دو ماموریت جدید ناسا: ارسال پهباد به تایتان و نمونه‌برداری از ستاره‌ی دنباله‌دار

تایتان، قمری نسبتا بزرگ و هم‌اندازه‌ی سیاره‌ی عطارد است و تنها مکان در سامانه‌ی خورشیدی محسوب می‌شود که همانند زمین، اتمسفری نازک دارد و سطح‌ دریاچه‌های آن، پر از مایعات است. اما علاوه‌بر آبی که در زیر سطح تایتان قرار گرفته است، روی سطح این قمر نیز دریاچه‌هایی وجود دارند که حاصل باران‌های هیدروکربنی مملو از اتان و متان هستند. این‌ها همان مولکول‌های آلی هستند که می‌توانند پایه‌های حیات را شکل دهند. تا به این لحظه، ۵۳ قمر سیاره‌ی زحل نام‌گذاری شده‌اند و تایتان، بزرگ‌ترین آن‌ها است و شباهت زیادی به گذشته‌ی زمین دارد.

ماموریت جدید ناسا، پرواز اژدها(Dragon fly) یا سنجاقک نام دارد که از بین ۱۲ پیشنهاد افق‌های نو(New Horizons)، انتخاب شده است. پروژه‌ی سنجاقک، درسال۲۰۲۰ اجرایی خواهد شد. اخیرا آژانس فضایی ایالات متحده، دو فینالیست رقابت برنامه‌ی مرزهای نو (New Frontiers) را اعلام کرد. برنامه‌ی مرزهای نو شامل مجموعه‌ای از ماموریت‌های فضایی است که توسط ناسا با هدف کاوشگری چندین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی مثل مشتری، زهره و سیاره‌ی کوتوله‌ی پلوتو برنامه‌ریزی شده است. ناسا دانشمندان داخلی و نیز بین‌المللی را به ارائه‌ی پیشنهادهایشان در این زمینه تشویق می‌کند.

پروژه‌ی پرواز اژدها و سزار (Caesar)، دو پروژه‌ای است که ناسا قصد سرمایه‌گذاری روی آنها دارد. پروژه‌ی اول کاوش در قمر سیاره‌ی زحل و پروژه‌ی دوم نمونه‌برداری از ستاره‌ی دنباله‌دار چوریوموف-گراسیمنکو، خواهد بود. طرح سزار می‌تواند اطلاعات ارزشمندی درباره نحوه‌ی شکل‌گیری دنباله‌دار 67P و شرایط منظومه‌ی شمسی در نخستین مراحل تشکیل آن در اختیار دانشمندان قرار دهد. در حقیقت حتی این فرضیه نیز محتمل است که برخورد دنباله‌‌داری مشابه این نمونه، حیات را در سیاره‌ی زمین به وجود آورده باشد. یخ‌های موجود در دنباله‌دارها، حاوی اطلاعات خاص و ارزشمندی هستند که مشابه آن‌ها در هیچ کجای منظومه‌ی شمسی یافت نمی‌شود.

این فضاپیما باید در فضای اطراف تایتان پرواز و از لایه‌های مختلف اتمسفر اطراف این قمر، نمونه‌برداری کند. به باور دانشمندان، اتمسفر غلیظ تایتان در کنار وجود دریاچه‌ها و رودهای تشکیل شده از متان مایع، این محل را به یکی از مهم‌‌ترین مناطق دارای شرایط سکونت و حیات در منظومه‌ی شمسی تبدیل کرده است. تایتان، تمامی عناصر پایه‌ای را که برای شکل‌گیری حیات ضروری هستند، در خود جای داده است؛ از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن، فسفر، گوگرد و ذخایر هیدروکربن اشاره کرد که در برخی موارد، مقدار آن‌ها از مقدار موجود در زمین نیز بیشتر است. در زیر سطح تایتان، ترکیباتی از آب و آمونیاک وجود دارد.

هدف اصلی از پروژه‌ی پرواز اژدها در زمینه‌ی مواد شیمیایی، کشف حیات و بررسی قابلیت اسکان در تایتان است. برای این هدف پهباد سنجاقکی شکل، به طیف‌سنج اشعه‌ی گاما، حسگرهای اتمسفری و ژئوفیزیکی، دوربین‌‌های دیجیتال و طیف‌سنج جرمی، مجهز خواهند شد تا داده‌های به‌دست آمده را مورد بررسی قرار دهند. پروژه‌ی سنجاقک، شامل طرحی برای ساخت یک فضاپیمای مشابه پهپاد است که می‌تواند روی سطح تایتان، فرود آید و هدف اصلی آن نمونه‌برداری از این دنیای ناشناخته و جستجو برای مواد شیمیایی پیش‌فرض حیات، در این محل است. این مولکول‌ها می‌توانند تکامل یابند و به موجودات زنده تبدیل شوند.

این اقیانوس زیرسطحی در حقیقت یک لایه‌ی مایع است که حاوی ترکیباتی از آب یا آمونیاک است و در ژرفای بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلومتری از سطح تایتان قرار گرفته‌ است. ساختار درونی تایتان از یک لایه‌ی یخی شکل گرفته که از هسته‌ی سنگی آن توسط یک لایه‌ی مایع جدا شده‌ است. این ویژگی باعث می‌شود که سطح جامد تایتان از بادهای فصلی حاضر در اتمسفر آسیب نبیند. پهباد ناسا، ماموریت خود را با چرخیدن به دور سطح تایتان شروع خواهد کرد. هنگامی که یک محل فرود اولیه در تایتان انتخاب شود، پهباد ناسا با کمک یک چتر به آنجا فرود خواهد آمد. پهباد سنجاقکی شکل ناسا، در حالی‌که باتری‌های خود را با مولد ترموالکتریک رادیوایزوتوپی خود شارژ می‌کند، زمان زیادی را روی سطح این سیاره خواهد گذراند. این پهباد پس از شارژ باتری، می‌تواند ساعت‌ها پرواز کند و ده‌ها کیلومتر در هر پرواز بپیماید.

فضای چگالی تایتان و گرانش کم آن نسبت به زمین، اجازه می‌دهد چنین ماموریتی امکان‌پذیر باشد. در طی این پروازها، محل‌های احتمالی فرود برای کارهای علمی بیشتر، شناسایی خواهند شد. امسال، ستاره‌شناسان مولکولی را در جو تایتان کشف کردند که نقش مهمی را در تشکیل سلول‌ها ایفا می‌کند که گفته می‌شود شاید حیات به شکل ابتدایی در دمای منفی ۲۹۰ درجه‌‌ای این قمر، وجود داشته باشد. البته این دومین باری خواهد بود که ناسا کاوشگری به سطح تایتان می‌فرستد. در سال ۲۰۰۴، فضاپیمای کاسینی قبل از آنکه موفق شود دقیق‌ترین عکس‌های موجود از سطح سیاره‌ی زحل را به ثبت برساند، کاوشگر هویگنس را برای فرود روی بزرگترین قمر زحل یعنی تایتان، پرتاب کرد.

فضاپیمای پژوهشی کاسینی، به منظور بررسی بیشتر تایتان به فضا فرستاده شد و در سال ۲۰۰۴ این فضاپیما به نزدیکی تایتان رسید و علاوه‌بر تهیه عکس‌هایی از نزدیکی تایتان، کاوشگر هویگنس امکان آزمایش‌هایی را نیز از سطح تایتان فراهم کرد که نتایج این آزمایش‌ها توسط کاسینی به زمین مخابره شد. سفر کاسینی و هویگنس، به زحل ۷سال به طول انجامید. به‌لطف داده‌های کاسینی و هویگنس، آن‌چه امروز از زحل می‌دانیم بسیار بیش‌تر از گذشته‌ است. قبل از این، بودجه‌هایی به سه پروژه‌ی دیگر اختصاص داده شده است که شامل ارسال کاوشگری برای تهیه‌ی اطلاعات از سیاره‌ی کوتوله‌ی پلوتون، تهیه‌ی نمونه از سیارک بنو (Bennu) و کاوش پنجمین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی توسط فضاپیمای جونو، می‌شوند.

ناسا اعلام كرده است كه برنامه‌ای برای فرستادن یک فضاپيما به خارج از منظومه‌ی شمسی در سال۲۰۶۹ دارد. در این ماموریت، یک فضاپیما به منظومه‌ی آلفا قنطورس (Alpha Centauri)فرستاده می‌شود؛ منظومه‌ی معروفی که سیاره‌ی شبیه زمین، پروکسیما بی (Proxima b)، را در خود جای داده است. هنوز این طرح در مراحل اولیه و برنامه‌ریزی است و حتی نام آن هم مشخص نشده است. قدم بعدی ناسا برای اکتشاف در تایتان، ارسال یک پهباد به این قمر است. این پهباد ۴ ملخه “Quadrotor” نام دارد که به انواع حسگرها، دوربین و ابزارهای اکتشافی ناسا مجهز شده است و تنها ۱۰ کیلوگرم وزن دارد. این پهباد به‌وسیله‌ی یک بالون هسته‌ای به تایتان می‌رود و پس از رها شدن اکتشاف خود را آغاز خواهد کرد. ناسا امیدوار است توسط این پهباد، تصاویر و نمونه‌هایی را از قمر تایتان دریافت کند و اطلاعات بیشتری از آن به دست آورد.