آیا مریخ، مهم‌ترین پرسش‌های علمی بشر را پاسخ می‌دهد؟

بزرگی بهرام نزدیک به یک‌دوم زمین است. جو بهرام سرخ‌فام است و در آسمان شب از سطح زمین نیز سرخی آن دیده می‌شود. سرخ بودن این سیاره به دلیل وجود مقادیر زیاد آهن در خاک آن است.

کره بهرام دو قمر کوچک به نام‌های فوبوس و دیموس دارد که ریختی نابسامان دارند. این دو قمر شاید شهاب‌سنگ‌هایی هستند که در مدار بهرام به دام افتاده‌اند. دیموس نصف قطر فوبوس است. هنگام خورشیدگرفتگی در مریخ به دلیل کوچک بودن قمرهای آن، خورشید به‌طور کامل پوشیده نمی­شود. قمرهای مریخ به آن نزدیک هستند. یک دور قمر فوبوس به دور مریخ حدود ۷ساعت و ۳۹دقیقه و ۲۷ثانیه است همچنین یک دور کامل چرخش قمر دیموس نیز ۱روز و ۶ساعت و ۲۱دقیقه و ۱۶ثانیه به طول می­انجامد. ازآنجاکه محور سیاره­ بهرام مانند زمین ۲۴درجه زاویه دارد، در این سیاره نیز فصل‌های سال وجود دارند؛ اما هرسال بهرامی کم‌وبیش دو برابر سال زمینی یعنی ۶۷۸روز طول می‌کشد. این سیاره دارای جوی رقیق است که به‌طور عمده از دی‌اکسید کربن تشکیل‌شده است. رومیان باستان به تقلید از یونانیان، نام خدای جنگ خود یعنی مارس را بر روی این سیاره گذاشتند. دلیل این نامگذاری رنگ سرخ این سیاره است که خون را تداعی می‌کند.

ویژگی‌های مریخ

اگرچه مریخ فقط 15درصد حجم زمین و 10درصد جرم زمین را دارد اما به دلیل این‌که دوسوم سطح زمین پوشیده از آب است، مساحت خشکی­های زمین و مریخ تقریبا یکسان است. گرانش سطح مریخ 37درصد گرانش زمین است؛ به‌عبارت‌دیگر شما می‌توانید سه برابر، بلندتر نسبت به زمین بر روی سطح مریخ بپرید. مریخ میزبان بلندترین کوهستان در منظومه شمسی با نام کوه المپیوس است. ارتفاع این کوه 21کیلومتر و قطر آن 600کیلومتر است. باوجود این‌که این سیاره در طول میلیاردها سال شکل‌گرفته است، اخیرا شواهدی از جریان گدازه­های آتشفشانی به‌دست‌آمده است به‌طوری‌که بسیاری از دانشمندان معتقدند این سیاره هنوز می‌تواند فعال باشد. مریخ میزبان طولانی‌ترین و عمیق‌ترین دره در منظومه شمسی است. این دره با نام والس مارینریس به عمق 10کیلومتر است که در امتداد شرقی-غربی این سیاره به طول 4000کیلومتر کشیده شده است. این دره پس از کشف آن توسط مدارگرد مارینر9 تحت این نام، نامگذاری شد. همچنین مریخ دارای بزرگ‌ترین طوفان­های غبار در منظومه شمسی است. این طوفان­ها می‌توانند تا ماه‌ها دوام بیاورند و کل سطح سیاره را پوشش می‌دهند.

مدار سیاره مریخ به نسبت زمین دارای خروج از مرکز بزرگ‌تری بوده و بیشتر به شکل بیضی نزدیک است و اختلاف اوج و حضیض در مدار مریخ نسبت به خورشید بسیار بیشتر از زمین نسبت به خورشید است و به همین علت تابستان نیمکره جنوبی مریخ بسیار گرم‌تر از تابستان نیمکره شمالی آن است. بر روی سطح زمین، اندازه خورشید دو برابر اندازه آن بر روی سیاره مریخ است. در حضیض مداری، نیمکره جنوبی مریخ به سمت خورشید متمایل می‌شود و تابستانی کوتاه‌مدت و به‌شدت گرم، این بخش را فرامی­گیرد درحالی‌که نیمکره شمالی مریخ دستخوش زمستانی سرد و کوتاه می‌شود. در اوج مداری، نیمکره شمالی مریخ به سمت خورشید متمایل خواهد شد و این سبب وقوع تابستانی طولانی و معتدل می­شود درحالی‌که نیمکره جنوبی، دستخوش زمستانی طولانی و سرد خواهد بود. سنگ‌هایی از مریخ، بر زمین سقوط کرده است. دانشمندان آثاری از جو مریخ را در شهاب‌سنگ‌هایی یافته‌اند که از مریخ پرتاب‌شده‌اند و پیش از برخورد با زمین به مدت میلیون‌ها سال در منظومه شمسی در میان غبار کیهانی به چرخش درآمده بودند. این شهاب‌سنگ‌ها، پیش از انجام هرگونه مأموریت فضایی، به دانشمندان، امکان مطالعه این سیاره را داد.

تلاش محققان برای شناسایی درون مریخ

دانشمندان هنوز اطلاعات زیادی درباره درون مریخ به دست نیاورده‌اند. یک روش خوب برای شناسایی درون این سیاره، کار گذاشتن تجهیزات لرزه‌سنج در سطح مریخ است. این تجهیزات کوچک‌ترین حرکات و تکان­های سطح و درون سیاره را ثبت کرده و به این شکل برای تشخیص آنچه درون مریخ است، به دانشمندان کمک می­کند. محققان اخیرا از این روش برای مطالعه درون زمین نیز استفاده کرده­اند.

دانشمندان چهار منبع اصلی اطلاعاتی برای مطالعه درون سیاره سرخ دارند: محاسباتی شامل جرم، چگالی، گرانش و ویژگی‌های گردش مریخ، دانش ما از دیگر سیارات، آنالیز سنگ‌های آسمانی پیداشده در زمین که از مریخ آمده­اند و اطلاعات جمع‌آوری‌شده توسط ماهواره­هایی که دور مریخ در گردش‌اند. دانشمندان براین باورند که احتمالا مریخ نیز مانند زمین دارای سه لایه است: پوسته سنگی، جبه‌ای متشکل از سنگ­های متراکم­تر که در زیر پوسته قرارگرفته، هسته­ای که بیشتر از آهن تشکیل‌شده است.

نقشه­های توپوگرافی سطح مریخ

تا سال2014، بیش از 40مأموریت به مریخ شامل مدارگردها، کاوشگرها و مریخ‌نوردها صورت گرفته که از این میان، در حدود 20مأموریت موفقیت‌آمیز بوده است. اولین مأموریت موفقیت‌آمیز، مربوط به کاوشگر مارینر 4 بود. این کاوشگر در سال 1965 از فاصله ده هزار کیلومتری سطح این سیاره عبور کرد و پیام­های شگرفی به زمین مخابره کرد. مارینر4 مشخص کرد لکه­های سیاره مریخ از نسبت کم بازتاب پاره­ای مناطق که گاه گودال و گاه فلات­های بلندی هستند، حاصل می‌شود. پوسته­ بهرام نیز مانند بسیاری از سیارات و اقمار خاکی از باران­های شهابی در امان نمانده و کم‌وبیش آبله­گون شده است. سال 1969 سفینه‌های آمریکایی  مارینر6 و7 از کنار مریخ گذشتند و عکس­های بسیار روشن و واضحی از سطح آن به زمین مخابره کردند. سال1971مارینر9 به دور بهرام به گردش درآمد و طی کاوش‌هایی که تا سال 1972 ادامه داشت، هزاران تصویر زیبا و روشن به زمین ارسال کرد. مارینر 9 طی این کاوش‌ها آتشفشان‌های بلند و دره‌های ژرف و بستر رودخانه‌ها و مسیل‌های فراوانی را کشف کرد و برای نخستین بار از سراسر کره بهرام به‌دقت کافی نقشه‌برداری شد.

نخستین سفینه از نوع وایکینگ مدارپیما  سال 1975 به مریخ روانه شد و در ژوئن و اوت سال 1976 به حوالی بهرام رسید و در فاصله کوتاهی به دور سیاره مزبور به گردش پرداخت و پس از نقشه‌برداری از مکان­های مناسب برای فرود، سیاره‌پیمای خود را در 20 ژوئیه همان سال در نقطه‌ای به طول 5/47درجه غربی و عرض4/22 درجه شمالی فرود آورد. سیاره­پیمای وایکینگ 2 نیز سپتامبر همان سال در نقطه‌ای به طول6/22 درجه و عرض 48درجه شمالی بر سطح بهرام فرود آمد و دستگاه لرزه‌نگار آن با موفقیت آغاز به کار کرد و آشکار شد که لرزه‌های بهرام بسیار خفیف بوده و به‌ندرت روی می‌دهند. بررسی‌های زمین‌شناسی نشان می‌داد که محل فرود آرام‌نشین­های مزبور ازنظر ساختاری از شباهت فراوانی برخوردار بوده و رنگ اراضی آن‌ها به قرمز متمایل است و آثاری از بستر رودخانه‌های قدیمی در آن مشاهده می‌شود. گرد قرمزرنگی که در هوا معلق است رنگی صورتی به آسمان مریخ می‌بخشد. تعدادی نقشه­های سطحی از مریخ با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از مأموریت‌های مارینر تهیه شد؛ اما مأموریت پیمایش گر سراسری مریخ که سال 1996 آغاز شد و اواخر سال 2006 به پایان رسید، توانست نقشه­های بسیار دقیق و کاملی از سطح این سیاره تهیه کند.

فهرستی از مأموریت‌های انجام‌شده به این سیاره در جدول زیر آمده است. جدیدترین مأموریت به مریخ، مأموریت ExoMars متعلق به آژانس فضایی اروپا خواهد بود. این مأموریت برای اجرا در سال 2016 طراحی‌شده است.

 

ردیف	تاریخ مأموریت	نام	کشور	وضعیت	مأموریت
1	1960	Korabl 4	شوروی سابق	ناموفق
2	1960	Korabl 5	شوروی سابق	ناموفق
3	1962	Korabl 11	شوروی سابق	ناموفق
4	1962	Mars 1	شوروی سابق	ناموفق
5	1962	Korabl 13	شوروی سابق	ناموفق
6	1964	Mariner 3	ایالت متحده آمریکا	ناموفق
7	1964	Mariner 4	ایالت متحده آمریکا	موفق	21 تصویر از سطح این سیاره تهیه کرد.
8	1964	Zond 2	شوروی سابق	ناموفق
9	1969	Mars 1969A	شوروی سابق	ناموفق
10	1969	Mars 1969B	شوروی سابق	ناموفق
11	1969	Mariner 6	ایالت متحده آمریکا	موفق	75 تصویر از سطح این سیاره تهیه کرد.
12	1969	Mariner 7	ایالت متحده آمریکا	موفق	126 تصویر از سطح این سیاره تهیه کرد.
13	1971	Mariner 8	ایالت متحده آمریکا	ناموفق
14	1971	Kosmos 419	شوروی سابق	ناموفق
15	1971	Mars 2 Orbiter/Lander	شوروی سابق	ناموفق
16	1971	Mars 3 Orbiter/Lander	شوروی سابق	موفق	مدارگرد به مدت تقریبا 8 ماه اقدام به جمع‌آوری اطلاعات کرد، مریخ‌نورد با موفقیت بر سطح سیاره فرود آمد اما تنها 20 ثانیه، داده جمع‌آوری کرد
17	1971	Mariner 9	ایالت متحده آمریکا	موفق	7329 تصویر از سطح این سیاره تهیه کرد.
18	1973	Mars 4	شوروی سابق	ناموفق
19	1973	Mars 5	شوروی سابق	موفق	در مدت 9 روز مأموریت خود، 60 تصویر به زمین مخابره کرد
20	1973	Mars 6 Orbiter/Lander	شوروی سابق	موفق/ ناموفق	جمع‌آوری داده­هایی از سطح مریخ
21	1973	Mars 7 Lander	شوروی سابق	ناموفق
22	1975	Viking 1 Orbiter/Lander	ایالت متحده آمریکا	موفق	این کاوشگر قرار بود فقط سه ماه فعالیت کند، اما توانست ۶ سال به ارسال اطلاعات بپردازد
23	1975	Viking 2 Orbiter/Lander	ایالت متحده آمریکا	موفق	این کاوشگر 16000 تصویر به زمین مخابره و داده­هایی را از جو مریخ تهیه کرد، همچنین آزمایش‌هایی بر روی خاک مریخ انجام داد
24	1988	Phobos 1 Orbiter	شوروی سابق	ناموفق
25	1988	Phobos 2 Orbiter/Lander	شوروی سابق	ناموفق
26	1992	Mars Observer	ایالت متحده آمریکا	ناموفق
27	1996	Mars Global Surveyor	ایالت متحده آمریکا	موفق	این کاوشگر تصاویری بسیار بیشتر از سایر مأموریت‌های انجام‌شده به مریخ تهیه کرد
28	1996	Mars 96	روسیه	ناموفق
29	1996	Mars Pathfinder	ایالت متحده آمریکا	موفق	این کاوشگر حامل یک ابزار اکتشافی رباتیک بود که توانست آزمایش‌ها و تصاویر زیادی به زمین مخابره کند
30	1998	Nozomi	ژاپن	ناموفق
31	1998	Mars Climate Orbiter	ایالت متحده آمریکا	ناموفق
32	1999	Mars Polar Lander	ایالت متحده آمریکا	ناموفق
33	1999	Deep Space 2 Probes (2)	ایالت متحده آمریکا	ناموفق
34	2001	Mars Odyssey	ایالت متحده آمریکا	موفق	این کاوشگر، تصاویری با توان تفکیک بسیار بالا از این سیاره تهیه کرد.
35	2003	Mars Express Orbiter/Beagle 2 Lander	ESA	موفق/ناموفق	مدارگرد این فضاپیما، تصاویری با جزئیات از این سیاره تهیه کرد.
36	2003	Mars Exploration Rover – Spirit	ایالت متحده آمریکا	موفق	طول عمر عملیاتی این فضاپیما، بیشتر از 15 برابر مقدار پیش‌بینی‌شده آن بود.
37	2003	Mars Exploration Rover – Opportunity	ایالت متحده آمریکا	موفق	طول عمر عملیاتی این فضاپیما، بیشتر از 15 برابر مقدار پیش‌بینی‌شده آن بود.
38	2005	Mars Reconnaissance Orbiter	ایالت متحده آمریکا	موفق	حجم داده­های به‌دست‌آمده از این مأموریت، بیش از 26 ترابایت بود (بیشتر از همه مأموریت‌های انجام‌شده به مریخ)
39	2007	Phoenix Mars Lander	ایالت متحده آمریکا	موفق	حجم داده­های به‌دست‌آمده از این مأموریت، بیش از 25 گیگابایت بود
40	2011	Mars Science Laboratory	ایالت متحده آمریکا	موفق	بررسی قابلیت سکونت پذیری مریخ
41	2011	Phobos-Grunt/Yinghuo-1	روسیه و چین	ناموفق
42	2013	Mars Atmosphere and Volatile Evolution	ایالت متحده آمریکا	موفق	بررسی جو مریخ
43	2013	Mars Orbiter Mission (MOM)	هند	موفق	توسعه فناوری سفرهای بین سیاره‌ای و کشف ویژگی‌های سطح مریخ، کانی‌شناسی و جو آن

 

اهمیت مطالعه­ مریخ

بررسی و مطالعه­ مریخ مهم است زیرا به نظر می‌رسد در منظومه‌ی شمسی، شبیه‌ترین سیاره به زمین است. مریخ حدود ۴/۵۶۷میلیارد سال پیش هم‌زمان با زمین شکل گرفت و یکی از چهار سیاره‌ خاکی به شمار می‌رود. حیات در یک‌میلیارد سال نخست روی زمین آغاز شد و مریخ در یک‌میلیارد سال نخست بسیار به زمین شبیه‌تر بوده است. این سیاره آن زمان گرم‌تر، مرطوب‌تر و ازنظر مواد آلی شبیه به زمین بود. مریخ این فرصت را برای ما مهیا ساخته تا بتوانیم پاسخ پرسش‌های خودمان را پیرامون مبدأ و تحول حیات پیدا کنیم. همچنین این ظرفیت را دارد تا اطلاعاتی درباره‌ گذشته و احتمالا آینده‌ فعالیت‌های زیستی در اختیارمان قرار دهد. مریخ سوابق دست‌نخورده‌ای از آب‌وهوا و تحولات زمین‌شناختی روی سطح خود دارد. با توجه به اهمیت بررسی زمین‌شناختی مریخ برای درک نحوه تکامل و شکل‌گیری الگوهای توپوگرافی آن­، پژوهشی با عنوان تجزیه‌وتحلیل نقشه­ توپوگرافی مریخ با استفاده از روش‌های هندسی، توسط اینجانب به راهنمایی دکتر سپهر اربابی عضوهیات علمی دانشگاه صنعتی قم در حال انجام است.

مریخ می‌تواند به درک ما در نحوه‌ شکل‌گیری حیات کمک شایانی کند. این سیاره‌ احتمالا زمانی همه‌ مواد لازم برای شکل‌گیری حیات را داشته است: آب، جو و یک محیط نسبی؛ بنابراین ممکن است حیات ازآنجا آغازشده باشد! حتی اگر از آنجا هم آغاز نشده باشد با موضوع ارزشمندی روبه‌رو می‌شویم که چرا حیات روی زمین آغاز به شکل‌گیری کرده است و حال‌ این‌که مریخ این فرصت را نداشته است. سیارات و قمرهای دیگر هم قطعا جالب‌ هستند و قمرهایی مانند تیتان و اروپا نیز ممکن است میزبان حیات باشند؛ اما آن‌ها محیط‌های بسیار آشوبناکی دارند و اکتشاف آن‌ها بسیار دشوار است. همچنین فاصله ما از این اجرام نسبت به مریخ،‌ بسیار بیشتر است. ما به اطلاعات ارزشمندی از مریخ دست پیداکرده‌ایم اما همچنان پرسش‌های مهمی وجود دارند که هنوز به آن‌ها پاسخ داده نشده است. شاید مهم‌ترین آن‌ها این پرسش‌ها باشد که آیا حیات در آنجا وجود دارد؟ چرا شرایط آب‌وهوایی در گذر زمان تغییر کرده است؟ و این تغییر چه چیزی را ممکن است درباره آب‌وهوای زمین به ما بگوید؟ مریخ دردسترس‌ترین مکان در منظومه‌ی شمسی است که امکان دارد مهم‌ترین پرسش‌های علمی بشر در آنجا پاسخ گفته شود.

افشان کرباسی/ کارشناس ارشد اخترفیزیک

No tags for this post.