فناوری

ناسا نفرین زهره را شکست: ناوگان بشر این بار خواهر زمین را هدف قرار داده است

علیرغم تلاش دانشمندانی که مشتاق به مطالعه درباره خواهر زمین، زهره هستند، ایالات متحده ارسال فضاپیمای اختصاصی به این سیاره را متوقف کرد، تا زمانی که یک خبر شگفت‌انگیز را اعلام کند.

Sue Smrekar مانند بسیاری از دیگر کودکان در خواب می‌دید که روزی به فضا سفر خواهد کرد. اما او به جای آنکه فضانورد شود، به عنوان ژئوفیزیکدان سیاره‌ای در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، جایی که کاوشگران بر روی ربات‌های کاوشگر سیارات دیگر مطالعه می‌کنند، مشغول به کار شد. به نوعی می‌توان سرنوشت او را حضور در فضای بین سیاره‌ها و تحقیقات لازم برای آن‌ها دانست. پدر او از یک روستا در حوالی پنسیلوانیا است که Venus (زهره) نام دارد.

اولین پروژه‌ای که Smrekar بر روی آن کار کرد، مدارگرد زهره ناسا با نام Magellan بود. Magellan در سال ۱۹۸۹ راه‌اندازی شد و مجهز به یک سیستم رادار بود که می‌توانست حتی از پشت ابرهای ضخیم سیاه زهره، آن را مورد مطالعه قرار دهد و برای اولین بار تصویری واقعی از سطح آن ارائه دهد. Smrekar با مشاهده اولین تصاویر رادار، دنیای عجیب غریبی را می‌بیند که دشت‌های فراخ و دهانه‌های آتشفشانی متعدد دارد. داده‌های Magellan سوالی بنیادی را در میان دانشمندان ایجاد کرد. چه چیزی سبب شده تا سیاره زهره – دومین سیاره از خورشید و شبه قُل زمین از نظر اندازه و ترکیب – این چنین غیرطبیعی و عجیب شود؟ چرا این دو سیاره مشابه و همجوار دارای چنین تفاوت‌های ظاهری گسترده‌ای هستند؟

اکتشافات Magellan در سال ۱۹۹۴ به پایان رسید و این آخرین باری بود که ناسا به صورت اختصاصی راداری را به هدف مطالعه زهره به فضا فرستاد. درست زمانی که Smrekar و هم سالانش با اسرار تازه کشف شده این سیاره سرگرم بودند، فرضیه‌های پرشور زندگی در سطح مریخ افکار عمومی را به سمت خود جذب کرد. امروزه پس از ربع قرن، بسیاری از دانشمندان در تلاش برای جستجوی زندگی و نشانه‌های آن بر روی سیاره مریخ هستند. در تمام این مدت، زهره – سیاره‌ای اسیدی، فوق گرم، خشک و احتمالا بی‌جان – در سایه فراموشی قرار گرفت.

پس از گذشت سال‌ها، بالاخره خبر خوشی به گوش رسید. ناسا آخرین گزینه‌های خود در ماموریت‌های بین سیاره‌ای در برنامه اکتشافی Discovery را اعلام کرد. این آژانس فضایی چهار ماموریت در نظر گرفته بود: یکی بازدید از ماه نپتون، دیگری ملاقات با ماه Jovian و دو مورد دیگر DAVINCI+ و VERITAS هستند که هرکدام قرار است به صورت مستقل، زهره را زیر نظر بگیرند.

Smrekar که محقق اصلی پروژه VERITAS است، پیش از اعلام این خبر گفت: «ما به شدت امیدواریم نفرینی که بر زهره شده است، برداشته شود.» او و همکارانش امیدوار بودند که ناسا دست کم یک ماموریت به زهره را در برنامه‌های خود قرار دهد. در کمال تعجب، آژانس فضایی پس از سال‌ها تصمیم گرفت تا هر دو پروژه VERITAS و DAVINCI+ را انتخاب کند. این دو ماموریت به صورت مکمل و با هدف مطالعه سکونت‌پذیری انسان بر روی این سیاره طراحی شده‌اند. ناسا برای اولین بار در سه دهه گذشته تصمیم گرفت تا به سمت زهره پرواز کند، اما نه یک بار بلکه دو بار.

پس از این، خبرهای خوبی به گوش می‌رسید. یک هفته پس از اعلام مشتاقانه ناسا، آژانس فضایی اروپا اعلام کرد EnVision، مدارگردی که به بررسی علمی نقاط مختلف کره زمین می‌پردازد، به این مهمانی می‌پیوندد. دوره رنسانس زهره با اعلام این خبر آغاز شد.

به شیطان پشت کنید!

اوایل سال اخیر، اصلا مشخص نبود که شرایط زهره برای مکاشفه به چه صورت است. به نظر می‌رسید که زمان بررسی آن سر رسیده است. طی دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰، این سیاره در جنگ سرد میان ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی به یک جبهه بین ستاره‌ای تبدیل شده بود. این دو کشور هرکدام اهداف مختلفی داشتند و ماموریت‌های متعددی را برای آن برنامه‌ریزی کرده بودند. اما در هر صورت مشخص شد که این سیاره به هیچ وجه مکان مناسبی برای سکونت انسان‌ها در آینده نیست.

جو سنگین و خفه‌کننده زهره شامل ۹۵ درصد دی اکسید کربن است. لایه‌های ابر آن مملو از اسید سولفوریک است و میزان این اسید به اندازه‌ای است که می‌تواند پوست، استخوان و حتی فلزات را ذوب کند. همچنین اگر بر روی سطح آن بایستید، از شر باران‌های اسیدی در امان نخواهید بود. دمای بالای ۹۰۰ درجه فارنهایت در سطح این سیاره سبب می‌شود تا تمام تجهیزات فضانوردان به سرعت شروع به جوشش کند. حتی اگر به صورت معجزه‌آسایی در برابر حرارت مقاومت کنیم، باز هم مجبور هستیم با فشار سطحی حدود ۹۰ برابر فشار زمین دست و پنجه نرم کنیم و این شرایط همانند حالتی است که بخواهیم در زیر آب زندگی کنیم! مهم نیست از کدام قسمت این سیاره عجیب دیدن کنیم، با حضور در سطح آن به مرگی تدریجی و آزاردهنده محکوم می‌شویم.

از زمان پایان پروژه ماژلان، سیاره زهره تقریبا تنها بوده است. تنها فضاپیمای ونوس اکسپرس اروپا از سال ۲۰۰۶ تا ۲۰۱۴ در مدار آن قرار گرفت. مدارگرد دیگری با نام Akatsuki از کشور ژاپن نیز موفق شد تا در سال ۲۰۱۵ در مدار این سیاره قرار بگیرد. این مدارگرد همچنان به انجام اکتشافات خود در زمینه جو زهره و شکار رعد و برق‌ها ادامه می‌دهد. اگر پروژه‌های مرتبط با زهره با مدیریت Paul Byrne، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه ایالتی کارولینا شمال، پیش می‌رفت، امروزه تعداد زیادی مدارگرد در اطراف زهره می‌چرخیدند و یا بر روی سطح آن فرود می‌آمدند. اما امروزه در حدود ۳۰ سال است که هیچکس به این سیاره اهمیت نداده است.

نقطه عطف این بی‌اهمیتی زمانی پدیدار شد که در سال ۱۹۹۶، تعدادی از دانشمندان با چاپ مقاله‌ای معتبر خبر از پیدا شدن فسیل‌های میکروسکوپی در شهاب سنگ مریخ به نام ALH 84001 دادند. رئیس جمهور وقت، Bill Clinton در مورد این کشف گفت: «برنامه فضایی آمریکا تمام قدرت و توان خود را در جستجوی شواهد بیشتر از حیات در مریخ صرف خواهد کرد.»

متاسفانه این کشف به نتیجه چشمگیری نرسید. – مطالعات بیشتر، که با سروصدای کمتری منتشر شدند، نشان داد که ریز فسیل می‎‌تواند به‌طور کامل از مواد معدنی غیر زنده تشکیل شود. اما رویای یافتن زندگی بر سطح مریخ آنقدر شیرین بود که هیچکس آن را به صورت کامل رد نکرد. فضاپیماها یکی پس از دیگری به سمت مریخ فرستاده می‌شدند و با تائید داده‌های بدست آمده از فضاپیمای پیشین، مریخ را به عنوان مقصد برتر کوچ انسان معرفی کردند. Byrne می‌گوید: «من دوست ندارم که مریخ را دارای نفوذ غیرقابل انکار بر روی افکار مردم بدانم، اما واقعا داستان به این صورت است.» او عقیده دارد مریخ روزی به سبک مرگ ستارگان در Alderaan منفجر خواهد شد و دانشمندان در نهایت مجبور هستند که به زهره روی بیاورند. البته شوخ طبعی‌های او را نباید نادیده گرفت.

حتی اگر مریخ از آسمان ما حذف شود، این مشکل همچنان وجود دارد که زهره جوی تخریب کننده دارد. هرچند که مدارگردها به خوبی می‌توانند در اطراف آن بچرخند اما، برای مطالعه سطح آن به فضاپیمایی نیاز داریم که بتواند به درون ابرهای متراکم نفوذ کند. Byrne می‌گوید: «با حرکت به سمت زهره، با جو نازک و شفافی مواجه خواهیم شد که سطح خشک و سردی دارد و گهگاه طوفان‌های گرد و غبار آن را به صورت کامل در برمی‌گیرد. مریخ سیاره ایده‌آلی برای انجام بسیاری از اکتشافات سطح سیاره است. اما سوال اینجاست که آیا مریخ از لحاظ علمی غنی‌تر از زهره است؟ من از راه دور اینطور فکر نمی‌کنم.»

یکی از مسائلی که سبب می‌شود به مریخ بدبین باشیم، اندازه آن است. مریخ از لحاظ حجمی تنها یک ششم حجم زمین و از لحاظ جرمی، یک دهم آن را دربر می‌گیرد. پس به هیچ وجه شبیه به زمین نیست. حداقل نمی‌توان آن را از لحاظ اندازه با زمین مقایسه کرد. به همین دلیل است که زهره و زمین را با یکدیگر دوقلو می‌دانند. البته در مورد زهره، مشکل نابود شدن فضاپیماها نیز وجود دارد. قطعات الکترونیکی مقاوم در برابر حرارت که می‌توانند گرمای آتشین زهره را تحمل کنند، در حال توسعه هستند اما هنوز هیچ جسمی قادر نیست چندین ساعت متوالی را در سطح آن سپری کند تا ماموریتی در زمینه مطالعه سطح انجام دهد. با این وجود، Byrne عقیده دارد که سخت بودن مطالعه زهره نباید سبب شود که آن را نادیده بگیریم زیرا شبیه‌ترین سیاره به کره زمین در منظومه شمسی است.

در جستجوی حقیقت، هنرمند و رویاپرداز

برنامه ماموریت‌های بین سیاره‌ای ناسا در کلاس Discovery به دلیل ارزان بودن (با قیمت حدودی ۶۰۰ میلیون دلار برای هر پروژه) مشهور است. به طور معمول، گروهی از دانشمندان و مهندسان چندین سال با هم همکاری می‌کنند تا پیشنهادهای جذابی را ارائه دهند که توسط مقامات ارشد آژانس بررسی می‌شوند.

فرآیند انتخاب یک پروژه بی‌نهایت رقابتی است. ده‌ها گروه برای کسب مجوز با یکدیگر رقابت می‌کنند. در میان این رقابت‌ها، پروژه‌ای که بر مطالعه ناحیه خاصی از منظومه شمسی توسط VERITAS و DAVINCI+ ناسا برنامه‌ریزی شده بود، شکست خورد. این دو مدارگرد با فناوری و تکنولوژی به روز خود می‌توانند به سوالات اساسی دانشمندان در مورد سیاره همسایه، پاسخ دهند. با این‌حال، تا پیش از این بررسی زهره جزء دستور کار ناسا نبود.

VERITAS (کلمه‌ای لاتین با معنای «حقیقت» و مخفف کلمات گسیل زهره، علوم رادیویی، InSAR، توپوگرافی و ماموریت طیف‌سنجی در زبان انگلیسی است) از بسیاری جهات، نسخه جدید مدارگرد ماژلان – مدارگرد با سیستم راداری پیشرفته – است که با هدف تهیه نقشه دقیق به آسمان فرستاده شده است. این مدارگرد نقشه‌های قدیمی ماژلان را با دقت بیشتر رسم می‌کرد و از جزئیاتی پرده برمی‌داشت که ماژلان در مشاهده آن‌ها ناتوان بود. به عنوان مثال می‌توان به آتشفشان‌های مجزا در سطح سیاره و چشم‌انداز گدازه آن‌ها و گسل‌های عمیق اشاره کرد.

از آنجا که VERITAS با نور مادون قرمز کار می‌کند، قادر است مواد معدنی خاص موجود بر روی سطح سیاره که درخشش گرمایی خاصی دارند را تشخیص دهد. اما مدارگرد تنها به بررسی سطح سیاره اکتفا نمی‌کند. این مدارگرد قادر است با بررسی میدان گرانشی زهره، ساختار درونی کیک مانند آن را نیز پیش‌بینی کند. این داده‌ها سبب می‌شود تا دانمشندان دانش فراوانی درباره این سیاره بدست آورند.

DAVINCI+ (بررسی عمقی سیاره زهره و مطالعه در زمینه گازهای نجیب علاوه بر تصویربرداری از سطح سیاره) ماموریتی است که به نام استادی بزرگ در عصر رنسانس نامگذاری شده است. مدیر این پروژه، Jim Garvin است که علاقه خاصی به سیاره زهره دارد. از آنجا که او علاقه چندانی به مصاحبه ندارد، تنها در پاسخ به این سوال که هیجان‌ انگیزترین حقیقت در مورد زهره چیست، گفت: «کلمات قادر به توصیف آن نیستند.»

پروژه‌ای که او مدیریت می‌کند را شاید بتوان به عنوان پروژه‌ای پیشگام در زمینه شناخت زهره پس از سال ۱۹۷۸ دانست. این کاوشگر می‌تواند با پرواز بر فراز زهره، ابرهای جو را متلاشی کرده و به سطح نزدیک شود. سپس با دوربین‌های پیشرفته خود از مناطق کوهستانی تصویر برداری کند. درعین حال، این کاوشگر قادر است با استفاده از مادون قرمز، اطلاعاتی در زمینه لایه‌های درونی زهره نیز بدست آورد. این کاوشگر مدتی پس از فرود، پس از بازگرداندن اطلاعات جمع‌آوری شده، متلاشی خواهد شد.

هرچند که DAVINCI+ می‌تواند به کمک چتر نجات بر سطح سیاره فرود آید، اما دارای اجزایی است که می‌توان آن را نوعی مدارگرد نیز دانست. به عبارت دیگر، دوربین‌های آن که قادر هستند با کمک نور فرابنفش و مادون قرمز سطح سیاره را بررسی کنند، داده‌های VERITAS را تکمیل می‌کنند. هدف اصلی این ماموریت این است که یکبار برای همیشه مشخص شود که وضعیت آب و هوای زهره به چه صورت است. Garvin می‌گوید: « DAVINCI+ برای پاسخ به این سوال اساسی طراحی شده است.»

سومین عضو در مجموعه تحقیقات مرتبط با سیاره زهره، ماموریت EnVision آژانس فضایی اروپاست که با استفاده از سیستم‌های راداری خود، قادر است از سطح سیاره نقشه‌برداری کند و در حالیکه از طیف‌های ماوراء بنفش و مادون قرمز استفاده می‌کند، ترکیب سنگ‌ها و جو سیاره را مورد تجزیه و تحلیل قرار دهد. علاوه بر این، EnVision با انجام آزمایشات رادیویی، می‌تواند تغییرات جزئی میدان گرانشی در سطح سیاره را نیز تشخیص دهد و از درون سیاره تصویربرداری کند. همانند VERITAS، اطلاعات بدست آمده توسط EnVision اعتبار جهانی دارند. این اعتبار از توانایی آن در هدف‌گیری سریع مکان‌های خاص مورد علاقه دانشمندان ناشی می‌شود.

Richard Ghail زمین‌شناس سیاره‌ای از دانشگاه Royal Holloway در لندن، که به عنوان دانشمند برتر در پروژه EnVision فعالیت دارد، می‌گوید: « زهره سیاره بسیار جذابی است. سیاره‌ای با اندازه حدودی زمین که دارای شرایط محیطی متفاوت است، قطعا شگفتی‌های فراوانی با خود به همراه خواهد داشت.»

مرگ‌های متعدد!

ارزشمندترین سرنخی که در مورد تاریخ فاجعه‌بار زهره داریم، افزایش آب سنگین در اتمسفر آن است – یافته‌ای مرتبط با کاوشگری که در سال ۱۹۷۸ توسط ماموریت پیشگامان ناسا به فضا فرستاده شد. آب سنگین، حالتی کمیاب از H2O است که در آن هیدروژن معمولی با دوتریوم جایگزین شده است. به عبارت دیگر، اتم‌های هیدروژن دارای یک نوترون اضافی هستند. از آنجا که آب سنگین وزن بیشتری نسبت به آب معمولی دارد، جوشاندن آن در فضا سخت‌تر است. تصور می‌شود که فراوانی آب سنگین در زهره، ناشی از حضور آب طبیعی در سطح این سیاره در قرن‌ها پیش است. برای اینکه بدانیم واقعا چه اتفاقی برای زهره افتاده است، ابتدا باید بدانیم که چه بلایی بر سر آب طبیعی اقیانوس‌های آن آمد. Garvin می‌گوید: «نباید این سیاره را به عنوان جهنمی سخت در نظر بگیریم. بلکه باید ان را به چشم اقیانوسی ببینیم که آب‌های خود را از دست داده است. اما چطور این اتفاق افتاده است؟»

از آنجا که دانش ما از این سیاره ناچیز است، نمی‌توان به صورت قطعی به این سوال پاسخ داد. اما این امر، دانشمندان را از تصور اینکه DAVINCI+ و VERITAS می‌توانند پاسخ سوال را بیایند، باز نداشته است. یکی از افراد خوش‌بین در این زمینه، Michael Way دانشمند محقق ناسا در زمینه مطالعات فضایی است. در سال‌های اخیر، او و همکارانش موفق شده‌اند با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نگاهی اجمالی به گذشته زهره داشته باشند.

با توجه به مدل‌هایی که این گروه تحقیقاتی ارائه کرده‌اند، روشن شدن آهسته اما مداوم خورشید تازه متولد شده می‌تواند زهره را به سوختن و تبخیر آب‌های سطحی محکوم کرده باشد. بخار آب حاصله در ترکیب با گازهای گلخانه‌ای، درجه حرارت سطحی را افزایش می‌دهد و به مرور زمان زهره به سیاره‌ای جهنمی تبدیل می‌شود. بدین ترتیب می‌توان نتیجه گرفت که زهره از ابتدا سیاره‌ای مرده نبوده است.

از سویی دیگر، اگر درخشش بدوی خورشید در این مسئله دخیل نباشد، می‌توان رد آنتاگونیست را در آن جستجو کرد. Way در مطالعات خود به آتشفشان‌ها مشکوک است. آن‌ها در همه نقاط سطح سیاره یافت می‌شوند و می‌توانند بر تغییرات زهره، از تکامل تا خشک شدن اقیانوس‌ها تاثیر بگذارند.

اگر با دقت به تاریخ گذشته زمین نیز نگاه کنیم، شاهد فوران‌های گدازه‌ای به بزرگی قاره‌ها خواهیم بود که گازهای گلخانه‌ای را برای صدها هزار یا حتی میلیون‌ها سال به آسمان منتقل کرده‌اند. همین امر سبب انقراض جمعی و یا سرعت بخشیدن به آن شده است. این دسته فوران‌های مخرب، تاکنون به صورتی جداگانه در سطح زمین رخ داده‌اند. اما اگر تعداد کمی از آن‌ها به صورت همزمان در سطح زهره اتفاق افتاده باشد، قطعا قادر بوده تا با آزاد کردن حجم زیادی دی اکسید کربن، اقیانوس‌ها را مجبور به خشک شدن کند. در نتیجه، با پر شدن جو از بخار آب، سیاره زهره در چرخه‌ای اجتناب‌ناپذیر درگیر شده که درنهایت با به آتش کشیدن خود به پایان یافته است.

در نهایت، عامل اصلی چیست؟ DAVINCI+ می‌تواند به تعیین زمان تبخیر آب‌های سطحی زهره کمک کند. به عبارت دیگر قادر است حضور گازهای نجیب مانند زنون، آرگون و هلیوم را تشخیص دهد. هر گاز می‌تواند در نسخه‌های مختلفی در جو زهره وجود داشته باشد – برخی سنگین‌تر و برخی سبک‌تر هستند و دانشمندان می‌توانند بدین ترتیب می‌توانند تشخیص دهند که هرکدام متعلق به چه مکانی هستند.

به عنوان مثال، هلیوم-۳ از عمق سیاره بیرون می‌آید، اما هلیوم-۴ که ایزوتوپ سنگین‌تری است، از پوسیدگی رادیواکتیو در پوسته فوقانی سیاره متولد می‌شود. مانند این جفت عناصر، چندین نسخه از گازهای نجیب دیگر نیز در جو سیاره قرار دارند. نکته مهم اینجاست که گازهای نجیب با سایر ترکیبات مرتبط با ژئوفیزیک، از جمله دی اکسید کربن و آب واکنش نشان نمی‌دهند. این بدان معناست که به صورت موثری اطلاعات مرتبط با پوسته را در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند و نه تنها منشاء سیاره‌ خود را نشان می‌دهند، بلکه زمان و چگونگی تحول آن را نیز مشخص می‌کنند.

اندازه‌گیری چنین گازهایی می‌تواند نشان دهد که زهره از همان ابتدا سیاره خشکی بوده است. این بدان معناست که خورشید جوان مسبب شرایط کنونی زهره نبوده است. از سویی دیگر، اگر خورشید در جوانی خود با سرعتی متفاوت می‌چرخید، اقیانوس ماگمای دی اکسید کردن زهره منجمد می‌شد و سطح زهره مملو از آب یخ می‌بود. پس باید به دنبال پدیده‌هایی گشت که سبب شده‌اند زهره امروزه سیاره‌ای آتشین باشد. Martha Gilmore، زمین‌شناس سیاره‌ای در دانشگاه Wesleyan که در گروه‌های پروژه‌های DAVINCI+ و VERITAS حضور داشته است، می‌گوید: «با اینکه اطلاعات ما درباره گذشته سیاره زهره کامل نیست، اما دلیل وجود ندارد که فرض کنیم زهره از ابتدا قابل سکونت نبوده است.»

با رد فرضیه تبخیر شدن آب اقیانوس‌های سطح زهره توسط خورشید، احتمال صحت فرضیه فوران‌های بزرگ قوت می‌گیرد. این اتفاق می‌توانست در دوران‌های اولیه رخ دهد، اما DAVINCI+ نشان می‌دهد که زهره در دوران اولیه خود، سیاره‌ای پر آب بوده است. Joseph O’Rourke، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه ایالتی آریزونا می‌گوید: «گمان می‌کنم سوالی که در مورد زهره باید ذهن ما را مشغول کند، این است که آیا میلیاردها سال پیش سطح آن پر از اقیانوس‌های متعدد بوده است؟ ممکن است برای سال‌های طولانی، زهره نقطه آبی کم رنگی بوده که به دور خوشید می‌چرخیده است – بهشت گمشده ما.»

اگر زهره برای قرن‌ها جهانی پر آب بوده است، حتما باید دارای پوسته‌های نوع تکتونیک باشد. فرآیندهایی مانند ایجاد شدن کوه‌ها، آتشفشان و رد آن‌ها مانند یک ترموستات درون سیاره عمل می‌کنند. دی اکسید کربن در اقیانوس‌ها حل می‌شود، صفحات تکتونیک به دام می‌افتند و در گوشته داغ در زیر پوسته محبوس می‌گردند. سپس آن گازهای گلخانه‌ای مجددا آزاد می‌شوند و توسط فوران‌های پی در پی آتشفشانی به آسمان فرستاده می‌شوند. ثبات آب و هوایی طولانی مدت یک سیاره ارتباط عمیقی با چرخه حضور دی اکسید کربن‌ها در سطح و یا جو اطراف آن دارد. هر دو رادار VERITAS و EnVision می‌توانند گسل‌های قدیمی زهره را مورد مطالعه قرار دهند و نشان دهند که بازه زمانی این رخداد چه موقعی بوده است.

بدین ترتیب، هر دو ماموریت فلات‌های عجیب و غریب موجود در سطح زهره را مورد مطالعه قرار خواهند داد. قسمت اعظم سطح سیاره پوشیده شده از جریان گدازه است (حدس می‌زنیم مدت‌ها پس از آتشفشانی که سبب تغییرات آب و هوایی شد، فوران کرده باشند). این گدازه‌ها می‌توانند قدیمی‌ترین سنگ‌های موجود بر روی سطح سیاره را شکل دهند. Gilmore می‌گوید: «شاید این سنگ‌ها نیم میلیارد سال و یا حتی شاید چهار میلیارد سال سن داشته باشند. ما اطلاعات دقیقی از آن‌ها نداریم.»

دانشمندان نه تنها از سن سنگ‌ها اطلاعاتی ندارند، بلکه جنس آن‌ها را نیز به درستی نمی‌دانند. اگر این سنگ‌ها (آن‌ها را تِسه می‌نامیم) واقعا از جنس صخره‌های قاره‌ای موجود بر سطح زمین باشند، برای شکل گرفتن نیاز به حجم زیادی آب دارند. این مسئله می‌تواند نشان دهد که زهره در گذشته سیاره پر آبی بوده است.

O’Rourke می‌گوید: «باور حضور مقادیر زیاد آب بر سطح زهره واقعا دشوار است.» به عقیده Byrne و همکارانش، اگر این تسه‌ها به صورت لایه‌ای باشند، ممکن است در نتیجه رسوب رودخانه‌ها شکل گرفته باشند و بدین ترتیب شواهدی باستانی را درون خود حفظ کنند. از سویی دیگر، ممکن است که لایه‌های از گدازه باشند و یا یقایای آتشفشانی باشند که آب و هوای سطح زهره را برای همیشه تغییر داد.

O’Rourke می‌گوید: «کاوشگر DAVINCI+ می‌تواند یک نمای دقیق از تسه‌ها در اختیار ما قرار هد. هرچند که نمی‌دانیم تمام سنگ‌های موجود بر سطح سیاره یکسان باشند یا خیر، اما می‌خواهیم با انتخاب یکی از آن‌ها، دست به گسترش مطالعات خود بزنیم. DAVINCI+ تصاویری خیره کننده در مقیاس انسانی از سطح زهره در اختیار ما قرار خواهد داد که بدست آوردن آن‌ها به کمک مدارگردها غیرممکن است.» از سویی دیگر، VERITAS می‌تواند با جزئیات کمتری، نقشه‌ای از پراکندگی و حضور تسه‌ها ارائه دهد. در همین حین، EnVision نیز با انجام چندین آزمایش، نتایج مطالعات دو کاوشگر دیگر را با دقت بیشتری منتشر خواهد کرد.

نقشه‌ پویایی که VERITAS از زهره منتشر می‌کند، می‌تواند تغییرات صورت گرفته بر روی یک نقطه را تشخیص دهد. دانشمندان به کمک این قابلیت در تلاش هستند تا فعال بودن احتمالی آتشفشان‌ها را بررسی کنند. این یک باور دیرینه است که با شواهد فراوان پشتیبانی می‌شود، اما دانشمندان هنوز هیچ اثبات نهایی برای آن بدست نیاورده‌اند.  Smrekar می‌گوید: « پیدا کردن یک آتشفشان فعال در سطح سیاره کار ساده‌ای است.» از سویی دیگر، EnVision می‌تواند با تشخیص توده گاز که از یک آتشفشان در حال فوران خارج شده و یا مشاهده گرمای نشت شده از کوه شامل ماگما، به اثبات این مسئله کمک کند.

اثبات اینکه چنین سیاره‌ای دارای فعالیت‌های مستمر است، فراتر از یک کشف ساده است. آتشفشان‌ها مانند سایر فعالیت‌های زمین ساختی دگرگون کننده، از آنچه در اعماق سیاره رخ می‌دهد نیرو می‌گیرند. حضور آتشفشان‌های در حال فوران، پنجره‌ای به سوی شناخت اعماق سیاره زهره باز می‌کند و به دانشمندان اجازه می‌دهد قیاس دقیق‌تری از این سیاره با کره زمین داشته باشند.

درحالیکه  DAVINCI+ قادر است میزان آب از دست رفته زهره را تعیین کند، EnVision مشخص می‌کند که هنوز چقدر آب در سیاره زهره وجود دارد.  Ghail می‌پرسد: «آیا هنوز می‌توان به یافتن آب در سطح زهره امیدوار بود؟» به کمک توده‌های گاز حاوی H2O که از آتشفشان بیرون می‌زند، می‌توان دریافت که آیا فضای داخلی زهره به اندازه فضای بیرونی آن خشک است یا خیر.

زمانی برای ترس و امید

مانند EnVision، پروژه‌های VERITAS و DAVINCI+ نیز عجولانه بر روی کار نیامده‌اند. طرح‌ریزی این پروژه‌ها از بیش از یک دهه پیش شروع شده است. (نسخه‌هایی از هر دو پروژه مذکور در آخرین مسابقه Discovery که در سال ۲۰۱۷ برگزار شد، به مرحله نهایی رسیدند اما به دو ماموریت تحقیق در زمینه سیارک‌ها با نام‌های Psyche و Lucy باختند.) هر پیشنهاد ارائه شده، براساس بیش از ۵۰ سال مطالعات علمی بنا شده است. رسیدن به چنین پروژه‌هایی، سفری طولانی و پر استرس را برای همه به همراه داشته است.

با نزدیک شدن به آخرین اعلامیه Discovery، سطح تنش به اوج خود می‌رسد. چند ماه اول سال ۲۰۲۱ برای هر دو تیم بسیار حیاتی بود. آن‌ها شبانه‌روز در تلاش بودند که داوران را با پروژه خود تحت تاثیر قرار دهند. Smrekar می‌گوید: «برای توصیف تلاشی که هر گروه کرده است، نیاز به نوشتن یک رمان است!»  گزارش مطالعات مفهومی که تیم وی در نوامبر گذشته به داوران ارائه کرد، بیشتر از تعداد صفحات کتاب جنگ و صلح بوده است.

تداوم این تنش عصبی، آسیب روانی خود را نیز به دنبال داشته است. Smrekar می‌گوید: «رقابت میان تیم‌ها بسیار شدید است. در سال اخیر، با شیوع ویروس کرونا تیم‌ها کوچکتر و کار سخت‌تر شده است. من باید تشکر ویژه‌ای از افرادی داشته باشم که در سال گذشته کمک بسیاری به ما کرده‌اند.»

VERITAS و DAVINCI+ دو مفهوم برجسته در مطالعات زهره را هدف قرار داده بودند. اولین مورد، مشاهده آتشفشان یا به عبارت خلاصه IVO بود که می‌توانست از ماه Jovian دیدن کند – آتشفشانی‌ترین شیء شناخته شده در علم و بهترین مکان برای درک اینکه چگونه جزر و مد گرانشی می‌تواند جهان را از نقطه نظر زمین‌شناسی، تا مدت‌ها پس از تخمین تاریخ انقضای آن فعال نگه دارد. از لحاظ مفهومی، DAVINCI+ همانند ماموریت Trident بود که باید به قمر Triton نپتون می‌رفت. Triton یادگاری از بیرونی‌ترین سیاره منظومه شمسی است که به طرز حیرت‌انگیزی توسط چند آتشفشان یخی تزئین شده است.

هر یک از پروژه‌هایی که به مرحله نهایی رسیده بود، شانس بالایی در برنده شدن داشت. اما برای برنده شدن نیاز بود تا پروژه‌های دیگر با دلایل موجهی از دور مسابقات خارج شوند. تنش‌ها در انتخاب برنده ادامه داشت تا اینکه در ۱۴ سپتامبر ۲۰۲۰، تیمی از دانشمندان اعلام کردند که موفق شده‌اند با استفاده از دو تلسکوپ، ماده فسفین کشف کنند. ماده فسفین در ارتفاع خاصی در ابرهای زهره یافت شده است که دما و فشار در آن ناحیه، به قطرات آب مایع اجازه حضور می‌دهد.

فسفین می‌تواند توسط آتشفشان و رعد و برق ساخته شود. اما از سویی دیگر، می‌تواند توسط میکروب‌ها نیز ساخته شود. بدین ترتیب، دانشمندان گمان کردند که شاید شواهدی غیرمستقیم از زندگی میکروبی در زهره پیدا کرده‌اند. این خبر در یک چشم بهم زدن سر وصدای عجیبی در میان مردم به پا کرد.

این یافته در ماه‌های پس از آن، بارها زیر سوال رفت و همه منتظر تحلیل داده‌های بیشتر بودند. در نهایت اینکه فسفین یافت شده چطور تولید شده بود، در نتیجه نهایی مسابقه اثرگذار نبود. این جدال بر یک واقعیت مهم تاکید داشت: منطقه‌ای از ابرهای زهره وجود دارد که نه خیلی گرم است و نه آنقدر اسیدی است که مانع از شکوفایی میکروب‌ها شود. این شرایط به آن‌ها کمک می‌کند تا راحت‌تر با محیط وفق یابند.

در سطح زمین نیز، دانشمندان همچنان به دنبال یافتن میکروب‌ها – در حال رشد، زنده و یا خفته – در مکان‌هایی هستند که سبب مرگ سریع‌تر گیاهان و حیوانات می‌شود. سطح مریخ بیابانی یخ زده است که یافتن زندگی در آن بسیار دشوار است. با این‌حال ممکن است میکروب‌ها در زیر سطحی که گرم‌تر و مرطوب‌تر است، رشد کنند. همانند مریخ، زهره نیز می‌تواند تحت شرایط خاصی دارای میکروب باشد و زیست‌پذیری را به صورت جدیدی تعریف کند.  Clara Sousa-Silva اخترفیزیکدان در مرکز مطالعات اخترفیزیک دانشگاه هاروارد-اسمیتسونین در کمبریج و همچنین عضو اصلی تیم کشف فسفین می‌گوید: «جهنمی بودن یک سیاره لزوما به معنای نبود مطلق زندگی در سطح آن نیست.»

اگرچه پیش‌بینی می‌شود DAVINCI+ بتواند فسفین موجود در سیاره را تشخیص دهد، اما نه VERITAS و نه EnVision با هدف مطالعه ترکیب‌های شیمیایی طراحی نشده‌اند. با این‌حال، هر سه پروژه می‌توانند سایر فرآیندهای سیاره‌ای که قادر به تولید فسفین هستند را شناسایی کنند. از جمله این فرآیندها می‌توان به آتشفشان‌ها و موجودات بیگانه اشاره کرد. دانشمندان عقیده دارند کشف فسفین در سطح زهره، همانند کشف شهاب سنگ مشکوک در سطح مریخ در سال ۱۹۹۶، به گسترش دانش ما کمک کرده است. Gilmore می‌گوید: «من فکر می‌کنم زهره جدا از حضور فسفین در سطح آن، ارزش مطالعه و اکتشاف را دارد.»

Garvin و Smrekar قطعا می‌توانند بهترین نظرات را ارائه دهند زیرا حتی پیش از اکتشافات ماژلان در حال مطالعه زهره بوده‌اند. هردوی آن‌ها سالهاست در تلاش هستند تا به سوالات دیرینه در مورد زهره پاسخ دهند. درحالیکه دانشمندان طرفدار مریخ، به اتاق‌های کنترل رفته و ماموریت‌های خود را به کمک جدیدترین ربات‌ها آغاز می‌کنند، طرفداران زهره کم کار بوده و منتظر فرصتی بودند تا مطالعات پیشرفته آن را از سر بگیرند. حالا نوبت انتخاب ناسا رسیده است. Garvin اندکی پیش از اعلام نتایج مسابقه بزرگ Discovery گفت: « من ۴۱ سال مشتاقانه در انتظار این لحظه بودم.»

Smrekar نیز در ادامه می‌گوید: « واقعا هیجان و اضطراب ما قابل توصیف نیست. ما به ماموریتی که سالها برای آن صبر کردیم، نزدیک هستیم. ما مدت‌های زیادی را صرف نبوغ پروژه‌های خود کردیم تا قانع کننده باشند.»

عدم پیروزی هر دو تیم، ضربه بسیار بزرگی محسوب می‌شود. اگر هیچ یک از ماموریت‌ها انتخاب نشوند، به نوعی تمام زحمات را می‌توان پوچ تلقی کرد. در این صورت، باید به سراغ طراحی فضاپیماها رفت و این درحالی است که نمی‌توان از شوق افراد برای شروع هرچه زودتر پروژه‌ای هیجان‌انگیز چشم‌پوشی کرد. با این‌حال، در صورت شکست هر دو پروژه، فسفین در گوشه‌ای رها خواهد شد.

جدا از دو پروژه مذکور که با هدف بررسی زهره طراحی شده‌اند – درصورتی که هر دو رد شوند، پروژه‌های دیگری وجود دارند که می‌توان به آن‌ها امیدوار بود. به عنوان مثال چشم‌اندازهای EnVision از آژانس فضایی اروپا واقعا امیدوار کننده است. همچنین روسیه و هند نیز به صورت جدی به بازگشت به زهره فکر می‎کنند. در صورت شکست ناسا، این احتمال وجود دارد که آژانس‌های فضایی دیگری پیشگام باشند.

دانشمندان جوان طرفدار زهره مانند O’Rourke، مصمم بودند که خودشان در این زمینه پیشگام باشند و قدم‌های اولیه را بردارند، حتی اگر تیم مطالعات زهره ناسا بازنشست شده باشد. O’Rourke می‌گوید: « آخرین باری که یک فضاپیمای آمریکایی وارد مدار زهره شد، من ۱۰ روزه بودم. علیرغم فقدان فرصت‌های مناسب برای ماموریت زهره، من و هم سن و سالانم به تازگی وارد این دسته از پروژه‌ها شده‌ایم و بدیهی است که برای آن بسیار هیجان‌زده باشیم.» او عقیده دارد که علاقه و اشتیاق برای درک زهره از بین نخواهد رفت و مهم نیست که در آخرین مسابقه Discovery ناسا چه اتفاقی بیفتد.

در روزهای پیش از اعلام تصمیم نهایی توسط ناسا، ترس در صحبت‌های علاقه‌مندان زهره وجود داشت. اما به لطف جهان در حال گردش به دور ستاره بزرگ خورشید، هنوز بارقه‌هایی از امید میان افراد وجود داشت.

شکارچیان سیارات فراخورشیدی تاکنون سیارات دیگری با اندازه زمین و زهره را در کهکشان راه شیری مشاهده کرده‌اند. با این حال، فناوری تلسکوپ‌هایمان به قدری پیشرفته نیست که تنها به کمک رصد تشخیص دهیم سطح این سیارات برای سکونت مناسب است و یا همچون زهره مانند جهنم است. در حال حاضر، مطالعه دقیق زهره با پروژه‌هایی که در مورد آن‌ها صحبت کردیم، می‌تواند انتخاب میان زمین و زهره را آسان سازد.

Sousa-Silva می‌گوید: «شکارچیان سیارات فراخورشیدی نیز عقیده دارند که تنها راه تصمیم‌گیری نهایی انجام مطالعات دقیق است و لازم است که ابتدا منظومه شمسی را به خوبی بشناسیم. حتی اگر به نتایج مطلوب درباره زهره نرسیم، تجربیات این آزمایشگاه به ما کمک بسیاری خواهند کرد.»

بدست آوردن اطلاعات در مورد زهره نه تنها برای طرفداران آن، بلکه برای همه افراد جامعه مفید است. Smrekar می‌گوید: «فقط زهره می‌تواند به ما بگوید که چرا سیاره زمین در منظومه شمسی منحصر به فرد است. همچنین می‌توان احتمال یافتن زمین دیگری در کهکشان خود را بررسی کنیم.» تیم‌های VERITAS و DAVINCI+ امیدوار بودند که داوران با چنین دیدگاهی به پروژه‌های آن‌ها نگاه کنند و دست کم یکی از آن‌ها موفق شود به سمت زهره پرواز کند تا رویای شناخت این سیاره آتشین محقق شود.

ورود ناوگان

پس از آنکه ناسا تصمیم خود مبنی بر مطالعه زهره به عنوان برنامه‌های پیش‌رو را در انتخاب‌های مسابقه Discovery اعلام می‌کند، نوری بر تیم‌های VERITAS  و  DAVINCI+  می‌تابد. Gilmore به یاد می‌آورد که در آن لحظات از شدت خوشحالی بالا و پایین می‌پرد و فریاد می‌زند: « ما عازم زهره هستیم.» Smrekar نیز می‌گوید: « نمی‌دانم چه کار دیگری می‌توانستیم بکنیم تا این ماموریت مورد تائید ناسا قرار گیرد. ما هرکاری که ممکن بود را انجام دادیم و گمان می‌کنم ناسا آن را متوجه شده است.»

ماژلان اولین ماموریتی بود که Smrekar بر روی آن کار کرد. اکنون او عقیده دارد که VERITAS نیز آخرین آن‌ها خواهد بود – وهمچنین موفقیت برجسته وی در زندگی علمی. او می‌گوید: « این نقطه عطفی در حرفه من است. حتی نمی‌توانم برای آنچه قرار است کشف کنیم، صبر کنم.»

بالاخره این دو تیم موفق شدند تا نفرین‌هایی که بر زهره شده بود را بردارند. هفته بعد از این رخداد، پروژه EnVision نیز توسط آژانس فضایی اروپا انتخاب شد. در دهه ۲۰۳۰، ناوگانی از دانشمندان با پروژه‌های ارزشمند به سمت زهره خواهند رفت.

از سویی دیگر، شکست خوردگان هنوز هم امیدوار هستند. پروژه‌هایی مانند Io می‌تواند در مسابقات Discovery بعدی – یا حتی در رتبه‌های بعدی – به رقابت بپردازند: رقابت برای ماموریت‌های گران قیمت‌تر و بلند پروازانه‌تر در برنامه New Frontiers ناسا. افرادی که مایل به بازگشت به دنیای فراموش شده اورانوس و نپتون هستند، که هرکدام آخرین بار در اواخر دهه ۱۹۸۰ سفینه‌ای فضایی را مشاهده کرده‌اند، چشم به راه ماموریت flagship می‌مانند. این پروژه یکی از پروژه‌های عظیم ناسا است که هزینه‌ای در حدود ۱ میلیارد دلار را به خود اختصاص می‌دهد – ناوگانی شامل ربات‌های فضایی ناسا.

حال می‌توان دهه آینده را متعلق به طرفداران زهره دانست. آن‌ها با تلاش‌ و پشتکار فراوان موفق شدند تا برنده مسابقه باشند. Ghail می‌گوید: « حدس می‌زنم آنچه در مریخ انجام داده‌ایم را باید در زهره نیز انجام دهیم.»

Smrekar و همکارانش در پروژه VERITAS مانند سایر افراد در پروژه‌های DAVINCI+ و EnVision هیجان‌زده، خسته و خوشحال هستند. شب قبل از آنکه ناسا برنده‌ را اعلام کند، Smrekar عکسی از زهره گرفته بود که در آسمانی تاریک می‌درخشید. پس از اعلام – در پرتو یک روز جدید – آن نقطه الماس ناگهان کاملا متفاوت به نظر می‌رسید. این سیاره دیگر غیرقابل دسترس نیست، بلکه مقصد جهش بعدی غول پیکر ناسا در اکتشافات بین سیاره‌ای است.

نوشته های مشابه

دکمه بازگشت به بالا