Share

فضاپیمای «بامداد»، وابسته به سازمان فضایی ایالات متحده (ناسا) که به ملاقات با دو عضو غول‌آسای کمربند سیارکی منظومه شمسی رفته بود، به مأموریت یازده‌ساله‌اش خاتمه داد. این نخستین مأموریت علمی به قصد ملاقات مداری با «دو» جرم منظومه شمسی بود که در عین حال اولین دیدار بشر با یک «سیاره کوتوله» را نیز رقم زد.

طرحی از فضاپیمای بامداد در مدار سیاره کوتوله «سرس»

 کمربند سیارکی به محدوده‌ای در حدفاصل مدار مریخ و مشتری اطلاق می‌شود که از حجم وسیع خرده‌سیاره‌های بازمانده از تشکیل یک سیاره ناکام میزبانی می‌کند. آشفتگی‌های گرانشی مشتری، موقعیت ادغام این قلوه‌سنگ‌های فضایی را از آنها سلب کرده است، و لذا در این محدوده، میلیون‌ها سنگ فضایی سرگردان، در ابعاد متفاوت و در مدارهایی کمابیش یکسان، به گرد خورشید می‌چرخند. اگرچه مجموع جرم این «سیارک»ها چیزی در حدود تنها ۴ درصد جرم ماه است، اما ۴۵ درصد از همین سهم اندک، به تنها دو سیارک اختصاص دارد: سرِس و وستا. مأموریت فضاپیمای بامداد، بررسی نزدیک همین دو سیارک نسبتاً غول‌آسا بود.

اما بامداد اولین فضاپیمایی نبود که از کمربند سیارکی منظومه شمسی گذر می‌کرد، و نه حتی اولین فضاپیمایی که به ملاقات با عضوی از این کمربند می‌رفت. در دهه ۱۹۷۰، مهندسین ناسا از بیم برخورد این خرده‌سنگ‌های فضایی به کاوشگرهای ویجر که قرار بود در اواخر آن دهه از کنار چهار سیاره گازی منظومه‌ ما گذر کنند، ابتدا دو مأموریت پایونیر-۱۰ و ۱۱ را به عنوان پیش‌مرگ، در سالیان ۱۹۷۲ و ۷۳ روانه مسیری نسبتاً مشابه به سمت دو سیاره مشتری و زحل کردند. عبور ایمن این دو کاوشگر از کمربند سیارکی، مشخص ساخت که توزیع سیارک‌ها در این محدوده، پراکنده‌تر از آن چیزی است که تصور می‌شد.

در اوایل دهه ۱۹۹۰، فضاپیمای گالیله با هدف ملاقات با مشتری به فضا پرتاب شد و در مسیر خود از نزدیکی دو سیارک «گاسپرا» و «آیدا» گذر کرد. از آن زمان تا حدود دو دهه بعد، سیارک‌ها به عنوان مقاصدی فرعی در مسیر، تنها در حاشیه مأموریت‌های دورپرواز فضایی ملاقات می‌شدند. در این بین، تنها فضاپیمای NEAR بود که به قصد ملاقاتی اختصاصی با یک سیارک، در سال ۲۰۰۰ به مداری در اطراف سیارک «اروس» وارد شد. اما اروس نه عضوی از کمربند سیارکی، بلکه جزو «اجرام نزدیک به زمین» یا به اصطلاح NEOهاست. (عنوان NEO به سیارک‌هایی اطلاق می‌شود که نزدیک‌ترین فاصله‌شان تا خورشید، کمتر از ۱.۳ برابر فاصله زمین تا خورشید باشد؛ حال‌آنکه محدوده کمربند سیارکی، از فاصله ۲.۲ برابر فاصله زمین تا خورشید آغاز می‌شود.)

طرح ملاقات با دو سیارک بزرگ کمربند سیارکی در چارچوب مأموریت بامداد، در سال ۲۰۰۱ به تصویب ناسا رسید. اما مشکلات بودجه‌ای، طرح مأموریت را دو بار به تعطیلی کشاند؛ تا که نهایتاً در مارس ۲۰۰۶، ناسا تصمیم به ازسرگیری مأموریت گرفت. هدف، بررسی نزدیک عوارض جغرافیایی وستا و سرس، به عنوان دو پیش‌سیاره بزرگ بازمانده از سنوات نخست تشکیل منظومه شمسی، و تأثیر بود و نبود آب بر تحولات زمین‌شناختی منتهی به وضعیت فعلی آنها بود. دست‌یابی به چنین هدفی، آن هم در شرایطی که تا پیش از آن هیچ تصویر نمای نزدیکی از این دو جرم مرموز منظومه‌مان در اختیار ما نبود، متضمن صرف زمانی هنگفت برای نقشه‌برداری و دورسنجی بود. این مهم، به یمن بهره‌مندی بامداد از فناوری «موتور یونی» امکان‌پذیر گردید.

موتورهای یونی، نوعی موتور الکتریکی‌اند که با شتاب بخشیدن به یون مثبت گازهای نجیب (اعم از آرگون و زنون)، نیرویی ضعیف اما مستمر و بهینه را تولید می‌کنند که می‌تواند در مانورهای طولانی‌مدت فضایی، به کار فضاپیماهای کاوشی بیاید. تا پیش از مأموریت بامداد، ناسا تنها در چارچوب یک مأموریت (موسوم به مأموریت دیپ‌اسپیس-۱، که به قصد ملاقات با یک سیارک و هسته یک دنباله‌دار اعزام شده بود) از پتانسیل موتورهای یونی بهره جست. استفاده از این فناوری به بامداد امکان داد تا مدت‌زمان حضورش در مدار وستا را دو برابر، و در مدار سرس را تقریباً پنج برابر سازد.

ملاقات با سنگ‌های نخستین

وستا تنها پیش‌سیاره بازمانده از گونه‌ای است که زمینه‌ساز تشکیل سیارات سنگی شده‌اند. آشنایی سیاره‌شناسان با این سیارک تا پیش از شروع مأموریت بامداد در آنجا، به سهم قابل توجه شهابسنگ‌هایی محدود می‌شد که مسیر سقوط‌شان به مدار وستا ختم می‌شد. در واقع وستا جزو پنج سیارکی است که منشأ ۴۴ درصد از سیارک‌های بخش داخلی کمربند سیارکی محسوب می‌شود (این پنج سیارک عبارتند از فلورا، وستا، نایسا، پولانا، و اویلایا). برخوردهای بزرگ سیارکی طی ۱ تا ۲ میلیارد سال گذشته به وستا، منشأ نه فقط انبوهی از سیارک‌های آن منطقه، بلکه حجم وسیع خرده‌سنگ‌هایی است که بعضاً به هیأت یک شهابسنگ‌ به زمین سقوط می‌کنند.

نمایی سرتاسری از سیارک وستا. در این عکس، دهانه غول‌آسای رئاسیلویا و قله مرکزی آن – بلندترین کوه منظومه شمسی به ارتفاق ۲۲ کیلومتر – از روبرو دیده می‌شود.

تصاویر نمای نزدیک بامداد از سطح آبله‌روی وستا نیز این سیارکِ سیب‌زمینی‌شکل را میزبان دو دهانه برخوردی چنان عظیمی نشان می‌دهند که به تشکیل شبکه‌ای از نود گسل منجر شده است؛ گویی که در اثر این برخوردها، کل پیکره سیارک به طنین آمده است. بزرگ‌ترین دهانه و عارضه جغرافیایی سطح وستا، موسوم به دهانه رئاسیلویا، با قطر متوسط ۵۲۹ کیلومتر، ۹۰ درصد قطر وستا را پوشانده، و ارتفاع قله مرکزی آن به ۲۲ کیلومتر از کوهپایه‌اش می‌رسد. تا پیش از دریافت تصاویر این کوه غول‌آسا، آتشفشان خاموش «المپوس مونس» در مریخ با ارتفاع ۲۱ کیلومتر و ۹۰۰ متر از سطح کوهپایه‌اش به عنوان بلندترین کوه منظومه شمسی شناخته می‌شد. اینک این رکورد نیز به یمن یافته‌های بامداد جابجا شده است.

بامداد در سپتامبر ۲۰۱۲ مدار وستا را به قصد ملاقات با بزرگ‌ترین سیارک کمربند سیارکی، سرس، ترک گفت. در آن مقطع، با حذف پلوتو از فهرست سیارات منظومه شمسی و جای گزیدن آن در رده‌ای جدید موسوم به «سیاره کوتوله»، سرس نیز از فهرست سیارک‌ها حذف، و به آن رده‌بندی ملحق شده بود. بنا به تعریف اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی (IAU)، سیاره کوتوله عبارت است از جرمی که در یک مدار بی‌واسطه به گرد ستاره‌اش در چرخش است و جرم کافی برای رسیدن به وضعیت کروی را داراست، اما در عین حال این جرم کفاف پاک‌سازی محیط پیرامون آن سیاره کوتوله را از خرده‌سیاره‌های سرگردان در مدارش نمی‌دهد. با این حساب، اگرچه سرس یک سیاره کوتوله محسوب می‌شد، وستا – یعنی دومین سیارک بزرگ منظومه‌مان – را نمی‌شد در این رده جا داد؛ چراکه این سیارک جرم کافی برای رسیدن به یک وضعیت کروی را دارا نیست.

نمای سرتاسری سیاره کوتوله سرس از دید فضاپیمای بامداد، که در آن می‌توان به وجود نقاطی درخشان بر سطح آن به وضوح پی برد. نقطه درخشان میانه تصویر، یخ‌فشان خاموش آهونا مونس، بلندترین نقطه بر سطح سرس است.

با گذشت سه سال از ترک مدار وستا، در سال ۲۰۱۵ بود که بامداد به مداری در اطراف سرس وارد شد. عکس‌های اولیه، نشان از جهانی شگفت‌انگیز می‌داد. مناطقی فوق‌العاده درخشان بر سطح سرس – که هم‌اینک «نقاط درخشان» خوانده می‌شوند و  معلوم گشته که محل فوران نوعی نمک (موسوم به هگزاهیدریت سولفات منیزیم) از لایه‌های زیرین سرس هستند – اولین عارضه‌ای بود که به چشم سیاره‌شناسان، منحصربفرد آمد. همچنین مشخص شد که سرس دست‌کم تا ۲۵۰ میلیون سال پیش، جهانی فعال بوده؛ و کوه یخ‌فشانی موسوم به «آهونا مونس»، آب مایع را به سطح این سیاره کوتوله فواره می‌کرده است. تخمین زده می‌شود که سرس با گوشته‌ای متشکل از ۲۰۰ میلیون کیلومتر مکعب یخ‌آب، از حجم بیشتری آب نسبت به حجم کل آب‌های شیرین زمین میزبانی می‌کند.

عکس نمای نزدیک بامداد از درخشان‌ترین نقطه بر سطح سرس. رسوبات سفیدرنگ، نمک‌های خروجی از شکاف‌های واقع در میانه تصویرند.

با این اوصاف، سرس هدفی مطلوب برای یک ملاقات مجدد در آینده با هدف بررسی شواهد احتمالی زیست‌پذیری این سیاره کوتوله خواهد بود. در حال حاضر، ناسا طرح اعزام مأموریتی در حد و ابعاد بامداد را به سرس در دستور کار دارد که امید می‌رود تا راه شناخت این جرم موموز منظومه‌ ما را هموارتر سازد. با اتمام سوخت موتورهای تصحیح مدار بامداد در اوایل آبان‌ماه، این فضاپیما در مداری به گرد سرس به خوابی ابدی فرورفته؛ مداری که احتمال برخورد فضاپیما با سطح سرس (و آلوده‌سازی احتمالی این سیاره کوتوله به میکروارگانیزم‌های زمینی) را تا دست‌کم بیست سال آینده منتفی می‌کند.

Share