آغاز «پایان بزرگ» مأموریت فضاپیمای کاسینی

 صبحگاه پنجشنبه، هفتم اردیبهشت‌ماه به وقت ایران، فضاپیمای کهنه‌کار کاسینی عاقبت با گذر از فضای مابین سیاره زحل و درونی‌ترین حلقه آن رسماً اولین مرحله از مأموریت پایانی خود در اطراف این سیاره – موسوم به «پایان بزرگ» (Grand Finale) – را به سلامت از سر گذراند.

این نخستین گذر از مجموع ۲۲ گذر کاسینی از آن منطقه است که نهایتاً با ورود مرگبار این فضاپیما به جو فوقانی زحل در بیست و چهارم شهریورماه سال جاری به اتمام خواهد رسید، و بدین‌وسیله پایانی باشکوه را برای مأموریت بیست‌ساله این ماشین اکتشاف رقم خواهد زد.

با گذشت بیست سال از پرتاب فضاپیمای کاسینی به فضا و سیزده سال از ورود این فضاپیما به مدار زحل، ذخایر سوخت آن هم‌اینک رو به اتمام‌اند و نوبت به پرده پایانی این مأموریت طولانی رسیده است.

تا دو سال پیش، همچنان بحث و نظرها راجع به طریقه اتمام این مأموریت در جریان بود؛ چراکه به یمن بهره‌مندی کاسینی از ژنراتور برق گرماهسته‌ای، امکان تمدید ده‌ها ساله مأموریت آن در حتی سیارات دورتری همچون اورانوس و نپتون نیز، بدون دغدغه ضعف نور خورشید در آن قلمروها، فراهم بود. در این بین، تنها محدودیت موجود، به مایحتاج سوخت موتورهای تصحیح مدار فضاپیما مربوط می‌شد. با این حال، یافته‌های نویدبخش کاسینی در مدار زحل، دانشمندان را به قماری حداکثری بر سر رمزگشایی از اسرار همین سیاره متقاعد کرد.

از مهم‌ترین یافته‌های کاسینی در مدار زحل می‌توان به کشف یخ‌فشان‌های فعال در نیمکره جنوبی قمر نسبتاً کوچک انسلادوس (که از وجود اقیانوسی زیرسطحی در این قمر حکایت دارند)، و همچنین تنوع چشمگیر عوارض جغرافیایی و اقلیم تایتان (بزرگ‌ترین قمر زحل) اشاره کرد – عوارضی اعم از ابرها، دریاها، دریاچه‌ها، و رودخانه‌های هیدروکربنی.

اما این یافته‌ها به قیمت تصمیم بر مرگ قطعی کاسینی تمام شد؛ چراکه با افزایش احتمال زیست‌پذیری دست‌کم این دو قمر در اطراف زحل (و چه بسا میزبانی‌ آنها از اقسام اولیه حیات میکروبی)، تصمیم به تثبیت موقعیت فضاپیما در یک مدار دائمی به گرد زحل عاقلانه نبود.

با کاهش سوخت کاسینی در آینده، امکان تصحیح مدار آن دیگر میسر نیست، و لذا احتمال برخورد این فضاپیما در آینده‌ای ولو خیلی دور به این دو قمر را نمی‌توان منتفی دانست. اما در صورت وقوع چنین برخوردی، قطعاً احتمال «آلوده‌سازی» این دو قمر به ارگانیسم‌های احتمالی‌ای که از زمین بر روی فضاپیما باقی مانده بوده‌اند نیز منتفی نخواهد بود.

در آزمایشات متعددی که بر عرشه ایستگاه فضایی بین‌المللی صورت گرفته، مشخص شده است که برخی میکروارگانیسم‌ها حتی در نبود غذا و هوا، و تحت تشعشعات مرگبار محیط فضا نیز تا ماه‌ها زنده می‌مانند.

اما دلیل انتخاب شکل خاص مدار کاسینی تا پیش از اتمام این «پایان بزرگ»، حجم اطلاعاتی است که چنین مداری می‌تواند از ساختار فیزیکی و پیشینه حلقه‌های زحل، و همچنین جو این سیاره در اختیار دانشمندان قرار دهد. این مدار قطبی و بیضوی که کاسینی را تا پایان شهریورماه حدوداً هر یک هفته از فاصله تنها ۲۹۳۰ کیلومتر از فراز ابرهای فوقانی جو زحل عبور خواهد داد، از درونی‌ترین حلقه زحل (موسوم به حلقه D) حدود ۴۷۸۰ کیلومتر فاصله دارد.

اگرچه دانشمندان احتمال می‌دهند که ابعاد متوسط ذرات معلق در چنین قلمرویی نمی‌تواند از ابعاد ذرات دود فراتر باشد، اما با توجه به سرعت سرسام‌آور فضاپیما حین گذر از این ناحیه (معادل ۱۱.۶ کیلومتر بر ثانیه)، برخورد با ذره‌ای به ابعاد حتی یک دانه شن نیز می‌تواند حکم تیر خلاصی را برای ادوات ظریف کاسینی داشته باشد.

از همین رو فضاپیما ضمن هر دفعه عبور خود از این ناحیه، آنتن بشقابی‌شکل ۴ متری خود را به عنوان سپر استفاده می‌کند، که نتیجه‌اش قطع موقت ارتباط کاسینی با زمین خواهد بود. در واقع حین گذر روز چهارشنبه، سیگنال‌های حاکی از سلامت فضاپیما، تا ۲۰ ساعت پس از آن شیرجه دریافت نشد.

اما در حجم داده‌های دریافتی از عبور نخست کاسینی از این مدار، اطلاعاتی غنی‌تر از این سیگنال‌های نویدبخش هم به چشم می‌خورد. در این حجم داده، ما برای نخستین بار شاهد نماهایی فوق‌العاده نزدیک از طوفان‌های جو فوقانی زحل، و همچنین عوارض گرداب‌گون قطب شمال این سیاره بودیم.

در موج نخست این تصاویر، می‌توان ابرهای پراکنده‌ای از آمونیاک را در جو فوق‌العاده سرد زحل (با دمای تخمینی منفی ۲۷۰ درجه سلسیوس) دید، که بر فراز لایه‌ای از ابرهای ممتد هیدروسولفید آمونیوم شناورند. چنین ابرهای ممتدی را فقط می‌توان در فواصل دوردست منظومه شمسی که آشوب جوی رفته‌رفته رو به کاهش می‌گذارد مشاهده کرد. نمونه بارز چنین ابرهایی، دایره قطبی شمال زحل است.

تصاویر نمای نزدیک کاسینی ناگزیر به حالت تک‌فام تهیه شده‌اند، چراکه با توجه به سرعت بالای عبور فضاپیما از کنار جو زحل، و همچنین فاصله به نسبت نزدیک آن با جو، در صورت تعویض فیلترها به ازای تهیه هر عکس (به منظور تلفیق آنها و تولید یک تصویر رنگی)، نتیجه کار عکس‌هایی ناواضح از آب درمی‌آمد.

اما دوربین‌های تصویربرداری، تنها ادوات فعال کاسینی نیستند، و این فضاپیما با جعبه‌ابزاری از طیف‌سنج‌ها، رادیومترها، حسگرهای فروسرخ و میکرویو اقدام به کسب داده می‌کند. از همین رو انتظار می‌رود تا طی هفته‌های آتی، اطلاعاتی بی‌بدیل از فراز پایانی مأموریت پربار کاسینی به زمین مخابره شود.