فرود موفق ربات‌های کاوشگر فضاپیمای ژاپنی روی سطح یک سیارک

روز گذشته، یک کاوشگر فضایی ژاپنی موفق به نشاندن دو سطح‌نورد کوچک روی سیارکی در فاصله‌ی تقریبی ۳۸۰ میلیون کیلومتری از کره‌ی زمین شد. نام این کاوشگر ژاپنی، هایابوسا ۲ است و سطح‌نوردهای یادشده در این ماموریت، به‌عنوان نخستین مورد از مجموعه‌ی ربات‌هایی به‌شمار می‌روند که این کاوشگر در چند ماه پیش رو، بر سطح این سیارک قرار خواهد داد.

سیارک مورد نظر پژوهشگران برای انجام ماموریت دشوار اخیر، Ryugu است. هایابوسا ۲ توسط آژانس کاوش‌های هوا و فضای ژاپن طراحی و اجرا شده است و وظیفه‌ی اصلی آن نیز برداشتن نمونه‌هایی از سیارک و فرستادن مواد آنها به زمین است. فضاپیمای فوق در سال ۲۰۱۴ میلادی و توسط یک راکت H-IIA به فضا پرتاب شد و در ماه ژوئن سال جاری نیز به سیارک ریوگو رسید. طبق برنامه‌ریزی دانشمندان، کاوشگر در ماه‌های آینده چندین نمونه از سیارک را جمع‌آوری می‌کند و پس از آن در سال آینده‌ی میلای به کره‌ی زمین باز خواهد گشت.

هدف نهایی از تمام تلاش‌ها این است که ما بتوانیم دانش بیشتری پیرامون ساختار این سیارک و سیارک‌های مشابه آن به دست آوریم و به‌طور دقیق‌تر، دریابیم که این نوع از اجرام کیهانی از چه موادی ساخته شده‌اند. باور دانشمندان بر این است که سیارک‌هایی همچون ریوگو، بازمانده‌های دوران اولیه‌ی منظومه‌ی شمسی هستند و برای مدت زمانی در حدود ۴.۵ میلیارد سال، توانسته‌اند ساختار خود را تقریبا بدون تغییر حفظ کنند. از همین رو می‌توانیم نتیجه بگیریم که چنین سیارک‌هایی می‌توانند تصویر کلی مناسبی را از محله‌ی کیهانی خودمان و سیاره‌های موجود در آن فراهم کنند؛ یک تصویر کلی بهتر از زمانی که این سیاره‌ها در نخستین مراحل تشکیل خود بوده‌اند. بررسی و کاوش تنها یک نمونه‌ی کوچک از یک سیارک، اطلاعات ارزشمند بسیاری را درباره‌ی چگونگی پدید آمدن سیستم سیاره‌ای فعلی در منظومه‌ی خورشیدی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.

هایابوسا ۲ پیش از جمع‌آوری‌ نمونه‌های مورد نظر خود، سطح ریوگو را با ربات‌هایی تحت بررسی قرار خواهد داد. دو مورد از همین ربات‌ها با نام‌های Rover-1A و Rover-1B نیز روی سطح سیارک قرار گرفته‌اند. هایابوسا ۲ این ربات‌ها را از بخشی با نام MINERVA-II1 و پس از نزدیک شدن به ریوگو و کاهش فاصله با آن و در نهایت رسیدن به فاصله‌ی ۶۰ متری از سطح سیارک، رها کرد. ربات‌ها دارای شکل استوانه‌ای بوده و به شماری دوربین و حسگر دمای پیشرفته به‌منظور ثبت دقیق وضعیت سطح سیارک ریوگو مجهز شده‌اند. تفاوت قابل توجه این سطح‌نوردها با مریخ‌نوردهای مشابه ساخته‌شده توسط ناسا، در عدم تعبیه‌ی چرخ روی آنهاست. این ربات‌ها درواقع به‌جای چرخ‌های متداول مریخ‌نوردها، از موتورهای دورانی در ساختار خود بهره می‌برند. موتورها امکان تغییر تکانه و تکان‌های آن‌ها توسط سطح‌نوردها را در گستره‌ی سطح سیارک فراهم می‌کنند.

از آنجایی که هدف این دو سطح‌نورد جمع‌آوری داده است، آن‌ها باید توانایی انجام کاوش در محیط‌های کم‌گرانش را نیز داشته باشند و البته این نکته در ساخت آن‌ها لحاظ شده است. سیارک ریوگو حدود یک کیلومتر پهنا دارد و به‌راحتی می‌توانیم تشخیص دهیم که کشش گرانشی ایجادشده در آن چندان قوی نیست. به همین دلیل است که ربات‌ها نمی‌توانند از چرخ‌های معمولی و متداول برای فرودگرهای فضایی استفاده کنند؛ به‌تعبیری می‌توانیم بگوییم که ربات‌ها روی سطح این سیارک به‌حالت شناور می‌مانند. راهکاری که داشمندان پیرامون کنترل تکان‌های دستگاه در نظر گرفته‌اند، احتمالا سطح‌نوردها را قادر می‌سازد که سطح سیارک ریوگو را به‌صورت خودکار و بدون انحراف از مسیر تعیین‌شده مورد کاوش و نمونه‌برداری قرار دهند.

نام محفظه‌ی نگه‌دارنده‌ی این سطح‌نوردها MINERVA-II1 است. این اسم با یکی از ماموریت‌های قبلی آژانش کاوش‌های هوا و فضای ژاپن مرتبط است؛ ماموریت هایابوسای اولیه. هایابوسا یکی از ماموریت‌های این آژانس در سال ۲۰۰۳ بود و به‌عنوان نخستین وسیله‌ای شناخته می‌شود که موفق به ردگیری و جمع‌آوری نمونه‌هایی از یک سیارک شد. با این حال، فرودگر MINERVA به‌طور تصادفی و در هنگامی رها شد که هایابوسا در فاصله‌ی بسیار دوری از سیارک مورد نظر خودش قرار داشت. فرودگر در اعماق فضا رها شد و هیچگاه به سیارک مقصد نرسید. ژاپنی‌ها در چند توییت در صفحه‌ی آژانس کاوش‌های هوافضای ژاپن، فرود موفقیت‌آمیز و حرکت ربات‌ها را روی سطح سیارک تایید کردند. آن‌ها سرانجام پس از سال‌ها موفق به تکمیل بخشی از ماموریتی شده‌اند که برای فضاپیمای هایابوسای اولیه در نظر گرفته شده بود و آن کاوشگر موفق به اتمامش نشده بود.

به‌زودی اعضای جدیدی هم به جمع این دو ربات فرودآمده روی سیارک اضافه خواهند شد. هایابوسا ۲ در ماه اکتبر (مهر و اوایل آبان) قرار است فرودگر دیگری را هم به سطح سیارک هدایت کند. MASCOT توسط مرکز هوافضای آلمان ساخته شده است. طبق برنامه‌ریزی‌ها، مسکات از ارتفاع ۱۰۰ متری روی سیارک رها می‌شود و پس از رسیدن به سطح سیارک، با شیوه‌ای مشابه دو ربات اولیه، روی ریوگو طی مسیر خواهد کرد. مسکات برای سنجش بهتر ویژگی‌های ساختاری و ژئولوژیک ریوگو به ۴ ابزار مختلف تجهیز شده است. علاوه‌بر مطالعه‌ی ساختاری، مطالعه‌ی دما و میدان مغناطیسی این جرم کوچک کیهانی هم در برنامه‌ی کار مسکات خواهد بود. طی چند ماه آینده، هایابوسا ۲ چهارمین ربات خود را نیز به سطح سیارک خواهد رساند. این ربات درون محفظه‌ی دومی به‌ نام MINERVA-II2 قرار دارد.

البته هدف اصلی هایابوسا ۲ به‌دست آوردن نمونه‌هایی از ریوگو است و از همین رو، فضاپیما از روش‌های خلاقانه‌ای برای حصول سه دسته از موارد مختلف در ریوگو استفاده خواهد کرد. هایابوسا ۲ برای به‌دست آوردن چند نمونه‌ی اول بایستی به اندازه‌ی کافی به سیارک نزدیک شود و با دستگاهی شبیه اسلحه، به سطح ریوگو شلیک کند. این شلیک باعث آزاد شدن غبارها مواد کافی برای واحد جمع‌آورنده‌ی کاوشگر می‌شود و به این ترتیب، هایابوسا ۲ خواهد توانست نخستین نمونه‌های خود را از ریوگو جمع‌آوری کند.

مجموعه‌ی نمونه‌های سوم در پی شلیک‌های قوی‌تر به‌دست خواهند آمد. هایابوسا ۲  تلاش خواهد کرد تا موادی را از اعماق این سیارک جدا کند. بخش‌های عمیق‌تر ریوگو سنگ‌هایی هستند که تحت تاثیر محیط بیرون فضایی نبوده‌اند و همین امر باعث سختی دسترسی به آن‌ها و جداسازی‌شان خواهد شد. فضاپیمای ژاپنی برای تکمیل این بخش از ماموریت خود، در وهله‌ی نخست یک پرتابه‌ی انفجاری کوچک را به سوی سیارک هدایت می‌کند. این پرتابه‌ی انفجاری پس از برخورد با سیارک باعث ایجاد یک گودال روی آن می‌شود. در ادامه نیز هایابوسا ۲ به‌سوی گودال ایجادشده توسط پرتابه خیز بر می‌دارد و شماری از سنگ‌های آن را جمع‌آوری می‌کند. شاید چنین فرایندی در نگاه نخست، ما را به این نتیجه برساند که نمونه‌های جمع‌آوری شده زیاد خواهند بود؛ اما برای داشتن مقایسه‌ی بهتر باید اشاره کنیم که تمام نمونه‌های مواد جمع‌شده توسط فضاپیما در این مراحل، تنها حدود ۱۰۰ میلی‌گرم جرم خواهند داشت.

همه‌ی مراحلی که در اینجا از آن‌ها صحبت شد، در طی یک سال آینده انجام خواهند شد؛ طبق برنامه‌ریزی‌ها، هایابوسا ۲ در اواخر سال ۲۰۱۹ میلادی ریوگو را ترک خواهد کرد؛ بنابراین هنوز راه زیادی در پیش داریم. در همین بازه‌ی زمانی، فضاپیمای امریکایی دیگری هم برای به‌دست آوردن مواد نمونه از سیارکی دیگر در اعماق فضا با نام بنو تلاش خواهد کرد. نام این فضاپیمای ناسا OSIRIS-REx است و در سال ۲۰۱۶ میلادی به فضا پرتاب شده است. اسیریس هم در اواخر سال جاری میلادی (اواخر پاییز) به سیارک بنو خواهد رسید و هدف ماموریت این است که بتواند ۲ کیلوگرم از خاک‌ واقع در نقطه‌ی مشخصی از سطح بنو را نمونه‌برداری کند و پس از آن به زمین باز گردد. اگر تمام برنامه‌های به‌درستی پیش روند، ما در ماه‌های ‌آینده دو فضاپیما از دو کشور مختلف در دو سیارک مختلف خواهیم داشت که می‌خواهند نمونه‌های مورد نیاز را برای مطالعه‌ی بیشتر و دقیق‌تر دانشمندان فراهم کنند.