یک مأموریت جاهطلبانه برای آشکار کردن رازهای کمکاوشترین سیاره در منظومه شمسی داخلی، پس از سفری طولانی، در حال رسیدن به مقصد کیهانی خود است.
مأموریت بپیکلمبو، که تلاشی مشترک میان آژانس فضایی اروپا و آژانس اکتشافات فضایی ژاپن است، قصد دارد با استفاده از دو ماهواره مداری مکمل، بینشی درباره نحوه شکلگیری و تکامل عطارد در نزدیکی خورشید ارائه دهد.
این مأموریت در اکتبر ۲۰۱۸ با موشک آریان ۵ از پایگاه فضایی اروپا در نزدیکی کورو، در گویان فرانسه، پرتاب شد. از آن زمان، این فضاپیما مسافتی بیش از ۶ میلیارد مایل (۱۰ میلیارد کیلومتر) را طی کرده است.
بپیکلمبو به نام جوزپه «بپی» کولومبو، مهندس و ریاضیدان ایتالیایی، نامگذاری شده است که چرخش عجیب عطارد را مطالعه کرد و مسیرهایی را پیشنهاد داد که امکان نخستین پروازهای هوایی ناسا از این سیاره در سال ۱۹۷۴ را فراهم ساخت.
زمین حدود ۱۰ برابر به عطارد نزدیکتر است تا به مشتری، اما بپیکلمبو زمان بیشتری نسبت به مأموریتهای پیشینی مانند گالیله و جونو که به سمت بزرگترین سیاره در منظومه شمسی خارجی ما حرکت میکردند، طول کشید تا به این سیاره کوچک برسد.
«اگر راه مستقیمی را انتخاب کنید، میتوانید سریعتر به عطارد برسید»، فرانک بودینیک، مدیر دینامیک پرواز مأموریت بپیکلمبو در آژانس فضایی اروپا گفت. «اما مشکل اینجاست که ما میخواهیم در مداری نسبت به عطارد قرار بگیریم. باید فضاپیما را به همان سرعتی که عطارد دارد برسانید، و این یک انتقال بسیار انرژیبر است.»
ترکیبی از پیشرانی الکتریکی و تقویتهای گرانشی ناشی از مجموعاً نُه پرواز هوایی از زمین، زهره و عطارد، به بپیکلمبو در رسیدن به سرعت صحیح در طول سفر طولانیاش یاری رساندهاند.
اما چالشهای سخت برای بپیکلمبو هنوز تمام نشده است. ماژول انتقال عطارد که سفر چندساله را توانمند ساخته بود، در ساعت ۸ صبح به وقت شرقی روز پنجشنبه از دسته دو ماهواره مداری علمی بپیکلمبو جدا خواهد شد.
آژانس فضایی اروپا یک پخش زنده را از ساعت ۷:۴۵ صبح به وقت شرقی روز پنجشنبه میزبانی خواهد کرد تا نقاط عطف جداسازی نفسگیر را به اشتراک بگذارد و در ساعت ۹:۵۳ صبح به وقت شرقی، آژانس یک بررسی ایمنی از فضاپیما انجام خواهد داد تا ببیند بپیکلمبو تاکنون چگونه در مأموریت خود عملکرد داشته است.
«جداسازی ماژول انتقال در شرایطی بسیار چالشبرانگیز رخ خواهد داد و ما باید با ریسک قابل توجهی مواجه شویم که همه چیز طبق برنامه پیش نرود»، ایگناسیو تانکو، رئیس عملیات مأموریتهای سیستم خورشیدی داخلی در آژانس فضایی اروپا گفت.
«این امر معادل پرتاب یک فضاپیمای جدید خواهد بود، تنها این فضاپیما در اطراف سیارهای متفاوت قرار دارد. ما برای اولین بار سیستمهایی را خواهیم دید که نتوانستهایم به طور کامل آنها را آزمایش کنیم.»
و این تنها آغاز یک فرآیند پیچیده است.
تانکو گفت: «برخلاف سایر مأموریتها، رسیدن بپیکلمبو به معنای یک رویداد واحد نیست. ما حدود نیم سال عملیات شدید پیش رو داریم.»
چالشهای سفر به سوی خورشید
ایجاد یک مدار رصدی در اطراف عطارد حتی دشوارتر از سفر برای رسیدن به آن است.
ماهواره مداری سیارهای عطارد (MPO) متعلق به آژانس فضایی اروپا و ماهواره مداری مغناطیسسنج عطارد (MIO) متعلق به JAXA، در تاریخ ۲۱ نوامبر توسط جاذبه عطارد به دام افتاده و وارد مدار حول این سیاره خواهند شد.
این دو ماهواره مداری بین ۹ و ۱۰ دسامبر از یکدیگر جدا خواهند شد، با این تفاوت که ماهواره مداری سیارهای عطارد در ۱۶ دسامبر به موقعیت مداری خود منتقل شده و ماهواره مداری مغناطیسسنج عطارد در ۱۰ مارس از آن پیروی خواهد کرد.
عملیات علمی برای هر دو ماهواره مداری رسماً در آوریل آغاز خواهد شد.
تانکو گفت: «این اولین باری است که یک مأموریت دو فضاپیمای کاملاً مستقل و کاملاً عملیاتی را در اطراف یک سیاره متفاوت منتشر میکند.»
سانتا مارتینز، مدیر مأموریت بپیکلمبو در آژانس فضایی اروپا، گفت که MPO خود سیاره را مشاهده خواهد کرد، در حالی که MIO بر محیط فضایی اطراف عطارد تمرکز خواهد داشت.
عطارد به طور متوسط ۳۶ میلیون مایل (۵۸ میلیون کیلومتر) از خورشید فاصله دارد و هر ۸۸ روز یکبار به دور ستاره ما میچرخد، بر اساس ناسا. چنین نزدیکی به این معناست که دمای سطح سیاره در طول روز میتواند به حدود ۸۰۰ درجه فارنهایت (۴۳۰ درجه سلسیوس) برسد.
فاصله نزدیک عطارد به خورشید آن را به سیارهای چالشبرانگیز برای کاوش تبدیل کرده است — و این اصلیترین محرک پیچیدگی بپیکلمبو است. تنها دو مأموریت پیشین، مارینر ۱۰ ناسا در سال ۱۹۷۴ و مأموریت مسنگر آن در سال ۲۰۱۱، در مجاورت این جهان سنگی بودهاند. مانند بپیکلمبو، مسنگر نیز nearly هفت سال طول کشید تا به عطارد برسد.
تانکو گفت: «خود فضاپیما طوری طراحی شده است که در شرایطی بسیار سخت عمل کند. این امر اساساً معادل کار کردن با یک فر پیتزای بسیار داغ است که دقیقاً پشت سر شما روشن است.»
هر دو ماهواره مداری مجهز به آرایههای خورشیدی هستند تا نیروی مورد نیاز خود را تأمین کنند و در نزدیکی خورشید در معرض خطر داغ شدن بیشازحد قرار دارند.
MIO دقیقهای ۱۵ بار میچرخد، در حالی که MPO آرایه خود را تقریباً به صورت لبهرو به خورشید تنظیم میکند تا فقط به اندازه کافی نور خورشید دریافت کند و همزمان از آسیب تابش خورشیدی جلوگیری نماید.
حل معماهای عطارد
قرار دادن دو فضاپیما در مدار اطراف عطارد، دیدگاههای بیسابقهای از سیاره ارائه خواهد داد و فصل جدیدی را در درک دانشمندان از منظومه شمسی باز خواهد کرد، مارتینز گفت.
این ماهوارههای مداری به نقشهبرداری با وضوح بالا از سیاره کمک کرده و به پرسشهایی پاسخ خواهند داد که در طول بررسی دقیق مسنگر از عطارد مطرح شدند.
هر ماهواره مداری مجهز به طیف وسیعی از ابزارها برای کاوش ساختار و ترکیب عطارد است، از جمله دهانهها و شواهدی از فعالیتهای آتشفشانی باستانی در سطح آن، به همراه میدان مغناطیسی سیاره و اگزوسفر آن، ابری نازک از گاز که سیاره را احاطه کرده است، گفت جرانت جونز، دانشمند ارشد پروژه بپیکلمبو در آژانس فضایی اروپا.
یکی از معماهایی که دانشمندان امیدوارند آن را کاوش کنند، حفرههای عجیب مشاهدهشده در عطارد توسط مارینر ۱۰ و مسنگر است.
جونز گفت: «فرورفتگیهایی در سطح وجود دارد که انگار سطح در حال خورده شدن است. ممکن است امکان داشته باشد تغییراتی را در این مناطق در طول زمان مشاهده کنیم.»
حفرهها در هیچ جای دیگر سیارات منظومه شمسی ما یافت نشدهاند و با نبود باد یا آب برای شکلگیری هزاران فرورفتگی معمازا، دانشمندان میخواهند بدانند چه نیروهایی آنها را شکل دادهاند.
این ماهوارههای مداری همچنین میتوانند به کشف حقیقت پشت دلیل چگالی بسیار بالای عطارد نسبت به اندازه کوچکش کمک کنند.
جونز گفت: «حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، زمانی که سیارات از بقایای اطراف خورشید شکل گرفتند، «گمان میرود که عطارد شروع به شکلگیری کرد، یک سیاره با اندازه متوسط ایجاد کرد و سپس توسط یک سیارهسنگ بزرگ دیگر برخورد کرد که پوسته بیرونی آن را کنده برداشت.» بنابراین این بدان معناست که چگالی کلی مواد باقیمانده بسیار بالاتر بود و همین دلیل چگالی بالای فعلی آن است.»
جونز افزود که یادگیری بیشتر درباره سطح و درون عطارد میتواند از این نظریه حمایت کند یا پاسخهای جدیدی ارائه دهد.
برای خبرنامه علم شگفتیشناسی نظریه CNN ثبتنام کنید. جهان را با اخبار کشفیات جذاب، پیشرفتهای علمی و موارد دیگر کاوش کنید.