16 جون 2008
دو ابزار فرودگر فنیکس آزمایش خاک مریخ را آغاز می کنند
ممکن است که نگاه میکروسکوپی به خاک چسبندۀ سیارۀ سرخ تاریخ کهن آن را توضیح دهد
نویسنده: شریل پلرین
عضو هیأت تحریریه
واشنگتن – برای اولین بار پس از ماموریتهای وایکینگ ناسا به مریخ در سال 1976، نمونه های خاک در حال آزمایش شدن در ابزارهای روی مریخ هستند.
کمتر از یک ماه پس از اینکه فرودگر فنیکس بر روی دشتهای قطبی سیارۀ سرخ نشست، بازوی روباتیک آن نمونه های خاک را به دو ابزار موجود بر روی آن آورده است – یک میکروسکوپ و یک تحلیل گر پخت و استشمام که تحلیل گر حرارتی و گاز تکامل یافته (TEGA)(1) نام دارد. این ابزارها اکنون در حال بررسی نمونه ها هستند.
پیتر اسمیت، محقق اصلی فنیکس در دانشگاه آریزونا- توسان، طی جلسۀ توجیهی مورخ 13 ژوئن گفت: "نتایج این تحلیلها برای الهام بخشی ماموریتهای آینده به مریخ مورد استفاده قرار خواهند گرفت و امیدواریم که از جایی که توقف می کنیم کار را ادامه دهیم، چرا که قرار است پرسشهای زیادی را مطرح کنیم."
اسمیت رهبری ماموریت را به عهده دارد، ریاست پروژه در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا است و لاکهید مارتین در دنور شریک ساخت آن است. آژانس فضایی کانادا، دانشگاه نوشاتل در سوییس، دانشگاههای کپنهک و آرهاس در دانمارک، انستیتوی ماکس پلانک در آلمان و انستیتوی هواشناسی فنلاند، کمکهای بین المللی این پروژه بوده اند.
تاریخ کهن
نتایج TEGA هنوز دریافت نشده اند. TEGA هشت اجاق کوچک مجزا برای پخت و استشمام خاک دارد تا مواد تشکیل دهنده مانند آب را ارزیابی کند ولی تصاویر دریافتی از میکروسکوپ اپتیکی فنیکس نشان دهندۀ بیش از هزار ذرۀ مجزای خاک هستند که اندازۀ برخی از آنها از یک دهم قطر موی انسان کمتر است. دانشمندان می توانند حداقل چهار مادۀ مدنی مشخص را ببینند.
این نمونه ها شامل ذرات سیاه براقی هستند که می توانند از آتشفشانهای قدیمی مریخ آمده باشند و ذرات کوچکتر سرخی وجود دارند که سرشار از آهن هستند که منشاء رنگ نارنجی این مواد است.
تام پایک، از امپریال کالج لندن، یک محقق همکار فنیکس است که بر روی تحلیل گر میکروسکوپی، الکتروشیمیایی و رسانایی آن کار می کند. وی گفت: "کاملاً ممکن است که چیزی که ما می بینیم بخشی از تاریخ خاک مریخ باشد."
پایک افزود: "اگر می توانستیم عقربۀ زمان را به عقب برگردانیم،" مواد مذاب آتشفشانی روی سطح مریخ جاری می شد و طی میلیاردها سال به ذرات کوچک براقی شکسته می شد. در طی زمان، این ذرات غنی از آهن می شدند، بنابراین این ذرات نمایندۀ آغاز و پایان رشته وقایع تاریخ مریخ هستند."
پایک گفت: "ما می دانیم که مریخ میلیاردها سال وقت داشته است تا این مواد را فرسوده کند و درهمین حال مواد جدیدی پدیدار شوند. بنابراین شما شاهد فرآیندی پیوسته هستید که در هر نقطه ای می توان آن را یافت، از مواد براق نسبتاً غیرفرسوده تا موادی که بسیار بیشتر فرسوده شده، خراب شده، از نظر شیمیایی تغییر یافته و سرشار از آهن هستند و بیشتر ذراتی که ما می بینیم را تشکیل می دهند."
خاک چسبنده
چسبندگی خاک در محل فرود فنیکس چالشی در برابر آوردن نمونه ها بوده است. اولین قاشق مواد بجای رد شدن از اجاق به صفحۀ آن چسبیدند و دانشمندان مجبور شدند که از یک ابزار تکان دادن بر روی بازوی روباتیک استفاده کنند. در نهایت، پس از چهار روز، نشانگر اجاق نشان داد که پر شده است. در 12 ژوئن دانشمندان دستورات شروع به کار TEGA را مخابره کردند.
اسمیت گفت: "ما متوجه شده ایم که خاک بسیار خوشه ای و چسبنده است. این خاکی غیرمعمول است که اصلاً شبیه نمونه های خاکی که ما در آزمایشهایمان استفاده کرده ایم نیست. خاک آزمایشی با همۀ ابزارها به خوبی کار می کرد. بنابراین ما یک روش دیگر برای جمع آوری نمونه ها ایجاد کرده ایم."
یک تفاوت کلیدی میان ماموریت فنیکس و ماموریت دیگر کاوشگرهای مریخ – مریخ نوردهای اسپیریت و آپورتونیتی که دهها هزار کیلومتر از این فرودگر دور هستند – این است که مریخ نوردها مشخصاً برای مطالعۀ سنگها طراحی شده اند و فنیکس برای مطالعۀ خاک و یخ طراحی شده است.
اسمیت گفت: "با نگاه کردن به سنگها می توان محیط دیرینه ای که این سنگها در آن شکل گرفته اند را درک کنیم. بنابراین به مریخ نوردها توانایی حرکت داده شده بود تا به سنگها برسند و دارای تجهیزات سنجش از راه دور بودند تا سنگها را پیدا کنند."
مریخ نوردها به سنگها نزدیک می شوند، لایۀ بیرونی را می تراشند، ابزارهایشان را روی سنگ می گذارند و مواد تشکیل دهندۀ آنها را می سنجند، تصاویر میکروسکوپی از آنها تهیه می کنند و با طیف نگاری فروسرخ عملیات سنجش از راه دور را انجام می دهند.
"تفاوتی که فنیکس دارد این است که ما می توانیم در واقع خاک و یخ را از روی سطح مریخ برداریم – که سطحی جوانتر و فعال تر است – و آنها را داخل ابزارهای بسیار پیچیده ای قرار دهیم که می توانند مواد را به نحوی تغییر دهند که بتوانیم مواد معدنی، شیمیایی و شکل میکروسکوپیک این ذرات را درک کنیم."
وی گفت که مریخ نوردها "در حال نگاه کردن به مریخ کهن در سنگها هستند و ما به مریخ مدرن در خاک و یخ نگاه می کنیم."
یخ یا نمک؟
طی حفر سطح مریخ، دانشمندان یک مادۀ سفید و براق را دیده اند که برخی فکر می کنند که یخ است و برخی دیگر فکر می کنند که می تواند لایه ای از نمک باشد که روی یخ قرار دارد.
اسمیت گفت: "همه اعتقاد دارند که در نزدیکی سطح مریخ یخ وجود دارد." پرسش این است که آیا این حقیقت دارد یا نه. برخی پرسشهای دیگر عبارتند از این که آیا این لایۀ یخی کلفت یا نازک است و آیا تراش دهنده های بازوی روباتیک می توانند به آن نفوذ کنند یا نه.
اسمیت گفت: "تراش دادن و پیش رفتن با تراش دهنده ای کاربید تنگستن، واقعاً یکی از اولویتهای ما است. "
نیلتون رنو محقق همکار فنیکس و دانشمند جوی در دانشگاه میشیگان - آن آربور است. وی گفت که تاکنون غبار جوی اطراف فنیکس تقریباً ثابت مانده است.
وی گفت: "ما اکنون طی ماموریت هیچ ابر غباری مهمی را در محل فرود مشاهده نکرده ایم. این تعجب برانگیز نیست چرا که ما در زمانی فرود آمده ایم که فعالیت غباری در کمترین میزان است. ولی ما انتظار داریم که توفانهای غباری بزرگی را در پایان ماموریت مشاهده کنیم. برخی از ما بسیار هیجان زده خواهیم بود که ببینیم که برخی از این توفانها غباری به فرودگر برسند."
مطالعۀ غبار مریخ به دانشمدان کمک می کند که غبار جوی کرۀ زمین را درک کنند. غبار جوی کرۀ زمین از این جهت مهم است که غبار عامل مهمی در تغییرات جهانی آب و هوا است.
اطلاعات بیشتر در مورد فردگر مریخ در تارنمای ناسا در دسترس است.
http://www.nasa.gov/phoenix
1. Thermal and Evolved-Gas Analyzer (TEGA)
