ماموريت فضايي «كاسيني ـ هويگنس» از جمله بلندپرواز‌انه‌ترين تلاش‌ها در اكتشافات فضايي سياره‌يي تا امروز محسوب مي‌شود.

آژانس فضايي اروپا(ESA)، ناسا و آژانس فضايي ايتاليا(ASI) در تجربه‌اي كم نظير از همكاريهاي مشترك فضايي، طي اين ماموريت بي‌سابقه فضاپيماي كاسيني را براي كاوشي چهار ساله به مدار سياره زحل(كيوان) اعزام كرده‌اند.

به گزارش گروه علمي خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) هدف اين كاوش، پاسخ دادن به سوالات پر‌شمار دانشمندان پيرامون ساختار جو و وضعيت حلقه‌هاي زحل، تاثيرات ميدان مغناطيسي سياره بر اقمار و حلقه‌ها و بسياري سوالات ديگرست كه ساليان سال درباره اين سياره زيباي منظومه شمسي وجود داشته است.اما آنچه بيش از همه توجه همگان را به فضاپيماي كاسيني جلب كرده است، ماموريت جنبي آن در اعزام كاوشگر اروپايي «هويگنس» به قمر اسرارآميز كيوان - تيتان - است.

كاوشگر هويگنس، پنجم دي ماه جاري در پايان سفري هفت ساله از عرشه سفينه مادر خود جدا شد و پس از 20 روز، عصر جمعه، 25 دي ماه به وقت ايران بر سطح اين قمر اسرارآميز كه به تعبيري شبيه‌ترين جرم منظومه شمسي به سياره زمين است، فرود آمد.

شب گذشته سازمان فضايي اروپا نخستين تصاوير ارسالي از اين كاوشگر را كه حاكي از موفقيت كامل اين ماموريت است منتشر كرد.

اواخر هفته گذشته و در آستانه فرود تاريخي كاوشگر هويگنس بر سطح تيتان، «شون استنلي» از كارشناسان پروژه هويگنس در سازمان فضايي اروپا(اسا) در گفت‌و‌گويي اينترنتي به سوالات گروه علمي خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) درباره اين ماموريت پاسخ داد.

ايسنا: چه چيز قمر «تيتان» را تا اين اندازه براي دانشمندان جذاب كرده است؟

علت انتخاب تيتان دنياي شگفت‌انگيز آن است چرا كه اتمسفر نيتروژني ضخيم آن منبع غني از تركيبات ارگانيك است كه دائما درحال واكنش و عكس‌العمل هستند.

اگر اين تركيبات بر روي سياره‌اي با شرايط شبيه بر زمين يافت شوند، وجود آنها نشان دهنده وجود حيات است.

اگر بر روي تيتان آب وجود داشته باشد، به شكل مايع نخواهد بود چرا كه سطح آن به شدت سرد و با دماي 180- درجه سانتيگراد است.

در واقع هنوز اطلاعات بسيار اندكي درباره سطح اين قمر موجود است و دانشمندان تصور مي‌كنند كه هويگنس درياچه‌ها و يا حتي اقيانوس‌هايي را از تركيبات اتان، متان ‌و نيتروژن مايع كشف كند.

ايسنا : هويگنس در اين ماموريت چه بررسيهايي درباره تيتان انجام داده و از اين اطلاعات چه نتايجي گرفته خواهد شد؟

مجموعه ابزار 6 قسمتي كاوشگر هويگنس كه طي اولين گردشش به دور كيوان از كاسيني پرتاب خواهد شد، اولين نمونه برداشت شده به طور مستقيم از اتمسفر شيميايي تيتان و اولين تصاوير سطح مخفي اين قمر را تهيه خواهد، كرد. ‌هويگنس يك بررسي جزئي و در لحظه از جو تيتان انجام خواهد داد، همچنين اين كاوشگر ويژگي‌هاي سطح اين قمر و بخشي از ناحيه فرود آمده را مورد بررسي قرار خواهد داد.

مطالعه ساختار شيميايي ارگانيك پيچيده در هنگام بررسي تيتان شايد بتواند سرنخ‌هايي از نحوه آغاز حيات در زمين به دست محققان بدهد.

ماهيت واكنش‌هاي شيميايي در حال انجام در جو تيتان، سرچشمه منبع غني متان در اين قمر و يك تركيب ارگانيك كه در زمين مربوط به فعاليت بيولوژيكي است، احتمال وجود اقيانوس در تيتان و نيز احتمال وجود تركيبات ارگانيك پيچيده‌تر يا مولكول‌هاي پيش زيستي در اين قمر برخي از پرسش‌هاي دانشمندان است كه در نتيجه اين بررسي پاسخ داده خواهند شد.

ايسنا: درباره طراحي و شكل خاص هويگنس و همچنين ابزارهاي علمي آن توضيح دهيد؟

فضاپيماي كاسيني - شامل چرخش‌گر و كاوشگر هويگنس - يكي از بزرگترين، سنگين‌ترين و پيچيده‌ترين فضاپيماي درون سياره‌يي است كه تاكنون ساخته شده است.

از تمام اين فضاپيماها تنها فضاپيماي فوبوس دوم كه توسط شوروي سابق به مريخ اعزام شد، سنگين‌تر از بقيه بود.

هويگنس شبيه به يك جانور صدف دار ساخته شده است: اين كاوشگر صدف سختي دارد كه بخش دروني را در برابر دماي بسيار بالا كه طي گذشتن از جو تجربه مي‌شود، حفاظت كند.

اين كاوشگر شامل دو بخش است. مدل مجموعه ورودي و مدل ضروري. مدل مجموعه ورودي حامل تجهيزاتي براي كنترل هويگنس پس از جدا شدن از كاسيني است و داراي صفحه‌اي است كه مانند يك ترمز و يك حفاظ حرارتي عمل خواهد كرد. مدل ضروري نيز حامل ابزار و تجيهزات تحقيقاتي است . اين كاوشگر از سه چتر نجات مختلف به نوبت طي فرود آمدن استفاده خواهد كرد.

وزن هويگنس حدود 349 كيلوگرم است كه شامل 49 كيلوگرم بار مفيد و 30 كيلوگرم تجهيزات پشتيباني كاوشگر(orbiter) است. البته وزن مجموعه كلي كاسيني ـ هريگسن نيز 5/82 تن بوده كه 3/1 تن آن مربوط به ماده مولد است. ابعاد اين كاوشگر نيز 2/7 متر است.

ايسنا: هويگنس به چه ابزارهاي علمي مجهز است؟

اين كاوشگر مجموعه‌اي از شش ابزار فوق‌ پيشرفته را در خود جاي داده است.

ابزار تعيين ساختار اتمسفر هويگنس (Huygens Atmosphere Structure Instrument - HASI) كه حين عبور، فرود و پس از رسيدن به سطح تيتان ويژگيهاي فيزيكي و الكتريكي جو اين قمر را اندازه‌گيري مي‌كند.

طيف‌سنج جرمي و كروماتوگراف گازي(GCMS) كه تركيب شيميايي گاز موجود در جو تيتان را آناليز مي‌كند. دستگاه جمع‌آوري كننده و پيرولايزر(تجزيه شيميايي به وسيله حرارت) گرد و غبار و گازها(ACP) كه آيروسلها ( گازها و گردوغبار معلق در جو) را جمع‌آوري و تجزيه و تحليل مي‌كند.

دستگاه DISR يا (Descent Imager/Spectral Radiometer) كه براي تصويربرداري و اندازه‌گيري طيفي كاربرد دارد. آزمايشگاه باد دوپلري (DWE) كه انتشار سيگنالهاي راديويي در جو را به منظور بررسي خواص آن اندازه‌گيري مي‌كند و همچنين بسته علمي سطح(SSP) كه خصوصيات سطح را در محل برخورد تعيين و اطلاعات بي‌نظيري درباره تركيب آن تهيه مي‌كند.

ايسنا: از پروژه كاسيني- هويگنس به عنوان نمونه كم‌نظيري از همكاري‌هاي بين‌المللي فضايي ياد مي‌شود؛ اين همكاري چگونه شكل گرفته و هر يك از آژانس‌هاي فضايي چه سهمي در اجراي اين پروژه و تامين هزينه‌هاي آن داشته‌اند؟

اين طرح با تلاش مشترك آژانس فضايي اروپا (ESA)، ناسا و آژانس فضايي ايتاليا(ASI) شكل گرفته است.

صدها دانشمند و مهندس از 16 كشور اروپايي و ايالات متحده تيمي براي طراحي، ساخت و پرواز و جمع‌آوري اطلاعات از كاسيني ـ هويگنس تشكيل داده‌اند .

آزمايشگاه Jet Propulsion - بخشي از مؤسسه فناوري كاليفرنيا در پاسادنا -ماموريت مربوطه را براي ناسا مديريت كرده و طراحي و ساخت كاسيني را برعهده گرفته است.

همچنين ساخت هويگنس با مديريت مركز تحقيقات و فناوري فضايي اروپا بوده است. ASI (آژانس فضايي ايتاليا) به نوبه خود كاربرد و حقيقي سازي آنتن‌ها و ساير تجهيزات را مديريت كرده است.

تجهيزات و ابزار اين ماموريت نيز از سوي كشورهاي اروپايي و ايالات متحده تهيه شده‌اند.

سرمايه‌گذاري ناسا بر روي كاسيني در مجموع در حدود 2100 ميليون يورو است. همچنين سهم آژانس فضايي اروپا در مورد كاوشگر هويگنس در حدود 360 ميليون است. علاوه بر اين بودجه‌اي حدود 100 ميليون يورو نيز از سوي دانشگاه‌ها و موسسات تحقيقاتي براي توسعه و توليد تجهيزات بر روي هويگنس در نظر گرفته شده است.

سهم ASI براي آنتن‌هايي با دريافت بالا، بخش‌هايي از سه نمونه تجهيزات علمي كاسيني و يك مجموعه تجهيزات كامل بر روي هويگنس در حدود 145 ميليون يورو است.

ايسنا: روند فرود هويگنس بر تيتان چگونه است؟

يك سيستم ساعت‌هاي هشدار دهنده هويگنس را در يك زمان از پيش تعيين شده چند ساعت قبل از اينكه حاشيه خارجي جو تيتان برسد، بيدار خواهد كرد . طي 3 دقيقه ابتدايي در داخل جو، سرعت هويگنس بايد از 18000 كيلومتر در ساعت به 1400 كيلومتر در ساعت برسد.

دماي روي صفحه محافظ ممكن است به بيش از 1800 درجه سانتيگراد برسد. كنترل‌هاي روبوتيك پس از يك چتر نجات براي كشيدن چتر نجات اصلي در سرعت 1500 كيلومتر در ساعت آتش خواهند كرد.

طي يك دقيقه سرعت كاوشگر به كمتر از 300 كيلومتر در ساعت كاهش خواهد يافت.

در عرض جغرافيايي 45 كيلومتري كاوشگر به سردترين لايه جو موسوم به تروپوپاس (Tropopause) خواهد رسيد، جايي كه دما در حدود 200 - درجه سانتيگراد خواهد بود.

طي 2 ساعت و نيم عمليات فرود تكميل خواهد شد. عمليات فرود نسبتا با سرعت كمتري در حدود 20 كيلومتر در ساعت صورت خواهد گرفت.

ايسنا: شما در تيتان انتظار فرود بر چه سطحي را داريد؟

ما هنوز از ماهيت سطح تيتان آگاهي نداريم. كاوشگر هويگنس ممكن است بر روي يك سطح مايع، جامد و يا سطحي پوشيده از برفهاي هيدروكربني فرود آيد.

ايسنا: با توجه به تجربه خوشايند تمديد ماموريت مريخ‌نشين‌هاي «روح» و «فرصت»، آيا احتمال ادامه فعاليت كاوشگر هويگنس در پايان ماموريت دوساعته آن پس از فرود بر سطح تيتان وجود دارد؟

نه؛ نيروي محركه هويگنس از برق حاصل از باتري‌هايش تامين مي‌شود كه اين باتري‌ها پس از چند ساعت تخليه خواهند شد. هيچ چاره‌اي براي افزايش طول عمر هويگنس وجود ندارد.

ايسنا: كاوشگر هويگنس چگونه اطلاعات را به زمين ارسال مي‌كند؟

هويگنس اطلاعات علمي را به طور مداوم طي عمليات گذشتن به كاسيني ارسال خواهد كرد و اين ارسال اطلاعات تنها منحصر به زمان فرود نمي‌شود. اطلاعات علمي در 2 باند فركانس S از 2 آنتن جداگانه dipole ارسال مي‌شود.

كاسيني اطلاعات را دريافت كرده و براي بازگرداندن به زمين ذخيره خواهد كرد.

تمامي عمليات پرواز هويگنس از سوي مركز عمليات فضايي اروپا در شهر دارمشتات در آلمان هدايت مي‌شود.

گفت‌و‌گو: علي شمس

انتهاي پيام