مأموریت MMX ژاپن: بازگشت نمونه از قمر مریخ، فوبوس

معمای قمرهای مریخ

مریخ دو قمر کوچک دارد: فوبوس و دیموس. فوبوس تنها حدود ۲۲ کیلومتر قطر دارد و دیموس حتی کوچک‌تر است، با قطر حدود ۱۳ کیلومتر. در مقایسه، قمر زمین با قطر تقریباً ۳۴۷۴ کیلومتر، غول‌پیکر است. اما آنچه این قمرهای کوچک را به موضوعی مهم برای علم تبدیل کرده، نه اندازه‌شان، بلکه رازی است که درباره منشأشان وجود دارد.

منشأ قمر زمین به‌خوبی شناخته شده است: حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، جسمی به اندازه مریخ با زمین برخورد کرد و مواد به فضا پرتاب‌شده بعدها شکل گرفتند. اما درباره فوبوس و دیموس هیچ اجماع علمی وجود ندارد. دو فرضیه اصلی مطرح است: نخست، این قمرها ممکن است بقایای برخوردی بزرگ با مریخ باشند که مواد به مدار پرتاب شده و تجمع یافته‌اند. دوم، ممکن است سیارک‌های باستانی باشند که میلیاردها سال پیش توسط جاذبه مریخ اسیر شده‌اند.

تملر استاتلر، دانشمند ارشد ناسا در مأموریت MMX، توضیح می‌دهد: «پاسخ به این پرسش به روشن‌سازی آن دوران اولیه کمک می‌کند که در آن زمین و سایر سیاره‌های درونی ممکن است بخش زیادی از آب و ترکیبات آلی خود را به‌دست آورده باشند.»

مأموریت MMX: طراحی و اهداف

مأموریت اکتشاف قمرهای مریخ (Martian Moons eXploration) که توسط آژانس فضایی ژاپن (JAXA) مدیریت می‌شود، پروژه‌ای بلندپروازانه برای پاسخ به این پرسش بنیادی است. فضاپیمای MMX با موشک H3 از مرکز فضایی تانه‌گاشیما پرتاب شد و انتظار می‌رود در اوت ۲۰۲۷ به سیستم مریخ برسد.

پس از ورود به مدار مریخ، فضاپیما یک ماه بعد وارد مدار فوبوس خواهد شد و حدود ۱۸ ماه هر دو قمر را از فاصله مطالعه می‌کند. در اوایل سال ۲۰۲۹، کاوشگر فرانسوی-آلمانی «ایدیفیکس» (Idefix) روی سطح فوبوس مستقر خواهد شد. این کاوشگر ۲۵ کیلوگرمی دو وظیفه اصلی دارد: نخست، اطلاعاتی برای آماده‌سازی فرود فضاپیمای اصلی فراهم کند و دوم، ترکیب و بافت سطح فوبوس را تحلیل کند.

نکته جالب درباره جاذبه فوبوس این است که به‌قدری ضعیف است که کاوشگر ۲۵ کیلوگرمی ایدیفیکس روی سطح آن تنها معادل ۱۵ گرم وزن خواهد داشت. این جاذبه کم، چالش‌های منحصربه‌فردی برای فرود و حرکت روی سطح ایجاد می‌کند.

جمع‌آوری نمونه و بازگشت به زمین

فرود فضاپیمای مادر MMX روی فوبوس در سال ۲۰۳۰ انجام خواهد شد. فضاپیما حداقل ۱۰ گرم نمونه از سطح این قمر جمع‌آوری کرده و سپس مسیر بازگشت به زمین را آغاز می‌کند. کپسول بازگشت MMX در سال ۲۰۳۱ روی زمین فرود خواهد آمد و دانشمندان سراسر جهان این نمونه‌های فرازمینی را برای یافتن سرنخ‌هایی درباره تاریخچه و تکامل مریخ و کل منظومه شمسی بررسی خواهند کرد.

چرا جمع‌آوری نمونه این‌قدر مهم است؟ مطالعه نمونه‌ها در آزمگاهگاه‌های پیشرفته زمین امکان تحلیل‌هایی را فراهم می‌کند که هیچ ابزار روی فضاپیما قادر به انجام آن نیست. تعیین دقیق ترکیب ایزوتوپی، تاریخ‌گذاری رادیومتریک و شناسایی ترکیبات آلی، همگی به آزمایشگاه‌های زمینی نیاز دارند.

اهمیت علمی: آب و ترکیبات آلی

اگر فوبوس و دیموس بقایای برخورد با مریخ باشند، نمونه‌های آن‌ها می‌توانند اطلاعاتی درباره ترکیب اولیه پوسته و گوشته مریخ ارائه دهند. این داده‌ها می‌توانند نشان دهند که مریخ در دوران اولیه چقدر آب و مواد آلی داشته است.

از سوی دیگر، اگر این قمرها سیارک‌های اسیرشده باشند، نمونه‌ها نماینده‌ای از مواد اولیه منظومه شمسی خواهند بود که در فاصله‌ای دورتر از خورشید تشکیل شده‌اند. این سناریو نیز اطلاعات ارزشمندی درباره توزیع آب و ترکیبات آلی در منظومه شمسی اولیه ارائه می‌دهد.

در هر دو حالت، نتایج می‌تواند به درک بهتر نحوه تشکیل سیاره‌های درونی و فرآیندی که زمین آب و مواد لازم برای پیدایش حیات را به‌دست آورد، کمک کند.

تجربه ژاپن در مأموریت‌های بازگشت نمونه

ژاپن سابقه درخشانی در مأموریت‌های بازگشت نمونه دارد. مأموریت هایابوسا (Hayabusa) در سال ۲۰۱۰ قطعاتی از سیارک ایتوکاوا را به زمین آورد و هایابوسا۲ (Hayabusa2) در سال ۲۰۲۰ مواد سیارک ریوگو را بازگرداند. این تجربه ارزشمند، اعتماد به موفقیت مأموریت MMX را تقویت می‌کند.

مأموریت MMX ابتدا قرار بود در سال ۲۰۲۴ پرتاب شود، اما مشکلات موشک H3 باعث تأخیر آن شد. از آنجا که زمین و مریخ تنها هر ۲۶ ماه یک‌بار برای پرتاب بین‌سیاره‌ای در موقعیت مناسبی قرار می‌گیرند، این تأخیر به معنای انتظار طولانی بود.

نگاه به آینده

مأموریت MMX تنها درباره فوبوس نیست؛ نماینده نسل جدیدی از اکتشافات فضایی است که در آن، بازگرداندن نمونه‌های فیزیکی از اجرام مختلف منظومه شمسی به روشی نظام‌مند برای پاسخ به پرسش‌های بنیادی علمی استفاده می‌شود. ناسا به‌عنوان شریک این مأموریت، یک ابزار علمی، یک نمایش فناوری، پشتیبانی ارتباطی و بودجه‌ای برای دانشمندان آمریکایی در تیم MMX ارائه کرده است.

نتایج این مأموریت می‌تواند مسیر پژوهش‌های آینده درباره مریخ، تکامل منظومه شمسی و حتی جستجوی نشانه‌های حیات را شکل دهد. فوبوس، این قمر کوچک و مرموز، ممکن است کلیدهایی در دست داشته باشد که درهای جدیدی را به سوی درک ما از خاستگاه آب و حیات در جهان باز کند.