کنجکاو،مریخ نورد جدید ناسا

کنجکاو،مریخ نورد جدید ناسا، با لیزر به پویش صخره های سیاره سرخ میپردازد  

ترجمه:رضا طامهری [e-mail] 

ابزار لیزری که روی مریخ نورد جدید ناسا نصب خواهد شد، اثباتی خواهد بود بر چیزی که "راجر وینز" 13سال پیش در اتاق یکی از همکارانش در لابرتوار بلی لاس آلاموس در نیومکزیکو مشاهده نمود.

ابزاری که تلفیقی از تکنولوژی دوربین و علم شیمی(ChemCam) است و کنجکاو را قادر می سازد تا سنگها  و صخره ها را با لیزر به نحوی ذوب کند که ذره ای از آن به اندازه نوک یک خودکار را مشتعل نموده و به صورت گاز یونیزه در بیاورد. این سامانه که از این به بعد به آن "چم کم" می گوییم نور منتشر شده را با تلسکوپ خود مشاهده وثبت کرده و طیف آنرا مورد بررسی قرار میدهد تا مشخص کند عناصر شیمیایی موردنظر چه بوده است.

اطلاعات کسب شده در مورد صخره ها و یا ذرات خاک میتواند تیم تحقیقاتی مریخ نورد را تا7متر در محدوده ی کنجکاو قادر سازد تا اهداف را نتخاب نموده و آنها را با عملیاتی همچون حفاری و یا جمع اوری کردن آنها برای انالیز از طریق دیگر ابزارهای تعبیه شده برروی کنجکاو، اماده نماید. با بهره گیری از 10 ابزار علمی تحقیقاتی که روی این کاوشگر نصب شده، تیم تحقیقاتی کنجکاو قادر خواهد بود تشخیص دهد آیا ناحیه ای در منطقه مورد بررسی وجود دارد که برای حیات میکروبی مساعد باشد و یا آثاری از وجود حیات را در خود داشته باشد یا خیر. در اواخر سال 2011 کنجکاو به سوی مریخ پرتاب خواهد شد و آگوست 2011 این کاوشگر بر سطح سیاره سرخ فرود خواهد آمد.

وینز، زمین شناس دپارتمان انرژی لابراتوار ملی لاس آلاموس، به عنوان رئیس پروژه چم کم فعالیت میکند. تیم آمریکایی فرانسوی که او رهبری انرا بر عهده دارد پیشنهاد این پروژه را در مسابقات آزاد2004ناسا برای شکرت درپروژه لابراتوار علمی مریخ، ارائه دادند. 

 

در سال 1997، وینز در حال بررسی ایده ای در مورد استفاده از لیزر برای بررسی و کاوش ماه بود که از یک لابراتوار شیمی بازدید نمود که در آن یم همکار بنام "دیو کیریمر" در حال آزمایش و کاربروی یک تکنیک متفاوت لیزر بود. کریمر، یک لیزر به اندازه سیگار که با یک باتری 9ولت کوچک کار میکرد را نصب کرده و آنرا به سمت یک سنگ در انطرف اتاق نشانه رفته است.

وینز می گوید:" اتاق به درستی مجهز شده بود. تمام سطوح بوسیله ابزارها، لنزها و یا ابزارهای اپتیکی پوشیده شده بود. قیافه کابینتها بصورتی زشت و لکه لکه بود. بعدها فهمیدم که از این کابینتها نیز بعنوان هدف لیزر استفاده میشده است."

"کیریمر یک دکمه را فشار داد . یک باریکه نامرئی از لیزر یک ذره از سنگ را در آنسوی اتاق منفجر کرد. درخشش بوجو امده همان گازهای یونیزه یا پلاسما بود که از طریق اتمهای برانگیخته شده ی سنگ ایجاد شده بود. یک طیف سنج که روی پلاسمای درخشان ایجاد شده در این فرایند متمرکز شده بود، شدت نور را درطول موج های مختلف برای تشخیص عناصر سازنده سنگ، ثبت میکرد."

محققان برای دهه ها، از لیزر برای برانگیزش پلاسما استفاده نموده اند. چیزی که وینز را در این آزمایش تحت تاثیر قرار داد، قابلیت انجام کار در ولتاژهای پایین و با لیزری جمع  و جور بود. استفاده از چنین تکنولوژی برای روباتی بر سطح سیاره ای دیگر در نظر وی شدنی میرسید. به همین خاطر، بیش از یک دهه پیشرفتها و تحقیقات بین المللی در چم کم که روی کنجکاو در سپتامبر 2010 نصب شد، دیده میشود.

همکاری های بین المللی در سال 2001 حاصل شد، درست وقتی که وینز یک محقق فوق دکترا که سابقا کار در لاس آلاموس فعالیت داشته را بنام "سیلوستر موریس"، به پروژه معرفی نمود. تکنولوژی داخلی چم کم برای سالها در فرانسه و همچنین آمریکا استفاده میشده است ولی هنوز برای دانشمندان فضایی ناشناخته بود. موریس میگوید: "این تکنیک هم نامیشی است و هم بسیار علمی؛بازدیدکنندگان در فرانسه، ترکیب علمی بکار رفته در چم کم را بسیار دوست داشتند." یک تیم فرانسوی شکل گرفت و کار بر روی لیزر جدید آغاز شد.

ضربه ای که از طریق لیزر چم کم به نقطه موردنظر وارد میشود، انرژی برابر یک میلیون لامپ را برای پنج میلیاردیوم ثانیه برآن نقطه متمرکز میکند. نوری که از آن نقطه منتشر میشود توسط یک تلسکوپ که روی دکل کنجکاو نصب شده، ثبت میشود. تلسکوپ نور را توسط یک فیبر نوری به سه طیف سنج که درون مریخ نورد قراردارند هدایت میکند. طیف سنجها شدت نور را در 6144طول موج متفاوت در حیطه امواج ماوراء بنفش، مرئی و فروسرخ ثبت میکنند. عناصر شیمیایی متفاوت نور را در طول موجهای متفاوت ساتع میکنند.

در صورتی که یک لایه از غبار روی سنگ یا صخره مورد نظر نشسته باشد و یا تاثیرات آب و هوایی پوسته آنرا تغییر داده باشد، چندین ضربه لیزر میتواند پوسته را جدا کند و سنگ مورد نظر را خالص سازی کند تابتوانیم عناصر تشکیل دهنده اش را بررسی کنیم. وینز میگوید: "ما با هر ضربه ی لیزر میتوانیم به اعماق بیشتری از سنگ نفوذ کنیم."

مریخ نوردهای قبلی قادر به یافتن و شناسایی عناصر سبکتر مانند مربن اکسیژن هیدروژن، لیتیوم و بور نبودند.عناصری که می توانند نشانه هایی از شرایط محیطی که درآن سنگ شکل یافته یا دچار دگرگونی شده است را به ما میدهد. پس از اینکه مریخ نورد اکتشافی ناسا ،"روح"،برآمدگی سطحی را بر سیاره سرخ به نام "کومانش" در سال 2005 مورد بررسی قرار داد، سال بطول انجامید تا بررسی ها از طریق مشاهدات غیر مستقیم قطعا مشخص سازد که در آن صخره کربن وجود دارد. ای ندر حالی است که یک مشاهده منفرد با چم کم میتواند کربن را بصورت مستقیم آشکار سازد. 

چم کم قادر خواهد بود چندهدف مختلف را در یک روز بجوید، اطلاعات را برای تیم مریخ نورد جمع آوری کند و آنها را قادر سازد تا بهترین و دقیق ترین گزینه را برای حفاری و برداشت نمونه برای تفکیک در آزمایشگاه درون کنجکاو انتخاب کنند. همچنین میتواند ویژگی هایی از اهداف مورد نظر که برای دیگر ابزار مریخ نورد غیر قابل دسترسی است مانند وجه ها وشکلهای صخره که در دسترس بازوهای کنجکاو نیست را نیز چک کند.

تلسکوپ این سامانه مانند اپتیکهای بخش دوربین چم کم که تصویر روی آشکار ساز یک مگاپیکسلی ثبت میکند، تصویر را بزرگ میکند. دوربین تلسکوپی زمینه نقاطی که لیطزر به آنها برخورد کرده را نشان میدهد و نیز میتواند مستقلا نیز به کار رود.بخش فرانسوی تیم چم کم توسط موریس هدایت میشود و بنیان گذار آن آژانس فضایی ملی فرانسه است که لیزر و تلسکوپ چم کم را تامین میکند موریس یک متخصص طیف سنجی است. لابراتوار لاس آلاموس طیف سنجها و پردازشگر داده های داخل مریخ نورد را تامین میکند. طراحی اپتیکی طیف سنجها از "اوشن اپتیک" گرفته میشود.

تیم چم کم متخصصان معدن شناسی، ستاره شناسی، زمین شناسی و محققان در دیگر زمینه ها را به برخی اعضای تیم تجهیزات کنجکاو لحاظ کرده است.

این مریخ نورد در هم اکنون در حال مونتاژ و تست های مکرر است و گفته میشود در یکی از روزهای 25 نوامبر تا 18دسامبر 2011 از افلوریدا پرتال خواهد شد.

منبع: nasa.gov