رازهای پنهان مریخ: کاوش مریخ‌نورد استقامت در دل سنگ‌ها

1

وقتی صحبت از اکتشاف مریخ می‌شود، سطح سیاره فقط نقطه‌ی شروع است. به همین دلیل است که مریخ‌نورد «استقامت» ناسا (Perseverance) کاری فراتر از جمع‌آوری نمونه‌های هسته‌ای انجام می‌دهد. این مریخ‌نورد در حال سابیدن سنگ‌های مریخی است تا اسراری را که درست در زیر سطح خاک‌آلود پنهان شده‌اند، آشکار کند.

عملیات بر روی یک سنگ سرسخت

بررسی سنگ «کنمور»

در تاریخ ۳ ژوئن، استقامت سراغ یک سنگ سمج به نام «کنمور» (Kenmore) رفت. مریخ‌نورد بخشی از سطح آن را تراشید، آوار را پاک‌سازی کرد و از آنچه درونش بود، تصویری نزدیک‌تر گرفت.

تجهیزات تخصصی در خدمت کاوش

با مجموعه‌ای از ابزارهای پیشرفته، مریخ‌نورد به بررسی کانی‌ها و ویژگی‌های زمین‌شناختی این سنگ پرداخت. کنمور، سی‌امین سنگی است که به این شیوه مورد مطالعه قرار گرفته، شروع کار هم با یک لکه‌ی سایشی به قطر ۵ سانتی‌متر بود.

تلاش برای نفوذ در یک سنگ مشکل‌ساز

اظهارات دانشمندان درباره سنگ «کنمور»

پروفسور کن فارلی، ژئوشیمی‌دان ایزوتوپ‌های گاز نجیب در مؤسسه فناوری کلتک و معاون علمی پروژه استقامت، درباره این سنگ گفت:
«از نظر ظاهری مشکلی نداشت – سنگی به نظر می‌رسید که بتوانیم به‌خوبی آن را سایش دهیم و در صورت صلاحدید علمی، از آن نمونه‌برداری کنیم. اما حین سایش، به‌شدت لرزید و تکه‌های کوچکی از آن جدا شد. خوشبختانه موفق شدیم کمی زیر سطح نفوذ کنیم و تحلیل را پیش ببریم.»

ابزار ساینده‌ی طلایی استقامت

سرمته‌ی ساینده‌ی طلایی‌رنگ مریخ‌نورد در تصویری که در دوم اوت ۲۰۲۱ (روز ۱۶۰ مأموریت) توسط دوربین Mastcam-Z ثبت شد، در مرکز توجه قرار گرفت. این ابزار کلیدی در تراشیدن سنگ‌ها و آشکار کردن لایه‌های داخلی آن‌هاست.

چرا ساییدن سنگ‌های مریخی اهمیت دارد؟

عبور از لایه‌های سطحی فرسوده

دانشمندان به‌ویژه علاقه دارند از لایه‌های بیرونی و خاک‌گرفته‌ی سنگ‌های مریخی عبور کنند.
فرایند سایش به آشکار شدن بخش‌های دست‌نخورده درون سنگ کمک می‌کند و تصویر واضح‌تری از ترکیبات آن ارائه می‌دهد.
همچنین، لکه‌ی ساییده‌شده، سطحی صاف و مناسب برای بررسی دقیق با ابزارهای مریخ‌نورد باقی می‌گذارد.

روش نوین تمیزکاری سطح سنگ در مریخ

مقایسه با مأموریت‌های پیشین

در مأموریت‌های قبلی مانند Spirit و Opportunity از سایشگرهای چرخشی و برس‌دار برای پاک‌سازی سطح سنگ‌ها استفاده می‌شد. مریخ‌نورد Curiosity هم از برس‌های سیمی برای زدودن گرد و غبار بهره می‌گرفت.
اما استقامت روش کارآمدتر و تمیزتری را پیش گرفته است.

معرفی ابزار گازی gDRT

به‌جای برس، استقامت از ابزار گازی زدایش گرد و غبار (gDRT) بهره می‌برد. این ابزار، پُف گازی از نیتروژن را با فشار ۱۲ پوند بر اینچ مربع (تقریباً ۸۳ کیلوپاسکال) برای پاک‌سازی مواد باقی‌مانده از سایش شلیک می‌کند.

کایل کاپلان، مهندس رباتیک در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL)، می‌گوید:
«برای هر لکه‌ی سایشی ۵ پُف انجام می‌دهیم – یکی برای تهویه‌ی مخزن و چهار پُف برای پاک‌سازی لکه. تا امروز از ۱۶۹ پُف استفاده شده و حدود ۸۰۰ پُف دیگر در مخزن باقی مانده است.»

این ابزار بدون تماس با سنگ، خطر انتقال آلودگی‌های زمینی را به محیط مریخ حذف می‌کند.

بررسی دقیق‌تر با ابزارهای پیشرفته

دوربین WATSON و SuperCam

پس از زدودن گرد و غبار، مریخ‌نورد از مجموعه حسگرهای پیشرفته خود بهره می‌برد.
دوربینی به نام WATSON تصاویر کلوزآپ از بازوی رباتیک می‌گیرد. سپس، از دکل مریخ‌نورد، سوپرکم (SuperCam) هزاران پالس لیزری به منطقه‌ی ساییده‌شده شلیک می‌کند.

هر شلیک، ذرات ریز را به هوا می‌فرستد که توسط طیف‌سنج تحلیل می‌شوند.

نتایج آزمایش‌های SuperCam

کتی کانتن-ناتاف، عضو تیم علمی از دانشگاه لیون فرانسه می‌گوید:
«سوپرکم هم لکه‌ی سایشی و هم پودرهای اطراف آن را بررسی کرد.
این تحلیل‌ها نشان داد سنگ دارای کانی‌های رسی است؛ موادی که آب را به‌شکل مولکول‌های هیدروکسید متصل به آهن و منیزیم در خود دارند – ترکیبی که در رس‌های مریخی کهن رایج است.
طیف سایشی نیز ترکیب شیمیایی سنگ را آشکار کرد که شامل مقادیر بالاتر آهن و منیزیم بود.»

همه‌ی سنگ‌های مریخی یکسان نیستند

یافته‌های SHERLOC و PIXL

ابزارهای SHERLOC و PIXL نیز سنگ کنمور را مطالعه کردند و ضمن تأیید نتایج سوپرکم، اطلاعات جدیدی افزودند.

این ابزارها وجود فلدسپات را تأیید کردند؛ کانی‌ای که به دلیل درخشندگی‌اش در سطح ماه معروف است.
نکته مهم‌تر آنکه PIXL برای نخستین‌بار یک کانی منگنز هیدروکسید را شناسایی کرد؛ کشفی مهم در طول مأموریت.

گام بعدی مریخ‌نورد استقامت

اکنون که کار بررسی کنمور پایان یافته، استقامت راهی مناطق دیگری در حاشیه دهانه جیزرو شده است.

فارلی می‌گوید:
«چیزی که در مأموریت‌های مریخ خیلی زود یاد می‌گیرید این است که همه‌ی سنگ‌های مریخ مثل هم نیستند.
داده‌هایی که از سنگ‌هایی مثل کنمور به دست می‌آوریم، به مأموریت‌های آینده کمک می‌کند تا گرفتار سنگ‌های عجیب و ناسازگار نشوند.»

او ادامه می‌دهد:
«در آینده، می‌توان تصمیم گرفت آیا می‌شود از این سنگ‌ها به‌راحتی عبور کرد، از آن‌ها نمونه‌برداری کرد، هیدروژن و اکسیژن موجودشان را برای سوخت جدا کرد یا از آن‌ها برای ساخت پناهگاه استفاده نمود.»

رکوردشکنی در سیاره سرخ

در ۱۹ ژوئن – روز ۱۵۴۰ مأموریت، استقامت رکورد شخصی خود را شکست. این مریخ‌نورد در یک رانندگی خودکار مسافت ۴۱۱ متر (۱۳۴۸ فوت) را پیمود. این میزان، حدود ۶۴ متر بیشتر از رکورد قبلی در آوریل ۲۰۲۳ بود.

سیستم AutoNav مسیر را بدون دریافت دستور از زمین مدیریت می‌کند و این امکان را می‌دهد تا مریخ‌نورد سریع‌تر به نقاط مورد علاقه برسد.

کمدن میلر، راننده‌ی مریخ‌نورد در JPL گفت:
«استقامت ۴.۵ زمین فوتبال را طی کرد و می‌توانست بیشتر هم برود، اما تیم علمی دستور توقف در همان نقطه را داده بود. و ما هم دقیقاً در نقطه‌ی تعیین‌شده توقف کردیم.»

او افزود:
«هر روز که روی مریخ کار می‌کنیم، چیزهای بیشتری درباره‌ی بیشترین بهره‌برداری از امکانات مریخ‌نورد یاد می‌گیریم. و این آموخته‌ها، مأموریت‌های آینده را بی‌نیاز از تکرار این مسیر خواهد کرد.»