پنج حفره روی مریخ، راز خاک این سیاره را فاش کرد

پنج گودال تازه روی سطح مریخ که نه بر اثر برخورد شهاب‌سنگ، بلکه در جریان فرود مأموریت «پشتکار» ناسا ایجاد شده‌اند، به دانشمندان نشان داده‌اند که خاک سطحی این سیاره بسیار نرم‌تر و ضعیف‌تر از چیزی است که مدل‌های پیشین پیش‌بینی می‌کردند.

به گزارش سیناپرس، مریخ این‌بار نه با شهاب‌سنگ، بلکه با بقایای یکی از مأموریت‌های فضایی انسان، اطلاعات تازه‌ای درباره سطح خود در اختیار دانشمندان گذاشته است.

هنگام فرود کاوشگر «پشتکار» (Perseverance) ناسا در سال ۲۰۲۱، بخشی از تجهیزات فضاپیما که دیگر مورد نیاز نبود، در مسیر ورود به جو مریخ از آن جدا شد و با سطح سیاره برخورد کرد. این برخوردها در نهایت پنج گودال جدید در سطح مریخ ایجاد کردند؛ گودال‌هایی که اکنون به یک آزمایش طبیعی برای بررسی ویژگی‌های خاک مریخ تبدیل شده‌اند.

پژوهشگران در مطالعه‌ای که در نشریه Geophysical Research Letters منتشر شده است، با استفاده از تصاویر دو دوربین نصب‌شده روی مدارگرد شناسایی مریخ ناسا، این پنج گودال را شناسایی و ویژگی‌های آنها را بررسی کردند.

این گودال‌ها حدود ۷۰ کیلومتر شمال‌غرب لبه دهانه «جزرو» ایجاد شده‌اند؛ همان منطقه‌ای که کاوشگر پشتکار در آن به دنبال شواهدی از گذشته مرطوب و احتمال زیست‌پذیری مریخ است.

برخوردی که به آزمایش تبدیل شد

در جریان فرود، دو وزنه تعادلی تنگستنی هرکدام با جرم حدود ۷۷ کیلوگرم و همچنین قطعاتی از مرحله پروازی فضاپیما با جرم کلی نزدیک به ۵۴۰ کیلوگرم، پس از جداشدن از سامانه فرود با سطح مریخ برخورد کردند.

این قطعات با زاویه‌ای بسیار کم، حدود ۱۰ درجه، به سطح برخورد کردند. همین زاویه کم و تفاوت جنس موادی که در محل برخورد وجود داشت، باعث شد گودال‌های ایجادشده شکل و ویژگی‌های متفاوتی داشته باشند.

از آنجا که مهندسان ناسا جرم، ابعاد و مسیر حرکت این قطعات را با دقت می‌دانستند، این برخوردها برخلاف برخورد شهاب‌سنگ‌های طبیعی، داده‌های مشخصی برای بررسی در اختیار پژوهشگران قرار داد.

پژوهشگران با مقایسه تصاویر پیش و پس از سال ۲۰۲۰ و بررسی ویژگی‌های ظاهری گودال‌ها، تأیید کردند که این ساختارها جدید هستند. مدل‌سازی برخورد نیز نشان داد که دو گودال احتمالاً حاصل برخورد وزنه‌های تنگستنی و سه گودال دیگر ناشی از برخورد قطعات مرحله پروازی بوده‌اند.

خاک مریخ؛ بسیار نرم‌تر از انتظار

مهم‌ترین یافته این مطالعه به ویژگی مکانیکی سطح مریخ مربوط می‌شود. نتایج نشان می‌دهد موادی که این قطعات با آنها برخورد کرده‌اند، بسیار ضعیف‌تر از آن چیزی هستند که قوانین استاندارد محاسبه اندازه دهانه‌های برخوردی پیش‌بینی می‌کنند.

پژوهشگران با استفاده از تحلیل تصاویر و مدل‌سازی سه‌بعدی فیزیک شوک، میزان چسبندگی یا مقاومت این ماده را حدود ۷ کیلوپاسکال برآورد کردند؛ مقداری که با یک ماده نسبتاً ماسه‌ای سازگار است.

این نتیجه همچنین با یافته‌های پیشین مأموریت کاوشگر حرارتی «مول» ناسا همخوانی دارد. این کاوشگر در تلاش برای نفوذ به اعماق سطح مریخ با مشکلاتی روبه‌رو شد، زیرا ساختار خاک و تجمع ذرات در محل فرود اجازه ایجاد اصطکاک کافی برای حفاری را نمی‌داد.

پژوهشگران می‌گویند قوانین رایج برای تخمین اندازه دهانه‌های برخوردی ممکن است در شرایطی که یک جسم متراکم مانند قطعه فضاپیما با سطحی کم‌چگال و با زاویه‌ای کم برخورد می‌کند، اندازه گودال ایجادشده را تا حدود یک مرتبه بزرگی بیش از مقدار واقعی برآورد کنند.

به این ترتیب، پنج حفره‌ای که در ابتدا صرفاً پیامد جانبی فرود یک مأموریت فضایی به نظر می‌رسیدند، اکنون به داده‌ای علمی برای شناخت بهتر سطح مریخ تبدیل شده‌اند.

پژوهشگران معتقدند این رویکرد می‌تواند در مأموریت‌های آینده نیز مورد استفاده قرار گیرد؛ به این معنا که بقایای کنترل‌شده فضاپیماها پس از برخورد با سطح اجرام آسمانی، به‌عنوان بخشی از آزمایش‌های علمی مورد مطالعه قرار گیرند.

این پژوهش در نشریه Geophysical Research Letters منتشر شده است.

مترجم:ندا جوادهراتی