان ديگر مانند كوپرنيك و جان ريچر در صدد آن شدند تا از يك طرف كرويت زمين را كه از خاطره ها فراموش شده بود به اثبات برسانند و از طرف ديگر نظر به تحقيقات و تجارب ثابت نمايند كه زمين شكل كره ي تام را نيز دارا نبوده بلكه استواي آن برآمده و قطبين آن فرورفته مي باشد.

جان ريچر Jean Richer و كوپرنيك  Copernicus شعاع استواي زمين را 6378 كيلومتر و شعاع قطبين زمين را 6356 كيلومتر سنجش نمودند كه با محاسبات امروزي بسيار كم فرق دارد؛ يعني فرق بين شعاع استوايي و شعاع قطبين جان ريچر(22 كيلومتر) و بين محاسبات امروزي 16/19 كيلومتر مي باشد. البته ناگفته نبايد گذاشت كه در زمان سابق واحد طول استاديا بوده است و ده استاديا مساوي به يك ميل مي گردد و چنان كه مي دانيم يك ميل مساوي است به 609/1 كيلومتر و ما مي توانيم محاسبات سابقه را به محاسبات امروزي تبديل نماييم.  پس بنابر محاسبات و تحقيقات نجومي امروزي نيز چنين مسلم گريده است كه زمين نه شكل كره ي تام و نه شكل بيضوي منظم را دارا بوده بلكه به شكل جيوييد (Geoide) يا زمين وار و يا شكل مخصوص خود زمين مي باشد كه به رياضي قابل افاده نيست.

پيدايش زمين:

تاريخ پيدايش زمين با عمر نظام شمس از هم فرق دارد؛ بدين معني كه دانشمندان پيدايش نظام شمس را هشت ميليارد سال و عمر زمين را 5/4 ميليارد سال تخمين كرده اند. علماي زمين شناسي عمر زمين را به چهار دوره ي مختلف معرفت الارضي تقسيم نموده اند كه ما در اين جا هر يك آن را به صورت اختصار معرفي مي داريم:

1-     عهد پري كمبيرين Pre Cambirian اين عهد كه قبل از دوره هاي معرفت الارضي شناخته مي شود و به احتمال زياد 5/4 ميليارد سال پيش شروع شده است. فعاليت هاي آتش فشاني و تشكل كوه ها، پستي و بلندي ها و اقيانوس ها در روي زمين در اين عهد پديد آمده است و تقريباً عمر يا دوره ي اين عهد را 2024 ميليون سال تخمين مي كنند و پيدايش حيوانات و نباتات يك سلولي و ابتدايي را در اين عهد مي دانند.

2-     عهد پليوزوييك Paleozoic يا عهد كهن زيست، به پنج دوره ي معرفت الارضي تقسيم شده است و عمر اين عهد را 2115 ميليون سال تخمين مي كنند. در اين عهد به احتمال قوي انواع مختلف حيوانات بي مهره و ماهيان و حيوانات ذومعشتين و خزندگان به وجود آمده اند.

3-     عهد ميسوزويك Mesozoic يا عهد ميانه زيست كه عمر آن را تقريباً 390 ميليون سال تخمين مي كنند به سه دوره ي مختلف تقسيم شده است و انواع خزندگان متنوع و اولين پرندگان و پستان داران و نباتات گل وار نيز در اين عهد به وجود آمده اند.

4-     عهد سينوزويك Cenozoic يا عهد نو زيست كه به دو دوره تقسيم شده است و عمر آن را يك ميليون سال تخمين كرده اند. با وجود آن كه عمر اين دوره خيلي كوتاه بوده، اما در يان دوره تغييرات و تحولات فوق العاده زياد صورت گرفته است و مشخصات بارز اين عهد پيدايش و ظهورانسان است.

تشكل داخلي زمين:

نظر به باوردانشمندان زمين شناسي، زمين از لحاظ تشكل داخلي به چهار طبقه ي متمايز تقسيم شده است:

طبقه ي اول آن عبارت است از پوسته ي  زمين كه ضخامت آن را از 5 تا 50 كيلومتر تخمين كرده اند و اكثريت حصص آن از خاك، سنگ، احجار مختلف و فلزات  تشكيل يافته است. نا گفته نبايد گذاشت كه در قسمت هاي سطحي قشر زمين، بحرها و اقيانوس ها نيز قرار دارند.

طبقه ي دوم بعد از قشر زمين كه در حدود 2900 كيلومتر ضخامت دارد و اكثر آن را سليكات آهن و مگنيزيم تشكيل مي دهد. درجه ي حرارت در اين طبقه 1600 درجه ي سانتي گراد تخمين شده است.

طبقه ي سوم كه هسته ي بيروني ناميده مي شود، در حدود 1100 كيلومتر ضخامت داشته و اكثريت فيصدي اين طبقه را شكل و آهن كه به شكل مذاب اند تشكيل داده، درجه ي حرارت اين طبقه بين 2000 تا 5000 درجه ي سانتي گراد تخمين گريده است.

طبقه ي چهارم كره ي زمين از لحاظ موقعيت، هسته ي داخلي زمين را تشكيل داده تقريباً 1370 كيلومتر ضخامت داشته متشكل از نكل و آهن بوده و به علت حرارت زياد به شكل گاز تبارز كرده است.

درگذشته هاي دور،‌ زماني كه قشر زمين سرد و منجمد گرديد، يك قسمت از گازهايي كه اطراف كره را فرا گرفته و قابل تركيب بودند؛ مانند هايدروجن واكسيجن با شرايط مساعد و با يك درجه ي معين حرارت به صورت آب در آمده توسط بارندگي هاي متداوم كه در آن زمان صورت مي گرفت، قسمت هاي فرورفته زمين را پر كرده باعث به وجود آمدن اقيانوس ها، بحيره ها و جهيل ها (درياچه ها) گرديده و پس از تغيير و تحولات فراوان در دوره هاي مختلف جيولوجي ساحه ي آبي امروزي را تشكيل داده اند كه به اصطلاح اين ساحه را هايدروسفيرHydrosphere مي نامند.  هايدروسفير يك ساحه ي وسيع را در روي زمين اشغال كرده است؛ بدين معني كه هر گاه با مساحت كل زمين كه 510667000 كيلومتر مربع است مد نظر بگيريم 366607000 كيلومتر مربع آن را آب تشكيل داده و در حدود 150 ميليون كيلومتر مربع ديگر آنرا خشكه ي زمين در برمي گيرد. به عبارت ديگر 71 فيصد زمين را آب و 29 فيصد ديگر آن را خشكه تشكيل مي دهد. بزرگ ترين آب هاي روي زمين اقيانوس آرام با 160ميليون كيلومتر مربع، اقيانوس اطلس با 83 ميليون كيلومتر مربع، اقيانوس هند با 74 ميليون كيلومتر مربع، اقيانوس منجمد جنوبي با 20 ميليون كيلومتر مربع و اقيانوس منجمد شمالي با 15 ميليون كيلومتر مربع مي باشند.

و اما قسمت ديگر از گازها (هايدروجن واكسيجن) كه قابل تركيب نبودند به صورت مخلوط باقي مانده با شرايط مساعد و درجه ي حرارت معين جو، اتموسفير زمين را به وجود آوردند.  بناءً جو زمين مخلوطي ازگازهايي كه دورا دور كره ي زمين را فرا گرفته و با زمين به طور دايمي پيوسته بوده و جو لاينفك زمين محسوب مي گردد.

هوا با اقليم و حيات موجودات حيه (زنده) ي روي زمين رابطه ي مستقيم داشته در تغيير دادن قشر زمين نقش مهم را بازي مي كند. مهم ترين عناصري كه در تركيب اتموسفير نقش دارند عبارتند از نايتروجن Nitrogen 03/78%، اكسيجن Oxygen 40/20%،  آرگون Argon 94/0 %، كاربن داي آكسيد 02/0 %  و بقيه ي گازها را عناصر ديگري مانند Neon، كيو پتان Koypton ، زينان ،Xenon ، هليوم Helium ، هايدروجن و مقدار كم بخارات آب و ذرات گرد و خاك و غبار تشكيل مي دهند.

دانشمندان جو يا اتموسفير، زمين را نظر به كثافت ذرات هوا و درجه ي حرارت متفاوت به طبقات مختلف تقسيم نموده اند.  ضخامت طبقه ها ي اتمسفير به صورت دقيق تعيين نشده است بلكه به صورت غير مستقيم ارتفاع آن را تخمين كرده اند؛ بناءً اتموسفير زمين به پنج طبقه تقسيم شده است كه عبارتند از:

طبقه ي اول تروپوسفيرTroposphere كه در حدود 2/11 كيلومتر ضخامت دارد. كثافت ذرات هوا در اين طبقه نظر به هر طبقه ي ديگر بيشتر محاسبه شده است.

طبقه ي دوم استراتوسفير Stratosphere كه به امتداد طبقه ي اولي تمديد يافته است.  در اين طبقه سه اتم اكسيجن با هم يكجا شده و طبقه ي اوزون Ozone را به وجود آورده و همين طبقه است كه حيات بشري، حيواني و نباتي را از گزند شعاع ماوراي بنفش محفوظ و مصئون نگاه مي دارد.

طبقه ي سوم ميزوسفيرMesosphere است كه ضخامت آن را 50 كيلومتر تخمين كرده اند. ذرات هوا در اين طبقه رقيق ارزيابي شده است.

طبقه ي چهارم تروموسفير Thermosphere است كه درجه ي حرارت آن خيلي زياد بوده و ضخامت اين طبقه تا 100 كيلومتر تخمين شده است.

طبقه ي پنجم اكزوسفير Exosphere ناميده شده است كه ضخامت آن 1000 كيلومتر تخمين مي گردد. در اين طبقه فشارهوا به حد اصغري خود مي رسد.

مناطق خشك زمين:

چنان كه قبلاً ذكر شد كه در ادوار مختلف معرفت الارض تحولات زياد در قشر زمين- چه در ساحه ي خشكه و چه در ساحه آبي - پديد آمد.  كتله هاي وسيع آبي را قبلاً مطالعه كرديم؛ ساحات خشكه نيز مانند آب ها، تحولات زيادي را سپري كرده و خشكه هاي بزرگ كه به شكل امروز تبارز كرده اند عبارت اند از: قاره ي آسيا بامساحت 2/44 ميليون كيلومتر مربع، قاره ي امريكا با 3/42 ميليون كيلومتر مربع، قاره ي افريقا با 8/24 ميليون كيلومتر مربع، قطب جنوب يا انتركتيكا با 3/13 ميليون كيلومتر مربع، قاره ي اروپا با 10 ميليون كيلومتر مربع و اقيانوسيه (استراليا و جزاير دور و اطراف آن) با 0/9 ميليون كيلومتر مربع خشكي.

جرم و حجم زمين:

دانشمندان جرم كره ي زمين را 5883000000000 تن (پنج تريليون وهشت صد و هشتادو سه ميليارد تن) و حجم آن را 1082841310000 كيلومتر مكعب (يك تريليون و هشتاد و دو ميليارد و هشت صد و چهل و يك ميليون و سه صد و ده هزار كيلومتر مكعب) محاسبه كرده اند. وزن مخصوص زمين را 52/5 در هرسانتي متر مكعب تثبيت كرده اند. ضمناً‌ قابل ذكر است كه وزن مخصوص آب يك گرم مساوي به يك سانتي متر مكعب است. اوسط ارتفاع خشكه ي زمين 823 متر و اوسط عمق بحر ها و اقيانوس ها 3810 متر محاسبه شده است.

بلند ترين نقطه ي روي زمين قله اورست (كوه هماليه) مي باشد كه 8884 متر از سطح بحر ارتفاع داشته و عميق ترين نقطه در اقيانوس آرام، گودال ماريانا است كه 10863 متر عمق دارد.

محيط زمين:

محيط زمين در روي خط استوا 40073 كيلومتر و محيط زمين به روي نصف النهار 39944 كيلومتر سنجش شده است. به همين ترتيب قطر استواي زمين 12757 كيلومتر و قطر قطبين زمين 12714 كيلومتر سنجش شده است.

سرعت سير زمين:

سرعت سير زمين به دور خورشيد يعني در هنگام حركت انتقالي 4/40 كيلومتر در ثانيه به طور اوسط محاسبه شده است.  به همين ترتيب سرعت سير زمين به دور خودش يعني در هنگام حركت وضعي به طور اوسط 400 متر در ثانيه محاسبه گرديده است. ناگفته نبايد گذاشت كه سرعت حركت زمين به دور خودش در عرض البلدهاي مختلف، ا زهم متفاوت مي باشد؛ چنان كه سرعت سير زمين در خط استوا 465 متر در ثانيه و در عرض البلد 30 درجه 403 متر در ثانيه و در عرض البلد 60 درجه 333 متر در ثانيه سنجش شده است.http://1pezeshk.com/wp-content/pics/2012http://1pezeshk.com/wp-content/pics/2012/07/07-30-2012-10-33-34-AM.jpg/07http://1pezeshk.com/wp-content/pics/2012http://1pezeshk.com/wp-content/pics/2012/07/07-30-2012-10-33-34-AM.jpg/07/07-30-2012-10-33-34-AM.jpg/07-30-2012-10-33-34-AM.jpg

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: