فرود مریخنورد کنجکاوی (Curiosity) بر کف دهانه گیل در ۶ اوت ۲۰۱۲، فصلی نوین در کاوشهای سیارهای گشود. این مریخنورد که در زمان پرتاب خود بزرگترین و پیشرفتهترین سفینهای بود که تا آن روزگار به مریخ فرستاده شده بود، مأموریتی روشن اما عمیق بر دوش داشت: آیا سیاره سرخ روزگاری محیطی مناسب برای حیات میکروبی داشته است؟ بیش از یک دهه بعد، ابزارهای علمی این مریخنورد شواهد شیمیایی و کانیشناختی بیسابقهای از محیطهای زیستپذیر گذشته را آشکار ساختهاند و تصور ما از تاریخ پرآب مریخ را کاملاً دگرگون کردهاند.
دهانه گیل؛ پنجرهای رو به مریخ باستانی
دهانه گیل (Gale Crater) بر اثر برخورد یک شهابسنگ عظیم در فاصله زمانی ۳٫۵ تا ۳٫۸ میلیارد سال پیش شکل گرفت. این دهانه با قطر حدود ۱۵۰ کیلومتر درست در جنوب استوای مریخ قرار دارد. انتخاب این مکان بهعنوان محل فرود، کاملاً هدفمند بود؛ مشاهدات مداری نشان میداد که سنگهای لایهلایه تشکیلدهنده کوه شارپ — کوهی با ارتفاع ۵٫۵ کیلومتر در نزدیکی مرکز دهانه — کانیهای متنوعی را در خود جای دادهاند.
زمینشناسی کوه شارپ همچون کتابی است که تاریخ تغییرات اقلیمی مریخ را روایت میکند. سنگهای دامنههای پایینی این کوه نشانههایی از رسهای آبدار دارند و لایههای بالاتر آنها را سنگهای غنی از سولفات پوشانده است. این تمایز برای درک زیستپذیری مریخ حیاتی است:
- سنگهای رسدار غالباً در محیطهای پرآب شکل میگیرند.
- سنگهای سولفاتدار معمولاً در مناطقی یافت میشوند که آب فراوانی در آنها تبخیر شده است.
مریخنورد با پیمایش لایههای رسدار تا سولفاتدار، تغییرات زیستپذیری مریخ باستانی را در پی خشکتر شدن تدریجی شرایط مورد بررسی قرار میدهد.
اهداف علمی مأموریت کنجکاوی
کنجکاوی برای دستیابی به هدف اصلی خود — تعیین زیستپذیری مریخ — مجموعهای ساختاریافته از اهداف علمی را در چهار حوزه زیستشناسی، زمینشناسی، فرایندهای سیارهای و تابش دنبال میکند.
اهداف زیستشناختی
- تعیین ماهیت و مقدار ترکیبات آلی کربن
- فهرستبرداری از عناصر سازنده حیات: کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن، فسفر و گوگرد
- شناسایی ویژگیهایی که ممکن است آثار فرایندهای زیستی باشند
اهداف زمینشناختی و ژئوشیمیایی
- بررسی ترکیب شیمیایی، ایزوتوپی و کانیشناختی سطح و لایههای نزدیک به سطح مریخ
- تفسیر فرایندهای شکلدهنده و دگرگونکننده سنگها و خاکها
اهداف فرایندهای سیارهای
- ارزیابی تکامل جو مریخ طی چهار میلیارد سال
- تعیین وضعیت کنونی، پراکندگی و چرخه آب و دیاکسید کربن
بررسی تابش سطحی
کنجکاوی طیف گستردهای از تابشهای سطحی از جمله پرتوهای کیهانی کهکشانی، رویدادهای پروتونی خورشیدی و نوترونهای ثانویه را اندازهگیری میکند؛ دادههایی که هم برای سنجش زیستپذیری و هم برای برنامهریزی مأموریتهای سرنشیندار آینده اهمیت راهبردی دارند.
فرودی جسورانه و دریاچهای باستانی
کنجکاوی نخستین مریخنوردی بود که با سامانه «جرثقیل آسمانی» (Sky Crane) بر سطح مریخ فرود آمد. این مریخنورد میان ضلع شمالی کوه شارپ و دیواره شمالی دهانه، بر روی انباشتهای از سنگ و ماسه به نام مخروطافکنه (Alluvial Fan) نشست؛ موادی که میلیاردها سال پیش از دیواره شمالی دهانه به پایین شسته شده بودند.
یکی از نخستین توقفگاههای کنجکاوی، مجموعهای از رخنمونهای سنگی نزدیک محل فرود به نام «خلیج یلونایف» (Yellowknife Bay) بود. مریخنورد با بازوی هفتفوتی خود سنگها را حفاری کرد و نمونهها را با مجموعه دهابزاری علمی خود مورد تحلیل قرار داد. نتایج شگفتانگیز بود: شواهد نشان میداد دریاچهای باستانی روزگاری کف دهانه را پوشانده بوده است.
سازند موری؛ بایگانی شرایط زیستپذیر
کاوشها، حفاریها و تحلیلهای بعدی طی پیمایش بیش از ۲۸٫۶ کیلومتری مریخنورد در دامنه شمالی کوه شارپ نیز هماندازه یافتههای نخستین چشمگیر بودند. مجموع ضخامت بسترهای منفرد و نازک دریاچهای که کنجکاوی ثبت کرده، به بیش از ۳۰۰ متر میرسد. این لایهها رسدار هستند، برخی حاوی مواد آلیاند و شیمی آب در آنها شرایطی را نشان میدهد که برای حیات میکروبی کاملاً مناسب بوده است.
این یافتهها نهتنها گواهی بر وجود آب مایع در گذشته مریخ هستند، بلکه نشان میدهند شرایط شیمیایی لازم برای پیدایش و بقای حیات — از جمله منابع انرژی و عناصر ضروری — برای دورههای طولانی در دهانه گیل فراهم بوده است. کشف مولکولهای آلی پیچیده در سنگهای رسدار باستانی، این پرسش را پررنگتر کرده است که آیا حیات روزگاری در مریخ شکل گرفته و چه آثاری از خود به جا گذاشته است.
کنجکاوی همچنان به کاوش در لایههای بالاتر کوه شارپ ادامه میدهد و هر متر از پیشروی، صفحه تازهای از تاریخ سیاره سرخ را ورق میزند. دادههای گردآوریشده توسط این مریخنورد، پایهای برای مأموریتهای آینده ناسا از جمله مریخنورد پرستورانس (Perseverance) و نمونهبرداری و بازگرداندن سنگهای مریخ به زمین (Mars Sample Return) فراهم میسازد؛ تلاشی که شاید روزی پاسخ قطعی پرسش چند میلیارد ساله درباره تنهایی ما در cosmos را ارائه دهد.
