کنترل مأموریت در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا در کالیفرنیا تأیید کرد که پرسویرنس در ساعت ۰۰:۱۸ جمعه با سرعت تقریبا ۱۹٬۵۰۰ کیلومتر بر ساعت به جو مریخ وارد شد و فرایند چالش‌برانگیزی را آغاز کرد که مهندسان ناسا آن را «هفت دقیقه‌ی وحشت» می‌نامند. مریخ‌نورد هفت دقیقه بعد به سلامت در دهانه‌ی جیزرو در مریخ فرود آمد و اندکی بعد تصویری با وضوح پایین نیز از چشم‌انداز اطراف خود به زمین ارسال کرد. این فرود بی‌نقص سرآغاز مأموریتی چندساله برای یافتن نشانه‌هایی از حیات باستانی در مریخ خواهد بود.

^{نخستین تصویر ارسالی مریخ‌نورد پرسویرنس. تصویر با وضوح بالا تا ساعات آینده به زمین خواهد رسید.}

جدیدترین کاوشگر رباتیک ناسا بامداد جمعه به وقت ایران با رسیدن به سیاره‌ی سرخ به سومین فضاپیمایی تبدیل خواهد شد که پس از کاوشگر اماراتی امید و مأموریت تیان‌ون ۱ چین امسال از مریخ بازدید می‌کند. کاوشگر ناسا با نام پرسویرنس (به‌معنای استقامت) عازم دهانه‌ی جیزرو خواهد بود. به باور دانشمندان سیاره‌شناس، اگر مریخ زمانی میزبان حیات بوده باشد، این مکان می‌تواند محلی ایده‌آل برای یافتن نشانه‌های حفظ‌شده‌ی آن از میلیاردها سال قبل باشد. بااین‌حال، برای تحقق این هدف، کاوشگر ناسا اول باید به‌صورت بی‌نقص روی مریخ فرود آید.

پرسویرنس چه زمانی فرود می‌آید؟

انتظار می‌رود پرسویرنس در حوالی ساعت ۰۰:۲۵ بامداد جمعه به وقت ایران روی مریخ بنشیند. تلویزیون ناسا پخش پوشش زنده‌ از اتاق کنترل مأموریت در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا را در ساعت ۲۲:۴۵ آغاز خواهد کرد و شما مخاطبان زومیت نیز می‌توانید این پخش زنده را در همین صفحه تماشا کنید.

فضاپیما درجریان نزول به‌روزرسانی‌هایی از وضعیت خود را ارسال خواهد کرد. ازآنجا که آنتن اصلی فضاپیما به سمت زمین نخواهد بود، ارتباطات مستقیم آن صرفا مجموعه‌ای از صداهای ساده خواهد بود. آلن چن، مهندس مسئول بخش فرود مأموریت، چهارشنبه درجریان کنفرانسی خبری گفت «می‌توانیم از این صداها استفاده کنیم تا تفاوت اتفاقات نظیر جداشدن سپر حرارتی یا مواردی از این دست را تشخیص دهیم.» احتمال دارد پرسویرنس برخی تصاویر از سطح مریخ را ازطریق مدارگرد شناسایی مریخ ناسا به زمین ارسال کند؛ اما رسیدن آن‌ها ممکن است ساعت‌ها به‌طول انجامد

چرا فرود روی مریخ بسیار دشوار است؟

به‌طور خلاصه، پرسویرنس حین عملیاتی که ناسا آن را «هفت دقیقه وحشت» می‌نامد، باید سرعتش را از تقریبا ۱۹ هزار کیلومتر بر ساعت به صفر برساند. این هفت دقیقه درواقع زمانی است که طول می‌کشد تا فضاپیما فاصله‌ی بین جو مریخ تا سطح سیاره را بپیماید. اگر فرود موفقیت‌آمیز نباشد، هیچ فرصتی برای انجام دوباره‌ی آن وجود ندارد. تنها پرسش این است که آیا مریخ‌نورد به‌سلامت روی مریخ خواهد نشست و آماده‌ی آغاز مأموریت خود خواهد بود یا تلاش برای فرود به سقوط ختم خواهد شد.

جو رقیق مریخ، دشواری فرود را چندین برابر می‌کند. فضاپیما برای رسیدن به سطح مریخ به سپر حرارتی نیاز دارد؛ زیرا اصطکاک مولکول‌های هوا، دمای قسمت زیرین آن را به صدها درجه می‌رساند. بااین‌حال، اصطکاک کافی برای کاهش سرعت به‌منظور فرود نرم با صرفا چترهای نجات وجود ندارد.

درجریان تلاش برای فرود چه اتفاقی می‌افتد؟

فضاپیما باید عملیات فرود را به‌کلی با اتکا به خود انجام دهد. رسیدن سیگنال رادیویی از مریخ به زمین ۱۱ دقیقه طول می‌کشد؛ بدین معنا که اگر مشکلی به‌وجود آید، افراد حاضر در مرکز عملیات‌های ناسا بسیار دیر به آن پی خواهند برد و هیچ فرصتی برای واکنش نخواهند داشت. مت والاس، نائب‌رئیس پروژه می‌گوید «تمام فعالیت‌ها باید به‌طور خودکار انجام شود. پرسویرنس باید با اتکا به خود به سطح مریخ پرواز کند.»

اول، محفظه‌ای کپسولی‌شکل که نگهدارنده‌ی مریخ‌نورد است، از بخش فضاپیما به‌نام مرحله‌ی کروز جدا می‌شود. این بخش سامانه‌های لازم برای سفر تقریبا ۴۸۰ میلیون کیلومتری از زمین به مریخ را دربردارد؛ اما برای گذر از جو مریخ به استفاده از آن‌ها نیاز نخواهد بود.

^{مراحل فرود مریخ‌نورد پرسویرنس (برای مشاهده تصویر در اندازه بزرگ روی آن کلیک کنید).}

تقریبا ۸۰ ثانیه پس از ورود به جو، با رسیدن دمای سپر حرارتی به ۱۳۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، فضاپیما اوج حرارت را تجربه می‌کند. بااین‌حال، درجه‌ی حرارت درون کپسول بسیار کمتر و در حد دمای اتاق است. با افزایش هرچه بیشتر تراکم هوا، سرعت فضاپیما بیشتر کاهش می‌یابد. پیشرانه‌های کوچک واقع در بالای کپسول روشن می‌شوند تا زاویه و جهت نزول را تنظیم و کپسول را در مسیر رسیدن به سمت محل فرود حفظ کنند.

کپسول در ارتفاع تقریبا ۱۱ کیلومتر و چهار دقیقه پس از ورود به جو با سرعت کمتر از ۱۶۰۰ کیلومتر بر ساعت درحال پرواز خواهد بود. سپس چتر نجات بزرگ خود با قطر بیش از ۲۰ متر را خواهد گشود. فضاپیما اکنون با انداختن سپر حرارتی‌اش به دوربین‌ها و سایر ابزارها امکان می‌دهد تا با بررسی سطح زیر، موقعیت فضاپیما را تعیین کنند. حتی با وجود چتر نجات بزرگ، فضاپیما همچنان با سرعت تقریبا ۳۲۰ کیلومتر بر ساعت در حال نزول است.

مقاله‌ی مرتبط:

• داستان کاوشگر؛ چگونه ناسا برای مأموریت مریخی بعدی‌اش خودرویی خودران ساخت؟

گام حیاتی بعدی، مانور جرثقیل هوایی نام دارد. برفراز کپسول، قطعه‌ای به‌نام پوسته‌ی پشتی نام دارد که در این مرحله جدا و به‌وسیله‌ی چتر نجات از دو بخش باقیمانده دور می‌شود. بخش بالایی مرحله‌ی نزول شامل جت‌پک موشکی حامل مریخ‌نورد است. موتورهای نصب‌شده روی مرحله‌ی نزول روشن می‌شوند و اول با هدایت مریخ‌نورد، از خطر برخورد با پوسته‌ی پشتی و چتر نجات دوری می‌کنند و سپس سرعت نزول را به‌کمتر از ۳/۲ کیلومتر بر ساعت کاهش می‌دهند.

تقریبا در ارتفاع ۲۰ متری از سطح، مریخ‌نورد روی کابل‌ها پایین می‌رود. مرحله‌ی نزول همچنان به پایین‌رفتن ادامه می‌دهد تا وقتی که چرخ‌های مریخ‌نورد به زمین برخورد کنند. سپس کابل‌ها جدا و مرحله‌ی نزول دور می‌شود تا در فاصله‌ی ایمن از مریخ‌نورد سقوط کند.

شانس فرود موفقیت‌آمیز چقدر است؟

فرود به‌شیوه‌ای که امشب انجام خواهد شد، پیش‌تر فقط یک‌بار جواب داده است. مریخ‌نورد کیوراسیتی (کنجکاوی) که هم‌اکنون در مریخ به‌سر می‌برد، در سال ۲۰۱۲ با موفقیت از همین سامانه‌ی فرود استفاده کرد. بااین‌حال، فضاپیماها سامانه‌های پیچیده‌ای هستند و یک موفقیت، تضمین‌کننده‌ی موفقیت دوم نیست.

پرسویرنس چترهای نجات قدرتمندتر و سامانه‌ی ناوبری دقیق‌تری دارد. مهندسان ناسا می‌گویند تمام تلاششان را کرده‌اند تا شانس موفقیت کل فرایند را بهبود بخشند. بااین‌حال نمی‌دانند که آیا به تک‌تک احتمالات فکر کرده‌اند یا نه. والاس می‌گوید «هرگز واقعا به روشی مناسب برای محاسبه‌ی احتمال موفقیت دست نیافتیم.» در طول دهه‌های گذشته، ناسا از بین ۹ تلاش برای فرود ۸ بار موفق شده است. تنها شکست، فرود ناموفق سطح‌نشین قطبی مریخ در سال ۱۹۹۹ بود.

مریخ‌نورد چه وظیفه‌ای برعهده خواهد داشت؟

درطول ۲۰ سال گذشته، ناسا به‌تدریج پرسش‌هایی پیچیده‌تر درباره‌ی مریخ پرسیده است. ازآنجا که سیاره‌ی سرخ احتمالا زمانی دارای حیات بود، وجود آب روی آن اولین معما محسوب می‌شد. با ژرف‌دره‌های عظیم، کانال‌های آب پرپیچ‌وخم و نشانه‌ها از دریاچه‌های خشک‌شده، شکی نیست که با وجود سرما و خشکی امروز، در گذشته آب روی مریخ جریان داشت.

مقاله‌ی مرتبط:

• داستان کاوشگر: چگونه ناسا بهترین مکان را برای فرود پرسویرنس روی مریخ پیدا کرد؟

مقصد پرسویرنس، دهانه‌ی جیزرو است. مریخ‌نورد این دلتای رودخانه‌ای را که زمانی به دریاچه‌ای درون دهانه سرریز می‌شد، کاوش خواهد کرد. این دهانه‌ی مملو از رسوبات، مکانی نویدبخش است که آثار شیمیایی فسیلی از میکروب‌های باستانی مریخی ممکن است همچنان تا به امروز در آن حفظ شده باشد.

پرسویرنس تا حد زیادی از طراحی مشابه با مریخ‌نورد کیوریاستی بهره می‌گیرد؛ اما مجموعه‌ای متفاوت از ابزارها شامل دوربین‌های پیشرفته، لیزر با توانایی تجزیه‌وتحلیل ترکیب شیمیایی سنگ‌ها و رادار نفوذکننده به زمین را حمل می‌کند. آزمایش این ابزارها روی زمین، احتمال یافتن نشانه‌های حفظ‌شده از حیات پیشینی را اثبات کرده است.

هلی‌کوپتر مریخی چه خواهد کرد؟

مریخ‌نورد جدید ناسا، هلی‌کوپتری ۱/۸ کیلوگرمی به‌نام اینجنیوتی را حمل می‌کند. این هواگرد تلاش خواهد کرد تا دستاوری بی‌سابقه را رقم بزند: نخستین پرواز کنترل‌شده روی جهانی دیگر در منظومه‌ی شمسی. پرواز در مریخ تلاشی بی‌اهمیت به‌شمار نمی‌آید؛ زیرا هوای چندانی در آنجا برای ایجاد نیروی برآر (لیفت) وجود ندارد. در سطح مریخ، تراکم جو فقط یک‌صدم هوای زمین است. گرانش کمتر (یک‌سوم آنچه روی زمین حس می‌شود) به پرواز اجسام کمک می‌کند؛ اما برخاستن از روی سطح مریخ معادل پرواز در ارتفاع ۳۰ کیلومتری زمین است. این مقدار، بیش از دو برابر ارتفاع پرواز هواپیماهای مسافربری معمولی محسوب می‌شود و هیچ هلی‌کوپتری تاکنون تا این حد از زمین ارتفاع نگرفته است.

مقاله‌ی مرتبط:

• داستان کاوشگر؛ چگونه نخستین هلی کوپتر فضایی ساخته شد؟

مهندسان ناسا از مجموعه‌ای از مواد و پیشرفت‌های فناوری کامپیوتری استفاده کردند تا بر شماری از چالش‌های پیش‌رو پرواز هلی‌کوپتر در مریخ غلبه کنند. تقریبا دو ماه پس از فرود، پرسویرنس هلی‌کوپتر را از خود جدا می‌کند. اینجنیوتی سپس تلاش خواهد کرد تا درمجموع پنج پرواز آزمایشی با مدت زمان افزایشی انجام دهد. اگر آزمون‌ها موفقیت‌آمیز باشد، ممکن است مسیر برای هلی‌کوپترهای بزرگ‌تر در آینده هموار شود. دراختیارداشتن گزینه‌ی استفاده از هواگردهای رباتیک، همانند گذار از سطح‌نشین‌های ثابت به سطح‌نوردهای متحرک در دهه‌های گذشته، توانایی ناسا برای مطالعه‌ی دقیق‌تر چشم‌اندازهای مریخی را به‌نحو چشمگیر افزایش خواهد داد.