كاوشگر هويگنس روى قمر تيتان فرود آمد مهتا مقدم دانشمند ايرانى مسئول رادار اين كاوشگر است، شرق

نفوذ انسان به حلقه زحل

گروه دانش،سليمان فرهاديان: كاوشگر فضايى هويگنس كه سوار بر فضاپيماى كاسينى بود روز جمعه ۲۵ دى ماه جارى به سلامت بر سطح تيتان بزرگترين قمر كيوان (كه نام فارسى سياره زحل است) نشست و بدين ترتيب سفرى را كه هفت سال پيش آغاز كرده بود به پايان رساند. اين كاوشگر فضايى بيست روز پيش از سفينه حامل خود (كاسينى) جدا شد و سفر به يكى از گوشه هاى ناشناخته منظومه شمسى را آغاز كرد. گفتنى است كه امروزه تلسكوپ هاى زمينى، فضايى و فضاپيماها و مدارگردهايى طراحى و ساخته شده اند كه مى توانند اطلاعات فراوانى در مورد ماهيت شيميايى و فيزيكى سياره ها و قمرهاى آنان ارسال كنند، اما قمر تيتان داراى جوى آكنده از غبار ضخيم نارنجى رنگ است و به همين دليل سطح سياره از ديد دانشمندان پنهان مانده و اندازه گيرى مشخصات طبيعى آن از راه دور امكان پذير نيست و ارسال كاوشگر براى فرود در سطح سياره از اين لحاظ الزامى است. فضاپيماى كاسينى پيش از اين چندين بار به دور تيتان گشته بود اما مشخصات فيزيكى و شيميايى و مشخصات آب و هوايى آن به طور كامل شناسايى نشده است و اظهارنظر در اين مورد به پس از ارزيابى تصويرهايى كه هويگنس از جو اين قمر ارسال مى كند، موكول شده است. لازم به ذكر است تيتان تنها قمر داراى جو در منظومه شمسى است و از بعضى جهات از ميان اجرام موجود در منظومه شمسى، شبيه ترين جرم به زمين است و به همين دليل احتمال يافتن نشانه هاى حيات در آن بيش از ساير نقاط منظومه شمسى است. اين فضا پيما براى رسيدن به كيوان مسافتى بيش از يك هزار ميليارد كيلومتر را در فضا طى كرده است و هفت سال در راه بود، اين در حالى است كه آپولو براى رسيدن به كره ماه فقط چهار روز در راه بود. هدف اين ماموريت تحقيق در مورد ساختار جو و وضعيت حلقه هاى كيوان، تاثير ميان مغناطيسى سياره بر قمر ها و حلقه هاى آن است. خبرگزارى ايسنا نيز در مورد اهداف اين ماموريت گفت وگويى را با «شون استنلى» از كارشناسان برنامه هويگنس در اسا (سازمان فضايى اروپا) انجام داده است كه وى در مورد دليل انتخاب تيتان براى انجام يك ماموريت تحقيقاتى گفته است كه جو ضخيم تيتان داراى مقدار زيادى نيتروژن و تركيب هاى آلى (تركيب هاى داراى كربن) است. وجود اين تركيبات برروى سياره اى با شرايط همانند زمين مى تواند بيانگر وجود حيات در آن باشد. گفته مى شود وضعيت فعلى قمر تيتان به وضعيت زمين در ۴ ميليارد و ششصد ميليون سال پيش شبيه بود. در تصوير هايى كه طى يكى دو روز گذشته دريافت شده كانال هايى شبيه كانال هاى آب تشخيص داده شده است، اما هنوز وجود آب در آن محرز نشده است، ولى اگر آب وجود داشته باشد در دماى ۲۰۰- درجه تيتان منجمد است. علاوه بر اين گمان مى رود در سطح تيتان درياچه ها و اقيانوس هايى از تركيب هاى آلى همانند متان، اتان و نيتروژن مايع وجود داشته باشد.
• تجهيزات هويگنس
كاوشگر هويگنس مجهز به شش ابزار پيشرفته است كه مى تواند با انجام آزمايش هاى دقيق اطلاعات ارزشمندى در مورد ماهيت فيزيكى، شيميايى جو و سطح قمر تيتان فراهم آورد. ابزار تعيين ساختار اتمسفر هويگنس هنگام عبور، فرود و پس از نشستن در سطح تيتان ويژگى هاى فيزيكى _ شيميايى جو قمر را بررسى مى كند. طيف سنج جرمى و كروماتوگرافى گازى كه تركيب شيميايى گاز موجود در جو را تجزيه و تحليل مى كند. دستگاه ديگر گازها و گرد و غبار معلق را جمع آورى كرده و با تجزيه شيميايى به وسيله حرارت اطلاعات زيادى را فراهم مى كند. دستگاه هاى ديگر نيز با تصويربردارى و اندازه گيرى طيفى، جو قمر تيتان را مورد ارزيابى قرار مى دهند. اندازه گيرى ويژگى هاى سطح فرود نيز يكى ديگر از اهداف اين ماموريت است، هرچند كه تا زمان فرود دقيقاً مشخص نبود هويگنس روى يك سطح مايع، جامد يا پوشيده از برف هاى هيدروكربنى فرود آيد. هويگنس حدود ۳۴۹ كيلوگرم جرم دارد. وزن كلى مجموعه كاسينى _ هويگنس نيز حدود ۵/۸۲ تن است و ابعاد آن ۲/۷ متر است و پس از فضاپيماى فوبوس دو كه ساخت شوروى سابق بود و به مريخ اعزام شد، سنگين ترين فضاپيماى ساخت بشر محسوب مى شود.
• نقش ايرانيان در پژوهش هاى جديد
سال گذشته هنگامى كه كاوشگرهاى فرصت و شبح بر سطح سياره سرخ فرود آمدند جهان دانش و به ويژه علاقه مندان نجوم به وجد آمدند، اما يك نكته براى ايرانيان از اهميت ويژه اى برخوردار بود: كليه برنامه هاى مربوط به اكتشاف در مريخ تحت سرپرستى يك ايرانى به نام فيروز نادرى انجام مى گيرد و وى مدير اصلى پروژه شبح و فرصت بود و از طرف ديگر از بين ده ها طراح و سازنده اين مريخ نوردها سه ايرانى ديگر حاضر بودند كه نام آنها روى پلاكى بر بدنه مريخ نوردها نقش بست و افتخار ديگرى را براى ايرانيان به ارمغان آورد. طرح هويگنس نيز از تخصص ايرانيان بى بهره نبوده است. دكتر مهتا مقدم يكى از ايرانيانى است كه سرپرستى مهندسى رادار را برعهده داشته است. وى از سال ۱۹۹۱ در آزمايشگاه پيشرانش جت در بخش مهندسى رادار در موسسه فناورى پاسادناى كاليفرنيا مشغول به كار بود و روى برنامه گسترش الگوريتم هاى مربوط به تحليل تصويربردارى هاى رادارى كار كرده است. وى كه تاكنون بيش از هفتاد مقاله در نشريه ها يا كنفرانس هاى مختلف ارائه داده است، سرپرستى بخش مهندسى رادار كاسينى را برعهده داشته است.

• طراحى ماموريت
اين ماموريت داراى فضاپيماى كاسينى و كاوشگر هويگنس است. طراحى و ساخت كاسينى بر عهده آزمايشگاه پيشرانش جت موسسه فناورى كاليفرنيا بود و مركز پژوهش و فناورى فضايى اروپايى (اسا) بود. آژانس فضايى ايتاليا نيز ساخت و توليد آنتن ها و ساير تجهيزات را بر عهده داشته است. اين طرح از لحاظ هزينه يكى از پرهزينه ترين طرح هاى پژوهشى است كه سهم ناسا ۲۱۰۰ ميليون يورو و سهم اسا ۳۶۰ ميليون يورو بود . دانشگاه ها نيز حدود ۱۰۰ ميليون يورو و موسسه فضايى ايتاليا ۱۴۵ ميليون يورو را تقبل كرده اند.
• مراحل فرود هويگنس بر سطح تيتان
هويگنس مجهز به سامانه اى است كه چند ساعت پيش از رسيدن به جو تيتان هويگنس را فعال كرد. فرود هويگنسن در جو تيتان با سرعت ۱۸ هزار كيلومتر در ساعت آغاز شد كه چترهاى نجات سرعت آن را به مقدار ۱۴۰۰ كيلومتر در ساعت كاهش داد. البته با توجه به سرعت زياد حركت اين كاوشگر و اصطكاك با جو تيتان دماى سطح آن به ۱۸۰۰ درجه سانتيگراد رسيد. براى حفاظت كاوشگر در مقابل اين دماى شديد سپر محافظ تجهيزات را از دماى بالا در امان نگه داشته است. هويگنس علاوه بر سه چتر نجات داراى سامانه كاهش سرعت است كه مى تواند سرعت آن را كم كند تا فرودى ايمن در سطح اين قمر را تضمين كند (سرعت در هنگام فرود حدود ۲۰ كيلومتر بر ساعت بود) در مجموع عمليات فرود بيش از ۵/۲ ساعت به درازا كشيد. فعاليت دستگاه هاى اندازه گيرى نيز از ارتفاع ۱۶۰ كيلومترى جو آغاز شده بود.
• مدت زمان فعاليت كاوشگر
هويگنس برق خود را از باترى هاى همراه خود تامين مى كند. پس از گذشت چند ساعت و تخليه باترى عمر هويگنس به پايان مى رسد. لازم به ذكر است كه مريخ نوردهاى شبح و فرصت نيز انرژى خود را در شب از باترى ها و در روز از صفحه هاى خورشيدى تامين مى كردند كه مى توانست باترى ها را هم شارژ كند. هر چند كه ماموريت مريخ نوردها براى يك دوره سه ماهه طراحى شده بود اما از آنجا كه مريخ نوردها كار خود را بدون مواجه شدن با مشكل حاد انجام داده بودند اين مدت چندين مرتبه تمديد شد و بالاخره تا يك سال نيز ادامه پيدا كرد، اما از آنجايى كه اين احتمال براى هويگنس وجود ندارد افزايش طول عمر هويگنس ممكن نيست. هويگنس اطلاعاتى را كه جمع آورى كرده است به كاسينى منتقل مى كند و كاسينى آن را به زمين ارسال مى كند، در عين حال آن را ذخيره نيز مى كند. مديريت ماموريت هويگنس بر عهده مركز عمليات فضايى اروپا و در شهر دارمشتات آلمان است. اسا اميدوار است پس از تجربه تلخ شكست كاوشگر بيگل ۲ كه پس از فرود در سطح مريخ از انجام فعاليت و ارسال اطلاعات به زمين بازماند، اين بار ماموريتى موفقيت آميز را مديريت كند و به رقيبى براى ناسا بدل شود.
----------------
سه تصوير ديگر از قمر تيتان: