آغاز عصر کاوش متحرک در سرخکره
چهارم ژوئیه سال ۱۹۹۷، زمین در خلسه جشن استقلال بود، اما در فاصلهٔ ۲۲۵ میلیون کیلومتری، یک توپ بزرگ در حال برخورد به سطح سیارهٔ سرخ بود. فضاپیمای پثفایندر ناسا با پوستهای از کیسههای هوای غولپیکر، پس از نه ماه سفر در راهشاهین کیهان، با موفقیت فرود آمد و سوجورنر را رها کرد. این ربات چرخدار ۱۰.۶ کیلویی، اولین وسیلهٔ متحرکِ چرخدار در تمام منظومهٔ شمسی به غیر از زمین شد. بیش از دو دهه از آن لحظه میگذرد، اما این مأموریت همچنان نقطهٔ عطفی بیبدیل در تاریخ اکتشافات فضایی است؛ آزمونی جسورانه که ثابت کرد کاوشهای سیارهای را میتوان با مهندسی دقیق و بودجهای محدود به انجام رساند.
فرود پرسرعت: وقتی کیسههای هوا تاریخ را بدل میکنند
روش فرود پثفایندر در آن زمان غیرممکن به نظر میرسید. مهندسان به جای استفاده از موتورهای کندکننده و شهابسازهای پیچیده، از ورود مستقیم به جو مریخ، باز کردن چتر نجات در ارتفاع مشخص و محصور کردن کل فضاپیما در یک پوستهٔ هوایپرشدهٔ ۵.۸ متری استفاده کردند. فضاپیما با سرعتِ ۱۴ متر بر ثانیه به سطح برخورد کرد و مانند یک میوهٔ غولپیکر حدود ۱۵ بار پرید و تا ارتفاع ۱۵ متری بالا رفت. به محض توقفِ دو دقیقه و نیم بعد، کلید مأموریت چرخید. این تکنیک ساده اما بینظیر، بارها در مأموریتهای بعدی تکرار شد و راه را برای فرودهای هوشمندتر هموار کرد.
فلسفهٔ سریعتر، بهتر، ارزانتر و پایان عصر هزینههای نجومی
پثفایندر در آغاز بهعنوان بخشی از یک برنامهٔ مقیاسدار بزرگ طراحی شده بود، اما به زودی به قلب برنامهٔ دیسکاوری ناسا تبدیل شد. این برنامه با تأکید بر مدیریت وقت ناسا، مقرر کرد که مأموریتهای علمی را باید با سرعت، کیفیت و هزینهای بسیار پایینتر اجرا کرد. مهندسان در آژانسِ فضاییِ آمریکا و آزمایشگاهِ پیشرانشِ جت (JPL) هدف غریبی را دنبال میکردند: اثبات اینکه میتوان با بودجهای کمتر از ۱۵۰ میلیون دلار برای فرودگر و ۲۵ میلیون دلار برای کاوشگر، ابزاری علمی به سیارهای دیگر فرستاد.
برای درک ابعاد این موفقیت، کافی است به مأموریتهای وایکینگ نگاه کنیم. هزینهٔ آنها در سال ۱۹۷۴ به ۹۳۵ میلیون دلار رسید که معادل ۳.۵ میلیارد دلار سال ۱۹۹۷ است. پثفایندر ثابت کرد که میتوان با یکپنجم هزینهٔ وایکینگ، دادههای علمی ارزشمندی جمعآوری کرد و در نهایت کل مأموریت را با ۲۸۰ میلیون دلار به سرانجام رساند. این تغییر رویکرد، اقتصاد کاوشهای فضایی را برای همیشه دگرگون کرد.
واقعیتهای فنی و عملیاتی مأموریت
این کاوشگر رباتیک در دسامبر ۱۹۹۶ با موشک دلتا 2 به فضا پرتاب شد و دقیقاً در چهارم ژوئیهٔ ۱۹۹۷ در منطقهٔ آرس والیس واقع در صحرای کریس پلانیتیا نشست. فرودگر با ۳۵ وات و کاوشگر سوجورنر با ۱۳ وات برق فعال بود. ارتباطات از طریق باند ایکس و آنتنهای بهرهبالای شبکهٔ فضای دور (DSN) انجام میشد که نرخ انتقال دادهٔ ۶ کیلوبیت بر ثانیه به ایستگاههای ۷۰ متری زمینی و ۲۵۰ بیت بر ثانیه برای دستورات محلی را تضمین میکرد. آخرین ارتباط ناسا با این پیکره در ۲۷ سپتامبر ۱۹۹۷ قطع شد؛ دقیقاً به این دلیل که طوفانهای گردوغبار مریخ مانع رسیدن نور خورشید به پانلهای خورشیدی فرودگر شد.
سوجورنر؛ اولین چرخهای متحرک در سرخکره
نام این مأموریت یادآور دو شخصیت تاریخی است. فرودگر به افتخار کارل سیگن، ستارهشناس برجستهٔ ایالات متحده، بازنامگذاری شد و کاوشگرِ ۲۳ پوندی به افتخار سوجورنر تروث، فعال حقوق مدنی آمریکایی، سوجورنر نام گرفت. در شبِ پنجم ژوئیه که به سولِ ۲ معروف شد، این ربات با عبور از پلِ شیبدارِ فرودگر و حرکتی پیوسته روی خاک مریخ، عصرِ کاوشهای متحرک در سیارهٔ سرخ را رسمی کرد. اگرچه تلاشهای شوروی در دههٔ ۱۹۷۰ برای فرستادن کاوشگر به مریخ به شکست منجر شده بود، سوجورنر با درخشش در محیطی بیگانهتر از مدارِ زمین، این جایگاه خالی را پر کرد.
آرس والیس؛ درهای که شواهدی از سیلابهای باستانی را حفظ کرد
انتخابِ محلِ فرودِ پثفایندر کاملاً برنامهریزی شده بود. مهندسان و سیارهشناسان منطقهٔ آرس والیس را هدف قرار دادند، جایی که تصاویر راداری و دادههای مدارگرد نشان میداد هزاران میلیون سال پیش، سیلابهای عظیم و طغیانکننده از صحرای اوهیس پالوس عبور کرده و این دره را ایجاد کردهاند. بررسیِ سنگهای گردآوریشده توسط سوجورنر نشان داد که بسیاری از این سنگها توسط جریانِ سیلاب صاف و صیقلی شدهاند، گواهی مستقیم بر حضور آبِ مایع در تاریخِ اولیهٔ مریخ. این منطقه با تنوعِ زمینشناسیاش، نهتنها یک آزمایشگاهِ طبیعی برای بررسی فرآیندهای زمینشناسی بود، بلکه نقشهٔ راهی برای انتخابِ محلهای فرودِ مریخنوردهای بعدی مانند اپورچونی و پرسویرنس ترسیم کرد.
امروز وقتی پرسویرنس و مریخنوردهای نسلِ جدید در درههای مریخ در حال جستجوی نشانههایِ حیات هستند، ردپای آن رباتِ کوچکِ ۱۰.۶ کیلویی را میبینیم. مأموریت پثفایندر نشان داد که محدودیتِ بودجه هرگز به معنای محدودیتِ کاوش نیست و جسارتِ مهندسی میتواند درهایِ کیهان را برای همگان باز کند. آیندهٔ نسلِ بعدی فضاپیمای ما، هماکنون در همان کیسههای هوای غولپیکرِ سالِ ۱۹۹۷ خوابیده است.
