نجوم و کیهان‌شناسی

در سال 2004، فضاپیمای دوم ناسا زمین را به مقصد عطارد ترک کرد. این فضاپیما اولین عبورش (fly-by) را از کنار عطارد در ژانویه 2008 انجام داد. در سال 2011، پس از سه بار عبور از کنار سیاره، فضاپیما وارد یک مدار بیضوی به­دور آن می­شود. شاید تعجب کنید که ورود به مداری به­دور عطارد هفت سال طول  می­کشد، اما این کار از آنچه تصور می­شود مشکل­تر است. هر فضاپیمایی که به سمت عطارد حرکت می­کند، به تعبیری در حال سقوط به طرف خورشید است و در نتیجه انرژی جنبشی قابل ملاحظه­ای به­دست می­آورد. بنابراین مشکل رسیدن به آنجا نیست، بلکه کم کردن سرعت تاحدی است که بتوان در مدار قرار گرفت. عملاً انرژی لازم برای گردش به­دور عطارد بیش از  فرار از منظومه شمسی است. اروپا و ژاپن در حال طراحی مأموریتی مشترک به عطارد هستند که قرار است در سال 2013 شروع شود. فضاپیمای بپی­کولومبو (BepiColumbo) در سال 2017 به عطارد خواهد رسید.

به علت فاصلۀ کم عطارد و خورشید، این سیاره در هر بار تنها برای مدت نسبتاً کوتاهی مشاهده می­شود؛ ضمن این­که علائم سطحی آن از زمین چندان قابل تشخیص نیست. هر دوی این عوامل باعث گردید که در ابتدا طول دوره­ تناوب چرخشی آن (شبانه­روز آن) اشتباه به­دست آید و تصور شود که با دوره­ تناوب مداری آن برابر است. در این­صورت عطارد به­طور کِشندی به سمت خورشید قفل شده بود؛ یعنی یک طرف آن همواره به سمت خورشید بود و طرف دیگر پشت به آن. رصدهای راداری نشان داد که سمت تاریک عطارد به مقدار قابل ملاحظه­ای گرم­تر از آن چیزی است که برای آن، اگر پیوسته پشت به خورشید می­بود، تصور می­شد. همین رصدها و مطالعات راداری توانست دوره­ تناوب چرخشی آن ­را حول محورش نشان دهد؛ طول شبانه­روز در عطارد دو سوم دوره ­تناوب مداری آن است.

تاکنون تنها دو فضاپیما به دیدار عطارد رفته است؛ مارینر 10 (Mariner 10) که در دهۀ 1970 سه بار از کنار آن عبور کرد، و فضاپیمای مسنجر (Messenger) که اوایل سال 2008 (و برای دومین بار در اکتبر همان سال) از کنار آن گذشت. عطارد شباهت بسیاری به نقاط کوهستانی ماه دارد.

در سال 1991 و با استفاده از آنتن 70 متری گلداستون و فرستندۀ 500 کیلوواتی، عطارد مورد مشاهدۀ راداری قرار گرفت. انعکاسات رادار توسط «آرایۀ بسیار بزرگ^[1]» در نیومکزیکو دریافت شد تا تصاویر راداری با وضوح بالا فراهم گردد. در کمال تعجب، انعکاسی بسیار قوی از ناحیۀ قطب شمال عطارد دریافت شد که به بازتاب­های قوی دیده­ شده از کلاهک­های قطبی پوشیده از یخ مریخ بسیار شبیه بود. در دماهای خیلی پایین، یخ به خوبی سیگنال­های رادار را بازتابش می­کند.

کسی انتظار یافتن یخ در عطارد را نداشت، اما سطح درونی گودال­های نزدیک به دو قطب همواره در سایه است، با دمایی که تا ۱۲۵ کلوین کاهش می­یابد. بنابراین اگر یخی در آنجا وجود داشته باشد، می­تواند ملیاردها سال باقی بماند. تصور بر این است این یخ، که بعداً در قطب جنوب نیز مشاهده گردید، به­جا مانده از دنباله­دارهایی است که در گذشته به عطارد برخورد کرده­اند.

[1]- Very Long Array or VLA

عکس­های دقیق فضا­پیمای مارینر دره­های بزرگ و آتشفشان­های پهناوری را نشان داد. یکی از اینها قلۀ اولمپوس (Olympus Mons)، بزرگ­ترین آتشفشان شناخته شده در منظومه شمسی است. قطر دهانۀ آن ۸۵ کیلومتر  است و پهنای پایۀ مخروط آتشفشان به ۵۵۰ کیلومتر می­رسد. دهانۀ آتشفشان تقریباً ۲۷ کیلومتر بالاتر از سطح مریخ است، سه بار بلند­تر از کوه اورست! دانشمندان دریافتند که در زمان­ فعالیت این آتشفشان­های عظیم­الجثه، حدود سه ملیارد سال قبل، جو مریخ بسیار غلیظ­تر از حال بوده است. اثر گازهای گلخانه­ای در جو سبب می­شده است که دمای سطح مریخ آنقدر بالا رود که آب امکان وجود روی آن را پیدا نماید. دیگر مشخصه­های قابل رؤیت بر سطح مریخ به­خوبی نشان می­داد که جریان آب در آنجا وجود داشته است. این موضوع گمانه­زنی­هایی را دامن زد که شاید گونه­هایی از حیات ساده در آن زمان در مریخ وجود داشته است.

همین احتمال کافی بود که در سال 1976 دو مریخ­نورد وایکینگ به آنجا فرستاده شود. هدف آنها، علاوه بر عکس­برداری از سطح و جمع­آوری داده­های علمی، جستجوی هرگونه دلیل و مدرکی از حیات بود. آنها سه آزمایش انجام دادند و گرچه فعالیت شیمیایی غیرمنتظره­ای را در خاک مریخ یافتند، اما به هیچ­گونه گواهی دال بر وجود موجودی زنده دست پیدا نکردند. با توجه به جو رقیق مریخ (بدون لایۀ اوزون)، اشعۀ فرابنفش بسیار بیشتر از زمین به سطح آن می­رسد، به­طوری که از وجود حیات بر روی آن جلوگیری می­نماید. اگر روزی حیات در مریخ وجود داشته است، انتظار یافتن شواهد آن ­را تنها در زیر سطح مریخ می­توان داشت.

از آن زمان تاکنون فضاپیماهای بسیاری به مریخ رسیده­اند. دو مریخ­نورد روح و فرصت^[1] به گشت­زنی در آنجا پرداخته­اند و دلایلی را برای این­که آب زمانی بر سطح وجود داشته است، فراهم نموده­اند. از دهۀ 1970 تاکنون تنها یک مریخ­نورد، بیگل 2 (Beagle 2)، مستقیماً برای یافتن مدرکی بر وجود حیات ساده اقدام کرده است؛ اما متأسفانه در کریسمس 2003، ظاهراً در حین فرود، دچار حادثه شد.

کتاب «درآمدی بر نجوم و کیهان­شناسی» صفحه 133 

گالیله اولین کسی بود که مریخ را با تلسکوپ و در سال 1609 رصد کرد، اما تلسکوپ کوچک او جزئیاتی از سطح آن را نشان نداد. در تقرب سال 1877 مریخ به زمین، یک ستاره­شناس ایتالیایی به­نام جیووانی شیوپارلی (Giovanni Schiaparelli) با استفاده از تلسکوپ 22 سانتیمتری توانست سطح مریخ را رسم کند و اولین نقشه­های تفصیلی را ارائه نماید. این نقشه­ها خطوطی را شامل می­شدند که شیوپارلی آنها را Canali نامید، به معنی شیار در زبان ایتالیایی (مترادف Channel در انگلیسی). اما این کلمه به Canal در انگلیسی ترجمه شد که معنی آب­راه ساخت انسان را می­دهد و به دنبال آن این حس پدید آمد که شاید نژادی هوشمند در مریخ ساکن باشد. این نکته را باید اشاره کرد که هیچ­گونه آب­راهی از زمین قابل شناسایی نبود، اما اینگونه تصور شد که آنها می­توانند جهت آبیاری مزارع کنارشان که از زمین دیده می­شد مورد استفاده قرار گیرند.

تحت تأثیر رصدهای شیوپارلی، پرسیوال لووِل رصدخانه­ای را در آریزونا بنا نهاد^[1]. او رصدهای مفصلی از مریخ انجام داد که نشان می­داد شبکۀ پیچیده­ای از کانال­های آبرسانی در آنجا وجود دارد. اما با بزرگ­تر شدن تلسکوپ­ها، شیارهای کمتری دیده شد. به نظر می­رسد آنها خطای دید بودند. با این وجود، طلسم حیاتِ پیش­رفته در مریخ تا دهۀ 1960 باطل نشد و آن زمانی بود که فضاپیمای مارینر ناسا به مریخ رسید. (یک تصویر فریبنده از تخته­سنگی عظیم، موسوم به «چهره بر روی مریخ»، توسط فضاپیمای وایکینگ 1 در 1961 به­دست آمد. بعضی تصور کردند که آن نمادی بزرگ از تمدنی در گذشته است. اما عکس دقیقی که توسط «نقشه­بردار سراسری مریخ^[2]» در سال 2001 گرفته شد نشان داد که آن یک «mesa» است - تپه یا کوهی پهن که لبه­هایی با شیب تند دارد.)

ماه بیش از هر جسم دیگری در منظومه شمسی مورد مطالعه قرار گرفته است. مدارگردهای ماه در هنگام گردش به­دور آن از آن عکس­ گرفته­اند و سطح آن توسط چندین ماه­نورد، اولین آنها لونار 9 در سال 1965، و به دنبال آن دیگر کاوشگران روسی و ناسا مورد مطالعه قرار گرفته است. سفرهای اکتشافی به ماه در برنامه آپولوی ناسا به ­اوج رسید و شش فضاپیما انسان را بر روی ماه نشاندند. نمونه­هایی از سنگ ماه در سه مأموریت روسی (لونار 16، 20 و24) و مأموریت­های آپولو (11، 12، 14، 15، 16 و 17) به زمین آورده شد.

 همانگونه که در شکل  نشان داده شده است، مأموریت­های آپولو تجهیزاتی علمی برای اندازه­گیری جریان گرما، میدان­های مغناطیسی، نوسانات زلزله و همچنین «آینه­های گوشه مکعبی^[1]» در ماه به­جا گذاشتند. هر مجموعه آینه شامل صد عنصر بازتابش­کننده شبیه به چشم گربه است. نور تلسکوپ­های زمینی که مجهز به لیزر هستند توسط این آینه­ها منعکس می­شود و امکان اندازه­گیری فاصلۀ ماه تا این تلسکوپ­ها را با دقت کمتر از یک سانتیمتر فراهم می­آورد. همچنین بدین ­­وسیله توانسته­اند مدار ماه را با دقت بسیار زیاد اندازه بگیرند. باید خاطر نشان کرد که این آینه­ها دلیلی انکارناپذیرند بر این­که مأموریت­های آپولو به ماه قطعاً صورت گرفته است! جنبۀ جالبی از نظریه پراش راجع به این آینه­ها وجود دارد که در فصل 5 مورد تجزیه و تحلیل قرار می­گیرد. اگر آینه­ها یکپارچه بودند، نور مستقیماً به محلی که پالس لیزری ارسال شده بود منعکس می­شد. مشکل اینجا است که نور بعد از 5/2 ثانیه به محل ارسال باز­می­گردد؛ در این فاصله تلسکوپ به­همراه زمین اندکی چرخیده است و دیگر درمحلی نیست که بتواند پالس برگشتی را دریافت کند. استفاده از تعدادی بازتابنده کوچک باعث می­شود که بیم برگشتی پهن شود، به­گونه­ای که پالس قابل آشکارسازی باشد.

 پس از 25 سال آرامش در سفرهای ماه، اخیراً فضاپیماهایی از اروپا، آمریکا و چین به مدار ماه بازگشته­اند. روسیه نیز در تدارک مدارگرد و ماه­نوردی برای سال 2012 است. ناسا هم درحال بررسی طرح­هایی برای بازگشت انسان به ماه، و ساخت پایگاهی دائمی نزدیک یکی از قطب­ها است.

کتاب «درآمدی بر نجوم و کیهان شناسی» صفحات ۱۲۸ تا ۱۳۰.