پرواز از کنار سیاره سرخ

دوگ ریکارد (Doug Rickard)، در تمام طول زندگیش با کامپیوتر, الکترونیک و مخابرات سروکار داشت. وی به مدت ۱۱ سال مشاور شرکت تجهیزات الکترونیک (DOC) بود و در این مدت برای پروژه های بسیار گوناگونی که از طریقDOC به او پیشنهاد می شد کار میکرد.
از جمله دوگ در پروژه "شبکه عمق فضا" (Deep Space Network) که ایالات متحده آمریکا آن را در جنوب استرالیا و در شهری به نام وومرا (Woomera) اجرا می کرد شرکت داشت و بدین ترتیب درگیر هیجان انگیزترین مأموریت فضایی غیرسرنشین دار به مقصد ماه و مریخ شد.
خاطره ای از دوگ که در ادامه خواهد آمد در طی مأموریت فضاپیمای مارینر-۴ که از نزدیکی مریخ گذر کرد، اتفاق افتاده است. داستان این موضوع را با قلم دوگ ریکارد بخوانید.
در اواسط دهه ۶۰، ناسا و آزمایشگاه پیشران جت تصمیم گرفتند که نخستین فضاپیمای بدون سرنشین خود را به مقصد مریخ آماده و به سمت سیاره سرخ اعزام نمایند. مارینر-۳ اولین تلاش آنها برای نیل به این هدف بود که به دلیل مشکل فنی ساده ای هرگز به مقصد نرسید. طراحان در ساخت دماغه مخروطی موشک حامل مارینر-۳ از سازه جدیدی استفاده کرده بودند که از لانه زنبوری آلومینیومی به همراه لایه های فایبرگلاس ساخته شده بود. این پوشش جدید به صورت جداگانه در شرایط حاد گرمایی و محیط خلاء امتحان شده بود و از تمامی آزمایشات سربلند بیرون آمده بود. اما هیچگاه مهندسان به فکر انجام یک آزمایش توأم برای گرمای بالا و خلاء زیاد نیافتاده بودند و همین موضوع شکست یک مأموریت چند میلیون دلاری را رقم زد. در زمان پرتاب، هنگامیکه گرما و خلاء با یکدیگر ظاهر شدند، گاز حبس شده در سلولهای سازه لانه زنبوری به قدری منبسط شد که پوشش فایبرگلاس طاقت از دست داد و انفجار کوچکی در دماغه موشک فضایی حامل فضاپیما پدید آمد.
این موضوع باعث شد تا پوشش همچون پتویی تکه تکه شده فضاپیما را در بر بگیرند. به دنبال آن پیچهای انفجاری که برای جدا کردن دو نیمه پوشش دماغه مورد استفاده قرار می گرفتند آتش گرفته و یا منفجر شدند، بنابراین پوشش از فضاپیما جدا نشد و به همین خاطر صفحات خورشیدی و آنتن بهره بالای مارینر-۳ نیز نتوانستند باز شوند. وقتی صفحه خورشیدی در کار نباشد به این معنی است که باتریهای فضاپیما خیلی زود خالی شده و در نبود آنتن بهره بالا، کاوشگر فضایی مفهومی ندارد، چرا که قادر به ارسال هیچ گونه اطلاعاتی نیست. به همین دلایل بود که مارینر-۳ در همان قدم اول تبدیل به یک شکست بزرگ شد.
مارینر-۴، فضاپیمای پشتیبان(نسخه دومی که معمولاً برای شرایط اضطراری ساخته می شود) مأموریت شکست خورده مارینر-۳ بود که در نهایت خوشبختی با سازه قدیمی پوشیده شده بود. بدینسان دانشمندان قادر بودند که در تنها پنجره باز برای سفر به مریخ که تا یک ماه بعد از پرتاب مارینر-۳ بود، دوباره شانس خود را امتحان کنند. اگر آنها این پنجره پرتاب را از دست می دادند می بایستی زمان نسبتاً طولانی را در انتظار موقیت پرتاب مناسب بعدی به انتظار می نشستند. آنها این شانس بزرگ را از دست نداده و مارینر-۴ را به سمت مریخ پرتاب کردند. مارینر-۴ با موفقیت به مدار تزریق شد و حرکت تاریخی خود را به سمت مریخ آغاز نمود.
مسیرهای گوناگونی برای رسیدن به مریخ وجود دارد که بعضی از آنها سریعترین راه برای سفر به سیاره سرخ محسوب می‌شود و پاره‌ای دیگر کمترین انرژی را برای رساندن محموله‌ای به آنجا نیاز دارند. برخی مسیرهای دیگر نیز وجود دارند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در آن زمان مشکل اساسی در ارسال کاوشگر به مریخ به توان موشکها و در نتیجه انرژی مورد نیاز برای پرتاب مربوط می‌شد. از این رو متخصصان پرتاب مسیری بهینه از نظر انرژی را انتخاب کرده بودند. زمان لازم برای رسیدن به مریخ از این طریق حدود ۸ ماه بود و در آن هنگام کاوشگر و مریخ، هر دو در سوی دیگر منظومه شمسی نسبت به خورشید قرار داشتند. این راه بسیار طولانی بود اما چاره دیگری برای سفر به مریخ وجود نداشت.
مارینر-۴ به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده بود که به محض رسیدن به سیاره سرخ با دوربین دیجیتال ابتدایی خود شروع به عکاسی از آن نماید و تصاویر دیجیتالی حاصله را در نوارهای مغناطیسی مخصوصی ضبط کند تا در فرصت مناسبی پس از گذر از کنار مریخ، آنها را برای ارسال به زمین دوباره پخش نماید.
در واقع مریخ تنها برای ۵ دقیقه در دید مارینر-۴ قرار داشت که بخش بزرگی از این زمان کوتاه را در پشت مریخ نسبت به زمین می‌گذراند. از این رو فرصت کافی برای عکاسی و ارسال همزمان آنها به زمین وجود نداشت. از سویی نوار مغناطیسی همراه کاوشگر محدود بود و از این رو مارینر-۴ طوری برنامه‌ریزی شده بود تا پس از اطمینان از بودن سیاره در میدان دید دوربین دستگاه ضبط‌کننده تصاویر روشن شده و اولین تصویر از سیاره سرخ را برای حافظه بشر ضبط نماید.
تنها ۲ ماه تا رسیدن مارینر-۴ به مریخ باقی مانده بود که دانشمندان متوجه یک اشتباه بزرگ در برنامه‌ریزی کاوشگر فضایی شدند. در برنامه اولیه قرار بود زمانی که مریخ در دید دوربین کاوشگر قرار گرفت، سیگنالی برای ایستگاه زمینی ارسال شود تا فرمان برای ضبط تصاویر ارسال شود اما دانشمندان فراموش کرده بودند که مدت زمان لازم برای دریافت سیگنال از آن موقعیت به زمین حدود ۱۷ دقیقه طول می‌کشد و همین مقدار زمان نیز لازم است تا فرمان ایستگاه زمینی به کاوشگر برسد و همه این کارها قرار بود در ۵ دقیقه‌ای که مارینر-۴ از کنار مریخ می‌گذرد، انجام شود!!!
خوشبختانه این کاوشگر یکی از اولین فضاپیماهایی بود که مجهز به کامپیوتر مرکزی قابل برنامه‌ریزی مجهز شده بود. تمامی کاوشگران قبلی از مدارهای الکتریکی غیر قابل برنامه‌ریزی استفاده می‌کردند که با توجه به مأموریت طراحی و ساخته می‌شدند. بنابراین دانشمندان در JPL قادر به بارگذاری برنامه جدیدی در کامپیوتر مرکزی بودند که باید از ایستگاه زمینی برای کاوشگر ارسال می‌شد.برای پرهیز از بروز خطا و اجتناب از خطر کار نکردن سیستم در شرایط خاص، سه روش متفاوت برای روشن کردن دستگاه ضبط تصاویر پیش‌بینی شده بود. اولی ارسال سیگنال فرمان از زمین بود که قرار شده بود ۱۷ دقیقه قبل از زمان پیش‌بینی شده برای گذر از کنار مریخ برای کاوشگر ارسال شود. در حالت دوم کامپیوتر مرکزی کاوشگر برنامه‌ریزی می‌شد تا در زمان پیش‌بینی شده آغاز گذر، ضبط‌کننده را روشن کند. اما سومین راه کمی نیاز به توضیح دارد و خود داستان جداگانه‌ای است.
همانطور که ذکر شد، کاوشگر از یک دوربین دیجیتالی ابتدایی برای عکاسی از مریخ استفاده می‌کرد. در این سیستمها با توجه به شدت نور دریافتی، جریانهای الکتریکی متفاوتی تولید می‌شود که با بازخوانی آنها می‌توان تصاویر در طول‌موجهای متفاوت به دست آورد. امروزه این فناوری تصویربرداری را CCD می نامند. انتظار می رفت که ابزار نصب شده روی کاوشگر قبل از قرار گرفتن سیاره در دریچه دید آن تنها ظلمات و سیاهی فضا را رصد کند. قطعاً با رسیدن به مریخ و گذر سیاره از جلوی دوربین نصب شده روی مارینر-۴، شدت جریان تولید شده توسط مدار دوربین تغییرات فاحشی را نشان می‌داد که می‌توانست معیار قابل قبولی برای آغاز به کار ضبط‌کننده‌های دیجیتالی باشد. بدین‌سان تغییر زیاد شدت جریان دوربین به عنوان سومین سیگنال فرمان برای روشن شدن دستگاه ضبط تصاویر در نظر گرفته شد.
چند هفته‌ای طول کشید تا برنامه جدید برای مارینر-۴ نوشته شود و از آنجایی که در آن زمان نرخ ارسال و دریافت اطلاعات بسیار پایین بود، زمانی طولانی نیز وقت برد تا برنامه جدید برای کاوشگر ارسال شود. سرانجام مأموریت از شکست حتمی نجات یافت و همه چیز طبق برنامه پیش رفت. اما تا زمانیکه اولین تصویر از مریخ دریافت شود، به وضوح می‌شد ترس و واهمه از شکست را در چهره تک‌تک دانشمندان و متخصصان مرکز کنترل مأموریت دید.
دوگ ریکارد سرانجام در روز سه شنبه هفتم می ۲۰۰۲ بر اثر سرطان مغز استخوان درگذشت. بی شک فقدان این مهندس فضایی پیشرو، ضایعه بزرگی برای جامعه فضایی استرالیا محسوب می‌شود.

شهرام یزدان پناه، پژوهشگر علوم و فناوری فضایی
منبع : Memoirs of a Space Engineer

منبع : دانش فضایی