مطالب علمی

ماموریت جدید ناسا به منظور بررسی و تحقیق در مورد اینکه مریخ چگونه برای زیست نامساعد شد

دو ماموریت جدید ناسا، یکی به کاوش سطح و دیگری به چرخش به دور سیاره مریخ و فرو رفتن در جو بالایی آن خواهند پرداخت تا کشف کنند چه چیزی مریخ را تغییر داد. محرک نهایی این ماموریت ها این پرسش می باشد که آیا تا به حال حیات بر روی مریخ وجود داشته ؟
آیا تا به حال حیات میکروسکوپی بر روی مریخ به وجود آمده، چه اتفاقی برای آن افتاده که مریخ تغییر کرده ؟
آیا این حیات فقط منقرض شده یا به زیر زمین جا ییکه می توانسته از تشعشعات فضایی محافظت شود و حرارت کافی برای آب مایع را بدست آورد رفته است ؟
ماموریت آزمایشگاه علوم مریخ (MSL) کنجکاو بزرگترین و پیشرفته ترین کاوشگری که تابه حال به سیاره سرخ فرستاده شده را عرضه کرده است. کاوشگر کنجکاو با چندین دوربین و ابزار شامل تحلیلگر نمونه گدارد(SAM) به جستجو در مریخ می پردازند.
از طریق جستجو برای مدارکی از وجود آب، کربن، و سایر اجزای سازنده ی مهم در خاک وجو مریخ، SAM کمک خواهد کرد تا متوجه شویم آیا مریخ تا به حال توانایی حفظ حیات را در خود داشته است. طبق برنامه پرتاب که در اواخر نوامبر و یا دسامبر 2011 می باشد، کاوشگر کنجکاو آگوست 2012 به دهانه گیل، دهانه ای به عرض 96 مایل می رسدکه این دهانه دربردارنده ی صخره های رسوبی ای که تغییرات محیطی مریخ را در خود ثبت کرده اند، می باشد.
ماموریت جو مریخ و تحویل فرم (MAVEN) طبق برنامه اواخر 2013پرتاب شده و در مدار مریخ قرار می گیرد.این برنامه برآن است که قسمت بالایی جو سیاره سرخ را بررسی کند. این ماموریت مشخص می کند که چه چیزی باعث شد تا جو مریخ و آب آن در فضا ناپدید شوندو در نتیجه آب و هوای مریخ به سرعت برای زندگی نا مساعد شود.
هر دوی MAVEN و کاوشگر کنجکاو SAM گذشته ی آب و هوایی و جو مریخ را با استفاده از چندین رهیافت مشخص خواهند کرد. اندازه گیری نسبتهای ایزو توپی رهیافتی است که در هر دو ماموریت مشترک می باشد.
ایزوتوپها گونه های سنگینتری از یک عنصر می باشند. برای مثال دوتریوم یک گونه سنگین از هیدروژن می باشد. به طور عادی دو اتم هیدروژن به یک اتم اکسیژن متصل شده و یک مولکول آب را به وجود می آورند، اما بعضی وقتها دوتریوم سنگین و کمیاب جای یک اتم هیدروژن را می گیرد.
وقتی آب به سمت قسمت بالایی جو مریخ رفته تابشهای خورشیدی می توانسته آنرا به هیدروژن (یادوتریوم) و اکسیژن تجزیه کند. هیدروژن سریعتر فرار می کند چون از دوتریوم سبک تر می باشد. از آنجا ییکه گونه سبکتر اغلب در طول زمان بیشتر فرار می کند، جو مریخ هیدروژن کمترو کمتری در مقایسه با مقدار دوتریوم باقی مانده دارد.در نتیجه جو مریخ حاوی دوتریوم بیشتر و بیشتری می شود.
تیم maven مقداردوتریوم را در مقایسه با مقدار هیدروژن در جو بالایی مریخ اندازه گیری خواهد کرد که این مقدار نسبت دوتریوم به هیدروژن (D/H) حال حاضر سیاره مریخ است. آنها این نسبت را با همین نسبت در زمانی که مریخ جوان بوده مقایسه خواهند کرد. (نسبت D/H نخستین می تواند از نسبت D/H ای که در مواد معدنی قدیمی مریخ موجود است و از طریق مشاهدات نسبت D/H در دنباله دارها و سیارکهایی که این طور تصور می شود فسیل های دست نخورده ای از بقایای شکلگیری منظومه شمسی ما می باشند، تخمین زده شود.)
مقاسیه نسبتهای D/H حال حاضر و نخستین به تیم اجازه می دهد که محاسبه کنند چه مقدار هیدروژن (و بنابراین آب) در طول عمر مریخ از سطح آن از دست رفته است. MAVEN همچنین با اندازه گیری نسبت های ایزو توپی عناصر دیگر در جو خیلی بالایی مثل نیتروژن،اکسیژن، کربن و گازهای نجیب مثل آرگون مشخص خواهد کرد که چه مقدار از جومریخ در طول زمان از دست رفته است.انتظار می رود MAVEN در سال 2014 به مریخ برسد.
در این زمان  SAM که سوار بر کاوشگر کنجکاواست و اندازه گیری های مشابهی از دهانه گیل نموده است که به راهنمایی تفسیر اندازه گیری های جو بالایی MAVEN کمک خواهد کرد.
اندازه گیری ایزوتوپ ها در جو،حال حاضر آنها را آشکار می سازد. برای فهمیدن اینکه جو مریخ  در گذشته چطور بوده، دانشمندان از آنچه که به وسیله MAVEN در مورد راههای گوناگونی که جو مریخ طی آنها از بین رفته، استفاده خواهند کرد.
به وسیله این داده های،دانشمندان شبیه سازی کامپیوتری با مدلهایی خواهند ساخت که شرایط جو سیاره ی سرخ مریخ را میلیاردها سال پیش تخمین می زنند.
دانشمندان تخمین زده اند که دهانه گیل بیش از سه میلیارد سال پیش تشکیل شده است.کاوشکر کنجکاو مواد معدنی دهانه گیل را بر داشته و به SAM تحویل می دهد تا نسبتهای ایزوتوپی اندازه گیری شوند تا به ما یک دید مختصر در مورد جو مریخ در زمانهای گذشته شاید وقتی که مریخ برای حیات مناسب بوده، بدهد.نمونه هایی که SAMاز سطح گذشته مریخ بدست می آورد به تیم MAVEN کمک خواهد نمودتا بررسی کند چطور جو مریخ متحول شد.
برای مثال ،ابتدا MAVEN برروی اینکه چطور فعالیتهای خورشیدی جو مریخ را فرسوده کردند متمرکز خواهد شد.چیزهایی مثل طوفان خورشیدی ،یک جریان باریک از گازرسانای الکتریکی که از سطح خورشید دمیده می شود،و انفجارهای جو خورشید که شراره های خورشیدی نامیده می شوندو فوران مواد خورشیدی که به آن فوران مواد تاجی(CME) گفته میشود.می توانند به شیوه های گوناگون جو بالایی مریخ را تهی نمایند.اگر ما بفهمیم که چه مقدار از جو بوسیله تغییرات در فعالیتهای خورشیدی از بین رفته، می توانیم با برونیابی کردن تخمین بزنیم چه نسبتهای ایزوتوپی می بایست میلیاردها سال پیش وجود  داشته باشد .به هر حال اگر اندازه گیریهای نسبتهای قدیمی که توسط SAM انجام شده با محاسبت ما مطابقت نداشته باشند.این مساله به ما  گوشزد می کند که ما باید به شیوه های دیگری که جو مریخ می توانسته از بین برود.مثل ضربه های سخت سیارکها فکر کنیم.بعضی از دانشمندان بر این باورند که ضربه های محکم می توانسته مقدار زیادی از جو مریخ را به فضا بفرستد.
همچنین کاوشگر کنجکاو یک ایستگاه هوا شناسی را با خود حمل می کند که به تیم MAVENکمک میکند تا بفهمند چطورتغییرات درجو بالائی با تغییرات درسطح مرتبط هستند.برای مثال اگر کاوشگر یک طوفان گردو خاک را تشخیص دهد،این ممکن است به خاطر طوفانها و امواج گرانشی تاثیری بر جو بالایی داشته باشد.کاوشگر کنجکاو برروی زمین شناسی و مواد معدنی مریخ متمرکز خواهد شد تا تشخیص دهیم آیا در گذشته های دور محیط مریخ برای حیات مناسب بوده یا نه؟ حفریاتی در خاک مریخ انجام خواهد شد تا بفهمیم امکان زیستن در جایی که احتمالا آب در آن جاری بوده و می توانسته یک در یاچه بوده باشه، وجود دارد یا نه.امکان سکنی گزیدن نیز کار اصلی MAVEN می باشد. MAVENسعی می کند تا از روی بالا و پایین جو بفهمد چطور جو در طول زمان متحول شده و چطور از بین رفته و این نشان می دهد که چقدر شرایط در ابتدا مناسب بوده MAVEN بخشی از برنامه scout ,مریخ ناسا است که توسط قرار گاه ناسا در واشینگتن دی سی پشتیبانی می شود.این پروژه حاصل کار دانشگاه کلرادواست و توسط گدارد ناسا مدیریت میشود.آزمایشگاه علوم مریخ بوسیله آزمایشگاه پرتاب جت ناسا که بخشی از انستیتو فن آوری کالیفور نیا در پاسادانا می باشد، برای بخش هماهنگ کننده ماموریت علوم نا سا در واشنگتن دی سی ،مدیریت می شود .