رویای سفر به دوردست

گشتی کوتاه در منظومه پررمز و راز خورشیدی

منظومه شمسی که متشکل از خورشید و اجرامی است که با جاذبه گرانشی خورشید مجموعه واحدی را به وجود آورده اند، تنها مکانی در کیهان است که بشر تاکنون توانسته است به کاوش در ابعاد و زوایای نهفته آن بپردازد. این منظومه از هشت سیاره، ۱۶۶ قمر شناخته شده این سیاره ها، سه سیاره کوتوله (سرس، پلوتون و اریس و چهار قمر این سیاره های کوتوله ) و میلیاردها جرم کوچک دیگر تشکیل شده است. از دیگر اجرام کوچک منظومه شمسی می توان به سیارک ها، اجرام کمربند کویی پر، دنباله دارها، شهاب واره ها و غبار بین سیاره یی اشاره کرد. اعضای منظومه شمسی به ترتیب فاصله چنین است؛ چهار سیاره سنگی (تیر، ناهید، زمین و مریخ)، کمربند سیار ک ها، چهار سیاره بزرگ گازی (مشتری، زحل، اورانوس و نپتون) و کمربند سیارک ها که از اجرام یخی ساخته شده است.بشر هرچه بیشتر به سیاره ها، اقمار و اجرام آسمانی می نگرد و رازهای آنان را کشف می کند، رازهای شگفت آور دیگری سر برمی آورد که گشودن آنها دشوارتر است.

همچنان که تعداد کاوشگرهای بشر به مقصدهای دورتری سفر می کند، چشم اندازهای ناشناخته دیگری بر ما معلوم می شود که پرسش های بسیاری را نیز به دنبال دارد. هم اکنون تعداد بی شماری فضاپیما به دورترین نقاط این منظومه پر از شگفتی ارسال شده است و آنها با ارسال مرتب تصویر و اطلاعات از ناشناخته ترین نقاط این منظومه پررمز و راز و حتی فراتر از منظومه شمسی ما را در مقابل عظمت کیهان شگفت زده و متحیر کرده است. هم اکنون بشر به لطف پیشرفت های علم و فناوری می تواند فضاپیماهایی را برای بررسی ستاره یی فروزان مانند خورشید یا دورترین و سردترین مکان های این منظومه ارسال کند. این کاوشگرها که هم اکنون اطراف سیاره ها و قمرهای این سیاره ها پرسه می زنند، اطلاعات بسیاری از جو سیاره ها، وضعیت سطح آنها و حتی گاز و غبارهای بین سیاره یی و رد به جامانده از دنباله دارها را به زمین می فرستند. هم اکنون فضاپیمایی در راه رسیدن به پلوتون است و قرار است کاوشگری دیگر روی سطح یک دنباله دار فرود آید. بشر پیش از این هیچ گاه رویای سفرهایی چنین دوردست را در سر نپرورانده است.هم اکنون به بهانه اتمام سال ۱۳۸۶ شمسی، اجرام این منظومه شگفت انگیز را یک به یک بررسی می کنیم تا با گذشته این اجرام و همچنین دستاوردهای پژوهشی کاوشگرهای فضایی آشنا شویم؛ تاکید ما در این مقاله یافته های فضاپیماها در سال گذشته و برنامه های اکتشافی کاوشگرها برای سال های آینده است؛ برنامه هایی که می تواند دیدگاه ما را نسبت به منظومه شمسی و جایگاه انسان در این منظومه و کل کیهان دگرگون کنند.

خورشید؛ خورشید اصلی ترین عضو منظومه شمسی است و انرژی سیاره ما را فراهم می کند. همچنین مرکز جرمی است که همه سیاره های این مجموعه به دور آن می گردند. زندگی ما در زمین از هر لحاظ به خورشید وابسته است و به همین دلیل است که دانشمندان می خواهند رازهای این ستاره را آشکار سازند. هم اکنون ناوگانی از فضاپیماها به دور زمین می گردند، اما رویشان به سمت خورشید است. هدف این کاوشگرها آن است که توانایی ما را برای پیشگویی رویدادهای مهم خورشید (از جمله فوران های سطح خورشید) افزایش دهد. هر بار که سطح خورشید فوران می کند، مقدار زیادی از گازهای دارای ذره های باردار را به فضای اطراف پرتاب می کند. جرم گازهای حاصل از فوران تاج خورشید میلیاردها تن است که با سرعت دو هزار کیلومتر در ساعت حرکت می کنند. این فوران می تواند به ماهواره ها و سیستم های ارتباطات رادیویی و شبکه توزیع نیرو آسیب برساند.

از جمله مهم ترین کاوشگرهای خورشید می توان به ماهواره های استرئو اشاره کرد. استرئو شامل دو فضاپیمای همسان است که بالا و پایین مدار زمین قرار دارند. خط دید این دو ماهواره به خورشید تفاوت بسیار کمی با یکدیگر دارد. به همین دلیل آنها می توانند تصویرهای سه بعدی از خورشید و فوران های آن تهیه کرده و مشخص کنند آیا این توفان ها روبه زمین حرکت می کنند یا خیر. استرئو به تازگی تصویری از برخورد یک توده گازی خورشید و یک دنباله دار تهیه کرده، هنگامی که توده گاز به دنباله دار برخورد کرد، دنباله دار دنباله اش را از دست داد.

ماموریت دیگری که خورشید را رصد می کند، فضاپیمای ژاپنی هینوده است که تصویرهای دقیقی از لکه های خورشیدی و به ویژه گازهای داغ آن فراهم کرده است.

در این تصویرها می توان جزییات بسیاری از سطح خورشید را تماشا کرد، از جمله اینکه چگونه توده هایی از گاز داغ به سطح خورشید می آیند و در آنجا حرارت خود را از دست می دهند و سرد می شوند و سپس به اعماق خورشید فرو می روند.

تیر؛ سیاره تیر همیشه برای آدمیان شگفت انگیز و دور از دسترس بوده. مردم باستان در اسطوره های خود آن را پیام رسان خدایان می دانستند. از آنجا که رصد این سیاره و همچنین دسترسی به آن بسیار دشوار بود، کمتر از سیاره ها و اجرام دیگر منظومه شمسی بررسی شده است. تیر کوچک ترین سیاره منظومه خورشیدی است و هر سال آن ۸۸ روز است.

کاوشگر «پیام رسان» از فاصله بسیار نزدیک ۲۵۰ کیلومتری سطح تیر گذر کرد. این اولین بار است که پس از ۳۳ سال یک کاوشگر از این سیاره عکسبرداری کرده است. تصویرهایی که پیام رسان تهیه کرد، بسیار حیرت آور بود. پیش از این نیز مارنیرده در سال ۱۹۷۵ به دیدار این سیاره رفت و حدود نیمی از آن را رصد کرد.

در نگاه اول تیر بسیار شبیه به ماه به نظر می رسد، اما تفاوت های بسیاری با قمر زمین دارد. این سیاره بسیار چگال است و هسته بزرگی دارد، به همین دلیل گمان می رود لایه های خارجی این سیاره ها در اثر برخوردی که میلیاردها سال پیش روی داد، به اطراف پراکنده شدند. زمانی که منظومه شمسی جوان بود، دنباله دارها و سیارک های بسیاری با آن برخورد کردند و باعث شدند گدازه ها در سطح سیاره جاری شوند. بعدها گدازه ها سرد و متراکم شدند و سطح شیاردار و ناهموار آن را به وجود آوردند. از جمله تصویرهای جالبی که «پیام رسان» ارسال کرده است می توان به عکس های حوضه کالری اشاره کرد. این حوضه حدود ۱۳۰۰ کیلومتر وسعت دارد و کوه هایی به ارتفاع ۲۴۰۰ متر پیرامون آن را فرا گرفته است. این حوضه را کالری (از کلمه یی لاتین به معنای حرارت) نامیدند، زیرا خورشید از فاصله نزدیک بر آن می تابد. به دلیل نزدیکی این سیاره به خورشید، دمای آن به ۴۳۰ درجه سانتیگراد می رسد. پیام رسان دو ماموریت کنارگذر دیگر دارد که در سال های ۲۰۰۸ و ۲۰۰۹ انجام خواهد شد. قرار است این کاوشگر پس از کاهش سرعت از تمام سطح سیاره عکسبرداری کند. سازمان فضایی اروپا نیز طرحی برای پرتاب کاوشگر تیر دارد که در سال ۲۰۱۹ به مقصد می رسد.

ناهید؛ آنهایی که صبح زود از خواب برمی خیزند، این بخت را دارند که درخشش ناهید را در آسمان صبحگاهی مشاهده کنند. این سیاره درخشان ترین جرم آسمان پس از خورشید و ماه است. برای مردم باستان درخشش خیره کننده ناهید مونث بودن آن را گواهی می کرد.لایه هایی از ابرهای ضخیم (که بخشی از این ابرها از قطره های اسید سولفوریک تشکیل شده است) سطح این سیاره را پوشانده است، با این همه طی بیست سال گذشته یک ماهواره سطح سیاره را با استفاده از رادار بررسی و از آن تصویر تهیه کرده است. این تصویرها تعداد به نسبت کمی دهانه برخوردی در سطح سیاره کشف کرده است. اخترشناسان بر این باورند که این موضوع نشان دهنده آن است که فعالیت های آتشفشانی در ناهید بسیار شدید است و هر چند صد میلیون سال سطح سیاره را از نشانه های دهانه برخوردی پاک می کنند. تعداد آتشفشان های ناهید چندین برابر آتشفشان های زمین است و پهنای دو هزارتای آن از صد کیلومتر هم بیشتر است.

تنها فضاپیمایی که هم اکنون در مدار ناهید (زهره) به سر می برد، فضاپیمای سازمان فضایی اروپا با نام ونوس اکسپرس است. این فضاپیما رعد و برق های بسیاری را در ارتفاع های بالای جو ناهید ثبت کرده است. میزان این رعد و برق ها در جو ناهید حداقل نصف رعد و برق های زمین است.

ونوس اکسپرس همچنین به شواهدی مبنی بر وجود اقیانوس در گذشته این سیاره دست یافت و گردبادهای عظیمی را در قطب جنوب سیاره کشف کرد. بررسی ها نشان داد جو ناهید زمانی بسیار شبیه به جو زمین بود و زمانی به احتمال زیاد آب در سطح این سیاره جریان داشت.اما اثر گلخانه یی شدید باعث تبخیر آب موجود در جو سیاره شد که با توجه به وجود مقدار زیاد دی اکسید کربن در جو و لایه های ضخیم دی اکسید گوگرد، شدیدترین گرمایش سیاره یی را در منظومه شمسی ایجاد کرده است. همین موضوع باعث شده است دمای سطح ناهید به بیش از ۴۶۰ درجه سانتیگراد برسد. این وضعیت باعث شده است که به رغم آنکه فاصله ناهید از خورشید دو برابر فاصله تیر از خورشید است و فقط یک چهارم از تابش های خورشید را دریافت می کند، دمای سطح ناهید بیشتر از دمای سطح تیر باشد.

ماه؛ پس از آنکه بشر چندین دهه ماه را فراموش کرده بود، امروزه وارد عصر جدیدی از اکتشاف ماه می شویم. به نظر می رسد به چنین پژوهش هایی نیاز داریم، زیرا به رغم آنکه دانشمندان چندین کیلوگرم از سنگ های ماه را که به زمین منتقل شده است، بررسی کردند، هنوز هم پرسش های بسیاری در مورد ماه بدون پاسخ مانده است. از جمله مهم ترین این پرسش ها این است که منشاء شکل گیری ماه چیست؟

هم اکنون دو کاوشگر در مدار ماه است و قرار است کاوشگرهای دیگری هم به کاوش در ماه بپردازند.

فضاپیمای ژاپنی کاگویا که شهریور گذشته پرتاب شد، بزرگ ترین ماموریت ماه پس از ماموریت آپولو است. این فضاپیما در ارتفاع ۱۳۰ کیلومتری سطح ماه مستقر است.

این فضاپیما پیش از این فیلمی از طلوع زمین آبی و سفید در افق ماه ارسال کرده است. ژاپن تصمیم دارد تا پیش از سال ۲۰۱۰ فضاپیمای دیگری را برای ادامه ماموریت کاگویا به ماه ارسال کند. ارسال یک فضاپیمای سرنشین دار به ماه تا سال ۲۰۲۰ و ساخت پایگاه و استقرار افراد در ماه تا سال ۲۰۳۰ از دیگر برنامه های ژاپن در سال های آینده است. چین نیز در سال گذشته اولین کاوشگر قمری خود را (به نام چانگ یک) در سال گذشته پرتاب کرد که یک ماه پس از پرتاب، اولین تصویرها از ماه را به زمین فرستاد. یکی از هدف های این پژوهش جست وجو برای یافتن هلیم - ۳ در سطح ماه است. هلیم - ۳ شکلی از هلیم است که در زمین کمیاب است، اما اگر به مقدار کافی در ماه وجود داشته باشد، استخراج و انتقال آن به زمین و استفاده از آن در رآکتورهای هسته یی می تواند از هدف های بعدی باشد. چین تصمیم دارد تا سال ۲۰۱۲ رهنوردی را به ماه بفرستد و تا سال ۲۰۱۷ نمونه هایی از خاک ماه را به زمین بیاورد. علاوه بر این چین توافقنامه یی را با روسیه امضا کرده است تا فضانوردانی را در سطح ماه فرود آورد.

در سال آینده نیز هند فضاپیمای «چاندرایان یک» را به ماه می فرستد که تجهیزاتی از امریکا و اروپا روی آن نصب است. هند تصمیم دارد یک برنامه اکتشافی سرنشین دار را در دهه آینده در مدار ماه اجرا کند و تا سال ۲۰۲۰ فضانوردی را به سطح ماه بفرستد. قرار است در سال آینده مدارگرد اکتشاف ماه (LRO) پرتاب شود تا تصویرهایی با وضوح زیاد از سطح ماه تهیه کند و مقدمات فرود فضانورد تا سال ۲۰۱۷ را آماده کند. این فضاپیما همچنین به جست وجوی پاسخ بسیار مهمی می رود؛ آیا زیر سطح قطب ماه یخ وجود دارد؟ اگر در ماه یخ وجود داشته باشد برای ساخت ایستگاه دائمی در ماه از اهمیت بسیاری برخوردار می شود.

علاوه بر اینها روسیه نیز تصمیم دارد طرح فرودگر و مدارگرد خود را تا سال ۲۰۱۲ اجرا کند. آلمان نیز در سال گذشته خبر داد تا سال ۲۰۱۲ مدارگردی را به ماه می فرستد. انگلستان نیز در جست وجوی منابع مالی و امکانات برای اجرای یک ماموریت تحقیقاتی در مورد ماه است.

مریخ؛ رومی ها بر این باور بودند که مریخ یک قطره خون است که از سقف آسمان آویزان است و آن را خدای جنگ می دانستند و به همین نام می خواندند. اما حقیقت آن است که مریخ سیاره یی کوچک و سنگی است که سطح خشکی های آن اندازه زمین است و جو رقیقی دارد که باعث تشکیل ابر و توفان های غبار می شود. این سیاره از چند لحاظ شبیه زمین است از جمله وجود آتشفشان ها، دره ها، بیابان و کلاهک قطبی دارای یخ. رشته کوه الیمپوس مریخ بلندترین رشته کوه شناخته شده در منظومه شمسی و دره های مریخ عمیق ترین دره های منظومه شمسی است.

هم اکنون مریخ اولویت پژوهشی دانشمندان برای اکتشاف های فضایی محسوب می شود. این سیاره در حال حاضر میزبان سه مدارگرد فعال است که عبارتند از ادیسه مریخ، مارکس اکسپرس و مدارگرد اکتشافی مریخ. فضاپیمای دیگری هم وجود دارد به نام کاوشگر سراسری مریخ که از تابستان گذشته از کار افتاد و دیگر فعال نیست. گذشته از این دو رهنورد به نام های روح و فرصت در سطح مریخ فعالیت می کنند.

شواهد جمع آوری شده نشان می دهد مریخ زمانی پوشیده از آب بود. رصد کلاهک یخی قطب نیز نشان می دهد این کلاهک در حال پسروی است. به نظر می رسد مریخ هم مانند زمین به گرمایش جهانی مبتلا شده است.

در سپتامبر ۲۰۰۶ مریخ نورد فرصت به دهانه ویکتوریا رسید و برای اولین بار تصویرهایی از این دهانه برخوردی ارسال کرد. بررسی دهانه های برخوردی برای دانشمندان بسیار مهم است زیرا این مکان ها دستیابی به لایه های زیر سطح را ممکن و امکان تجزیه و تحلیل تاریخ زمین شناختی سیاره را فراهم می سازد.

«فرصت» برای آنکه وارد این دهانه شود، شش هفته منتظر ماند زیرا وقوع یک توفان سراسری در مریخ کار را دشوار کرده بود. هم اکنون فرصت با احتیاط به جست وجو در این دهانه می پردازد.

در مریخ توفان های بسیاری می وزد که همراه با گرد و غبار نیز هست. دانشمندان با استفاده از مدارگردهای مریخ دریافتند وقوع چنین توفانی باعث گرم شدن جو و سرد شدن سطح مریخ می شود. جای خرسندی است که چنین توفان هایی در زمین رخ نمی دهد، زیرا در صورت وقوع زمین را چندین ماه در تاریکی فرو می برد و اثرهای زیانبار فراوانی برای زیست بوم به بار می آورد.

مشتری؛ مشتری بزرگ ترین سیاره منظومه شمسی است و همیشه آن را پادشاه آسمان شب محسوب می کردند. از پاییز سال ۲۰۰۳ که کاوشگر گالیله با برنامه ریزی قبلی به جو مشتری سقوط کرد و سوخت، دانشمندان چندان به آن توجه نکردند. هم اکنون نیز طرح و برنامه یی برای ارسال کاوشگر به این سیاره وجود ندارد و اخترشناسان به رصد این سیاره با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل اکتفا می کنند.

با این همه در مارس سال گذشته که فضاپیمای افق های تازه (New Horisons) از کنار این سیاره گذشت، دانشمندان توانستند تصویرهای تازه یی از این سیاره تهیه کنند. فضاپیمای افق های تازه علاوه بر این تصویرهای جدیدی از ایو (Io یکی از مهمترین قمرهای مشتری) تهیه کرده است. ایو از لحاظ آتشفشانی فعال ترین جرم در منظومه شمسی است. آتشفشان های بسیاری در سطح این قمر جاری است و سطح آن را به رنگ زرد و نارنجی درآورده است. فضاپیمای افق های تازه هم اکنون از مشتری گذشته است و تا رسیدن به مقصد نهایی یعنی پلوتون بدون فعالیت است.

کیوان؛ کیوان یا زحل با آن حلقه های عظیم و زیبایش یکی از بهترین هدف ها برای اکتشاف های فضایی دانشمندان است. اما کیوان چندان هم مایل به افشای اسرارش نیست و آنها را آرام آرام فاش می کند. دانشمندان مطمئن نیستند که حلقه های زحل چگونه شکل گرفته است. شاید این حلقه باقی مانده های یک قمر باشد که به سطح سیاره بسیار نزدیک و در نتیجه تکه تکه شده، شاید هم باقی مانده های یک قمر است که هیچ گاه تشکیل نشد.

در سال ۲۰۰۴ فضاپیمای کاسینی به شکاف میان حلقه های آن وارد شد و در مدار زحل قرار گرفت. کاسینی از زاویه های مختلف حلقه ها را بررسی کرد. این بررسی ها جزئیات بسیار زیادی از اسرار آن را فاش کرد. علاوه بر این سه قمر جدید این سیاره نیز کشف شد.

اورانوس؛ اورانوس سیاره گازی بزرگی است که فقط یک بار وویجر ۲ در سال ۱۹۸۶ از آن دیدار کرد. این سیاره در جو خود ابرهایی از جنس آب و متان دارد. دانشمندان هم اکنون طرحی برای بررسی دوباره این سیاره ندارند.

نپتون؛ باز هم وویجر ۲ تنها فضاپیمایی بود که در سال ۱۹۸۹ از نپتون دیدار کرد. این سیاره شبیه اورانوس است، البته کمی آبی تر. وویجر یک لکه بزرگ را در نیمکره جنوبی آن کشف کرد. اما رصدهای تازه با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل نشان می دهد این لکه محو شده است. هر چند طرح های زیادی برای کاوش در این سیاره در حال بررسی است، اما هیچ کاوشگری هم اکنون در این سیاره فعال نیست.

پلوتون؛ پلوتون از جمله بداقبال ترین اجرام منظومه شمسی است زیرا به تازگی مقامش (به عنوان یک سیاره) را از دست داد و به رده سیاره های کوتوله تنزل کرد. البته در مقام سیاره کوتوله هم بزرگ ترین سیاره کوتوله نیست و مقام سوم را دارد. تصویر «افق های تازه» از پلوتون که از فاصله ده میلیارد کیلومتری تهیه شده است، به این فضاپیما کمک می کند مسیر درست را برای رسیدن به این سیاره در سال ۲۰۱۵ بیابد. هرچند فکر یک برنامه اکتشافی از پلوتون در سال ۱۹۹۲ شکل گرفت، اما به دلیل مشکلات مالی تا سال ۲۰۰۶ به تعویق افتاد. آلن استرن سرپرست این برنامه توافق کرد بخشی از خاکستر کلاید تومبا کاشف پلوتون (که در سال ۱۹۹۷ درگذشت) به همراه این فضاپیما به پلوتون ارسال شود.

محمدرضا دستورانی