پیش به سوی فناوری

تولد کنجکاوی

کارتون «وال‌ای، WALL-E» را به یاد دارید؟ این کارتون ساخته‌ی استودیوی پیکسار در سال ۲۰۰۸ به نمایش در آمد و قهرمان داستان روباتی کوچک و بانمک به نام وال‌ای بود که باید زمین را از هرنوع زباله پاک می‌کرد، البته زمین به شکلی که در آینده‌ی بسیار دور احتمال وجودش خواهد بود. اما در حال حاضر نوعی دیگر از روبات وال‌ای، بسیار مجهز‌تر و بزرگ‌تر به سوی مریخ در راه است و تا چند روز دیگر مراحل حساس فرود را طی خواهد کرد. ناسا، آزمایشگاه علمی مریخ را پیش از نام‌گذاری رسمی، وال‌ای می‌خواند و در سال ۲۰۰۹/۱۳۸۸ مسابقه‌ای برگزار کرد تا دانش‌آموزان و نوجوانان نام‌های مناسبی برای این مریخ‌نورد پیشنهاد دهند. هر نوجوانی که در این مسابقه شرکت می‌کرد باید در متنی کوتاه علت انتخابش را توضیح می‌داد. اگرچه «وال‌ای» چندان هم نام نامناسبی برای مریخ‌نورد نبود، زیرا این دو روبات از لحاظ ظاهری چندان هم بی‌شباهت نیستند! از بین ۹هزار شرکت‌کننده، دختر ۱۲ ساله‌ای به نام «کلارا ما، Clara Ma» برنده مسابقه اعلام شد. او نام مریخ‌نورد را «کنجکاوی، Curiosity» نامید. متن کوتاه زیر، نوشته او است که علت پیشنهاد این اسم را به زیبایی توضیح داده است:

کلارا ما٬ نام «کنجکاوی» را برای مریخ‌نورد جدید ناسا انتخاب کرد

       ” کنجکاوی، شعله‌ای جاودانی است که در ذهن هرکسی می‌درخشد. کنجکاوی، چیزی است که هر روز صبح مرا با این پرسش از خواب بیدار می‌کند که امروز زندگی چه شگفتی‌هایی را پیش رویم خواهد گذاشت. کنجکاوی نیروی قدرتمندی است که بدون آن ما آن‌چه امروز هستیم،‌ نمی‌بودیم. وقتی کوچک‌تر بودم از خودم می‌پرسیدم: چرا آسمان آبی است؟ چرا ستاره‌ها چشمک می‌زنند؟ چرا من،‌ من هستم؟ و اکنون هم از خودم می‌پرسم. من می‌خواهم پاسخ پرسش‌هایم را پیدا کنم. کنجکاوی اشتیاقی است که ما را در زندگی روزمره پیش می‌برد. ما با نیاز به پرسیدن و شگفت‌زده شدن، کاشف یا دانشمند شده‌ایم. اگرچه خطرات و چالش‌هایی هم وجود دارد اما ما هم‌چنان به پرسیدن،‌ امیدوار بودن، ساختن و رویاپردازی ادامه می‌دهیم. تا به حال بسیار آموخته‌ایم اما هنوز هم اندک است و ما هرگز نخواهیم توانست هرآن‌چه که برای آموختن وجود دارد بیاموزیم با این‌حال با شعله‌ی سوزان کنجکاوی بسیار آموخته‌ایم. “

دقیقاً به علت کنجکاوی است که ساخت کنجکاوی اواخر سال ۲۰۰۴ آغاز شد. تا سال ۲۰۰۸ تقریباً‌ ساخت مریخ‌نورد به پایان رسیده بود و طبق برنامه‌ریزی،‌ بنا بر این بود که در سال ۲۰۰۹ به سوی مریخ پرتاب شود اما اواخر سال ۲۰۰۸ ناسا اعلام کرد که پرتاب مریخ‌نورد با ۲ سال تأخیر انجام خواهد شد. و علت این تأخیر عدم اطمینان ناسا به سالم رسیدن کنجکاوی به مریخ اعلام شد. در واقع در سال ۲۰۰۳، هزینه‌ی ساخت، آزمایش و پرتاب مریخ‌نورد، پروژه‌ای با هزینه‌ای در حد متوسط، یعنی بین ۳۲۵ تا ۶۵۰ میلیون دلار، برآورد شده بود. در حالی‌که اواخر سال ۲۰۰۸ برای این پروژه ۳۰ درصد بیشتر از مقدار تعیین‌شده هزینه شده بود و همین موضوع باعث شد که پروژه‌ی کنجکاوی به مرز تعطیلی برسد. اما ناسا به سرعت پیشنهاد عقب انداختن زمان حرکت مریخ‌نورد را مطرح کرد تا در این دو سال نیازهای مالی پروژه تأمین شود. اکنون مریخ‌نورد کنجکاوی بیش از ۲/۵ میلیارد دلار می‌ارزد. اما چرا چنین هزینه‌ی هنگفتی برای این مریخ‌نورد در نظر گرفته شده است؟

عرض‌اندام کنجکاوی

آزمایشگاه علمی مریخ، حقیقتاً مانند آزمایشگاهی مجهز به پیشرفته‌ترین ابزارها، به اساسی‌ترین پرسشی پاسخ خواهد داد که انسان سال‌های سال با آن مواجه بوده است. آیا حیات در مریخ وجود دارد یا وجود داشته است؟ کنجکاوی به جست‌وجوی ترکیبات آلی خواهد گشت و این ترکیبات آلی اگر پیدا شوند نشان از حیات گذشته، حال یا آینده مریخ دارند، البته شاید هم منشاء آن‌ها شهاب‌سنگ‌ها باشند، به‌هرحال منبع هرچه که باشد معلوم خواهد شد. علاوه بر این، کنجکاوی به بررسی شرایط جّوی و بررسی مریخ از لحاظ زمین‌شناسی هم می‌پردازد.

دانشمندان طول مدت مأموریت کنجکاوی را یک سال مریخی یا ۶۸۷ روز زمینی تعریف کرده‌اند اما چگونه این روبات می‌تواند به اهداف تعیین‌شده دست بیابد؟

در واقع ابرازهای مریخ‌نورد به یاریش خواهند آمد تا تحقیقات خود را به خوبی انجام دهد. کنجکاوی بیش از ۱۰ ابزار گوناگون دارد که جمعاً ۷۵ کیلوگرم از وزن مریخ‌نورد را تشکیل می‌دهند. برای مقایسه بد نیست بدانید که روح و فرصت هریک ۵ ابزار با خود حمل می‌کردند که جمعاً ۵ کیلوگرم از وزن مریخ‌نوردها را به خود اختصاص می‌دادند. البته سنگینی این مریخ‌نورد مانع سرعت حرکتش نخواهد شد و روی سطحی سخت و به نسبت صاف با سرعت ۵/۳۹ کیلومتر در ساعت حرکت می‌کند. باز هم برای مقایسه بیشترین سرعت مریخ‌نورد فرصت را در نظر بگیرید که تقریباً ۱۶۰ متر در ساعت است.

ابزارهای پیشرفته‌ی کنجکاوی واقعاً این مریخ‌نورد را به روباتی منحصربه‌فرد تبدیل می‌کنند. حس‌گرهای کنترل از راه دور کنجکاوی پیش از این‌که مریخ‌نورد حرکتی کند از فاصله‌ای دور می‌توانند نمونه‌های مورد نظر را بررسی کنند. مثلاً  ابزار Chemcam را درنظر بگیرید که مجموعه‌ای از حس‌گرهای کنترل از راه دور است. در این ابزار لیزری جاسازی شده است که از فاصله‌ی ۷ تا ۹ متری می‌تواند نمونه موردنظر را هدف ‌بگیرد و بخش بسیار کوچکی از نمونه را تبخیر می‌کند. ابر پلاسمایی کوچکی در اثر این تبخیر به وجود می‌آید که اسرار شیمیایی نمونه را هویدا می‌کند و مریخ‌نورد از نوری که نمونه‌ی تبخیرشده ساطع می‌کند طیف می‌گیرد. بنابراین کنجکاوی بدون این‌که حتی از جای خود تکان بخورد به دانشمندان امکان دسته‌بندی مواد تشکیل‌دهنده‌ی نمونه‌ها را می‌دهد، موادی مانند مواد معدنی، مولکول‌های آلی، قطعات یخ و غیره.

 بازوی روبوتیک مریخ‌نورد به‌طور خودکار ابزارهایش را به‌کار می‌گیرد. یکی از این ابزارها، طیف‌نگار ذرات آلفای اشعه‌ی ایکس Alpha Particles X-Rays Spectrometer‌ یا به‌طور مخفف APXS در بازوی روباتیک جاسازی شده است. این طیف‌نگار با تاباندن ذرات آلفا به نمونه‌ها و ثبت طیف اشعه‌ی ایکس نمونه‌ها فراوانی مواد شیمیایی را در غبار، خاک و سنگ‌ها می‌سنجد. دوربین MAHLI یکی دیگر از دستگاه‌هایی است که داخل بازو قرار دارد. این دوربین تصاویری رنگی با کیفیت تصاویر دوربین‌های دیجیتال می‌گیرد و مانند ذره‌بینی پرقدرت ساختار غبار، سنگ‌ها و ذرات ریز یخی و رنگ‌ آن‌ها تفکیک می‌کند. فاصله کانونی این دوربین ۱۸/۳ – ۲۱/۳ میلی‌متر و میدان دید آن ۳۳/۸-۳۸/۵ درجه است. LED دوربین به دو نور سفید و فرابنفش مجهز است و می‌تواند در تاریکی یا در تابش فلوئورسانس عکس بگیرد.

 داخل بدنه‌ی مریخ‌نورد هم ابزاری با نام مخفف SAM وجود دارد که مانند سگ شکاری هوای پیرامون را بو می‌کشد و تشخیص می‌دهد که از کجا باید نمونه جمع کند. یکی از مأموریت‌های بسیار مهم SAM یافتن متان در مریخ است زیرا میکروب‌ها متان آزاد می‌کنند از سوی دیگر، از برهم‌کنش آب مایع با سنگ‌هایی که زیر سطح مریخ وجود دارند متان حاصل می‌شود که هردوی این‌ها نشان از حیات در عمق خاک‌های مریخی است. علاوه بر این‌ها، SAM می‌تواند گازهایی را تخشیص دهد که سنگ‌ها یا خاک‌های نمونه هنگام داغ شدن آزاد می‌کنند.

آزمایشگاه علمی مریخ ابزارهای دیگری هم دارد که مقدار تابش‌های کیهانی را می‌سنجند که سطح مریخ را بمباران می‌کنند. این سنجش، اطلاعات ارزشمندی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد تا شرایط سفر انسان به مریخ را بهتر بررسی کنند.

 کنجکاوی ساخته شد تا کنجکاوی انسان درباره‌ی مریخ را ارضا کند اما این روبات، ‌خود دنیای شگفت‌انگیزی است که توجه بسیاری را جلب می‌کند. علاوه‌ بر گران‌قیمت بودن، پیشرفته بودن ابزارها و کارایی آزمایشگاه علمی مریخ، نکته‌ی هیجان‌انگیز دیگری هم درباره‌ی آن وجود دارد: نحوه‌ی فرود کنجکاوی بر مریخ! فرودی که یا سرآغاز اکتشافی نو خواهد بود یا فاجعه‌ای تمام عیار که همه‌ی تلاش‌ها و هزینه‌ها را بر باد خواهد داد. در مقاله‌های بعدی درباره‌ی مراحل فرود و ابزارهایی که برای آن در نظر گرفته شده‌اند بیشتر بخوانید.