ماموریت MMX ژاپن قصد دارد نمونه‌های خاک را از قمر فوبوس مریخ بکشد.

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط Alexander Pol

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

یک ماموریت فضایی ژاپنی در آستانه پرتاب به سمت مریخ است. اما روی خود سیاره فرود نخواهد آمد. در عوض، ماموریت کاوش قمرهای مریخ (MMX) بر فوبوس، بزرگتر از دو قمر کوچک مریخ تمرکز خواهد کرد.

این ماموریت روز دوشنبه 19 اکتبر در ساعت 20:41 BST با موشک H3 از مرکز فضایی تانگاشیما در جنوب ژاپن به پرواز در خواهد آمد.

این یک ماموریت پنج ساله را آغاز می کند که در طی آن فضاپیما به دور فوبوس می چرخد ​​و کاوش می کند، یک فرودگر را مستقر می کند، زمین و سنگریزه های کوچک را جمع آوری می کند. برای اولین بار در جهان، این نمونه ها برای مطالعه در آزمایشگاه ها به زمین تحویل داده می شوند.

MMX توسط آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن (Jaxa) با همکاری ایالات متحده، فرانسه، آلمان و آژانس فضایی اروپا (Esa) هدایت می شود. هدف کلی علم کشف منشأ دو قمر مریخی است که کوچک‌ترین آنها دیموس نام دارد. دانشمندان مأموریت همچنین می خواهند تکامل گسترده تر مریخ و محیط محلی آن در فضا را بررسی کنند.

ما هنوز هیچ درک روشنی از نحوه بدست آوردن قمرهای سیاره سرخ نداریم. این ماهواره‌های طبیعی می‌توانستند سیارک‌های بدبختی باشند که از کنار مریخ عبور می‌کردند که توسط گرانش آن دستگیر شدند.

احتمال دیگر این است که آنها هنگام برخورد یک سیارک با مریخ تشکیل شده و باعث پرتاب شدن مواد سنگی به فضا شد. به تدریج، این مواد به فوبوس و دیموس ادغام شدند. ماموریت MMX ترکیب شیمیایی فوبوس را به ما می دهد که می تواند به تمایز بین نظریه ها کمک کند.

با این حال، گرفتن نمونه از فوبوس کار آسانی نخواهد بود. روسیه این را در سال 2011 با ماموریت فوبوس گرانت خود امتحان کرد. این فضاپیما با موفقیت به مدار پایین زمین پرتاب شد، اما نتوانست موتورهای خود را برای ارسال آن به سمت مریخ روشن کند.

با این حال، جکسا در موقعیت خوبی برای موفقیت قرار دارد. آژانس فضایی قبلا ثابت کرده است که می تواند نمونه هایی از سیارک ها را با ماموریت های فضایی هایابوسا خود که از سال 2003 تا 2010 (هایابوسا) و 2018 تا 2020 (هایابوسا 2) به طول انجامید، بازگرداند.

MMX تکنیک‌های نمونه‌گیری پیچیده طراحی‌شده برای گرانش کم فوبوس را آزمایش خواهد کرد. ماه حدود 0.1 درصد نیروی گرانشی زمین را دارد. این بدان معناست که یک انسان روی فوبوس می تواند بدون تلاش زیاد از مسافت 1.5 کیلومتری به صورت افقی بپرد.

این ماموریت همچنین آزمایشی برای ارتباط بین فضاپیما و ایستگاه زمینی تازه توسعه یافته خواهد بود. پس از پرتاب و استقرار، MMX یک سال طول می کشد تا به مریخ برسد و در آگوست 2027 به مریخ می رسد. ابتدا دور سیاره سرخ می چرخد ​​و حدود یک ماه بعد در مدار فوبوس قرار می گیرد.

این فضاپیما از سه ماژول با عملکردهای متمایز تشکیل شده است: یک ماژول پیشران برای رساندن MMX به مدار مریخ، یک ماژول اکتشاف با تجهیزات فرود و جمع‌آوری نمونه و یک ماژول بازگشت برای تحویل نمونه به زمین.

این ماموریت از 13 ابزار علمی برای کشف فوبوس استفاده خواهد کرد. دوربین های با وضوح بالا به نام های Tengoo و Orochi از سطح نقشه برداری می کنند و یک ارتفاع سنج لیزری (Lidar) تصویری از خطوط ماه می سازد. لیدار از پالس های لیزری برای اندازه گیری فاصله فضاپیما تا ویژگی های روی سطح استفاده می کند.

یک طیف‌نگار مادون قرمز به نام MIRS کانی‌های فوبوس را بررسی می‌کند، در حالی که یک آشکارساز پرتو گاما و نوترون به نام مگان، ترکیب عنصری ماه را تعیین می‌کند. از فاصله دورتر، MMX همچنین اطلاعات مربوط به قمر کوچکتر مریخ دیموس را جمع آوری خواهد کرد.

این ابزارها داده‌هایی را ارسال می‌کنند که کنترل‌کننده‌ها از آن برای تصمیم‌گیری درباره مکان و نحوه فرود فضاپیما بر روی فوبوس استفاده می‌کنند.

در اوایل سال 2029، ماژول کاوش MMX یک مریخ نورد کوچک به اندازه اجاق مایکروویو به نام Idefix را مستقر خواهد کرد که به طور مشترک توسط Jaxa، آژانس فضایی فرانسه Cnes و مرکز هوافضای آلمان (DLR) توسعه داده شده است. Idefix از ارتفاع بین 40 تا 100 متر روی سطح فوبوس فرود می آید.

سپس مریخ نورد به سمت راست حرکت می کند و در طول یک دوره عملیاتی که انتظار می رود حدود 100 روز طول بکشد، بر روی سطح سفر خواهد کرد. این دستگاه از چندین حسگر، از جمله طیف‌سنج رامان و رادیومتر، برای برقراری تماس نهایی درباره محل فرود ماژول اکتشافی استفاده خواهد کرد.

در سال 2030، این ماژول به سمت فوبوس فرود می آید و حدود 2.5 ساعت روی سطح خود باقی می ماند. این دستگاه قادر خواهد بود یک یا احتمالا دو بار با فرود دوباره در مکان دیگری نمونه‌ها را از سطح خارج کند. توانایی نمونه برداری از بیش از یک مکان در فوبوس برای درک ترکیب ماه حیاتی است.

ماژول اکتشاف از ابزاری به نام C-sampler برای حفاری یک هسته یا دستگاهی به نام P-sampler استفاده می کند که یک جت گاز نیتروژن را برای انفجار خاک و سنگریزه های شل از سطح و داخل محفظه جمع آوری نمونه می دمد.

نمونه‌بردار C می‌تواند هسته‌ای را تا عمق ۲ سانتی‌متری زیر سطح جمع‌آوری کند. این یک ترکیب نمونه بدون تغییر تابش خورشیدی را برای ماموریت فراهم می کند، که در طول زمان باعث تغییرات شیمیایی در سطوح سیاره می شود. نمونه P-sampler یک گزینه پشتیبان است، اما خطر کوچکی برای سرنگونی فضاپیما در میدان های گرانشی کم مانند آنچه در فوبوس وجود دارد، دارد.

پس از جمع آوری حداقل 10 گرم مواد، فضاپیما ماه مریخ را ترک می کند و از ارابه فرود خود جدا می شود. سپس به زمین سفر خواهد کرد و در سال 2031 خواهد رسید. با نزدیک شدن به آن، فضاپیما کاوشگر نمونه خود را به بیرون پرتاب می کند و سپس در جو زمین فرود می آید. این هواپیما با استفاده از چتر نجات در استرالیا فرود خواهد آمد و در آنجا بازیابی و به ژاپن منتقل خواهد شد.

یک مزیت جانبی بالقوه این ماموریت این است که نمونه‌های فوبوس ممکن است شامل موادی از مریخ نیز باشد. فوبوس از نزدیک به دور سیاره سرخ می چرخد ​​و تصور می شود که دائما در خاک مریخ می چرخد. تصور می شود که این خاک به طور منظم در اثر برخورد سیارک ها از سطح سیاره خارج می شود.

بنابراین MMX را می توان نسخه ساده ماموریت بازگشت نمونه مریخ (MSR) در نظر گرفت. MSR، همکاری بین آژانس‌های فضایی آمریکا و اروپا، نمونه‌های سنگی را از سطح مریخ به زمین ارسال می‌کرد. با این حال، فشارهای بودجه ای منجر به لغو این برنامه توسط کنگره ایالات متحده شد.

اگر دانشمندان با نمونه های MMX خوش شانس باشند، ممکن است جایزه دلداری خوبی دریافت کنند.

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

دکتری مهندسی نانو از دانشگاه دلفت. محقق منتشر شده و داور مجلات. بینش علمی را به استانداردهای محتوا می رساند. نمایه کامل →

این مقاله با مجوز Creative Commons از The Conversation بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.