زمانی که کاوشگر Perseverance ناسا در سال ۲۰۲۱ روی سطح مریخ فرود آمد، هدف اصلی آن جستجوی نشانه‌هایی از حیات میکروبی باستانی و مطالعه زمین‌شناسی و آب‌وهوای این سیاره بود.
اما در کنار این مأموریت، وظیفه مهم دیگری نیز بر عهده این کاوشگر قرار داشت: کمک به دانشمندان برای آماده‌سازی مأموریت‌های انسانی آینده به مریخ.
یکی از جنبه‌های این تلاش، حمل مجموعه کوچکی از مواد لباس فضانوردی برای آزمایش دوام آن‌ها در شرایط سخت مریخ بود.
اکنون، پژوهشگران مرکز فضایی جانسون ناسا وارد مرحله بعدی این آزمایش طولانی‌مدت شده‌اند و در حال بررسی این موضوع هستند که این مواد پس از چهار سال قرار گرفتن در معرض محیط مریخ، چه تغییری کرده‌اند.
نتایج این آزمایش‌ها می‌تواند نقش کلیدی در طراحی لباس‌های فضانوردی برای فضانوردانی داشته باشد که روزی روی مریخ قدم خواهند گذاشت.
یک نمونه کوچک با پیامدهای بزرگ
مارک فریز، دانشمند سیاره‌شناس، می‌گوید:
“این یکی از جنبه‌های آینده‌نگرانه مأموریت این کاوشگر است – نه‌تنها برای علم کنونی، بلکه برای آنچه در آینده در انتظار ماست. ما در حال آماده‌سازی شرایط برای حضور انسان در مریخ هستیم.”
هر یک از پنج ماده‌ای که در این آزمایش بررسی می‌شوند، ۲۰ میلی‌متر مربع (تقریباً به اندازه یک تمبر پستی) هستند. این تکه‌های کوچک روی هدف کالیبراسیون ابزاری به نام SHERLOC نصب شده‌اند.
SHERLOC که روی بازوی رباتیک کاوشگر نصب شده است، علاوه بر بررسی سنگ‌های مریخی برای نشانه‌های حیات باستانی، تغییرات ایجادشده در مواد لباس فضانوردی را نیز رصد می‌کند.
نمونه‌های مورد آزمایش شامل:
- پلی‌کربنات که در طلق کلاه فضانوردی استفاده می‌شود.
- دو نوع تفلون که به دلیل خواص ضدچسبندگی و مقاومت در برابر گرد و غبار شناخته می‌شوند.
- وکتِران (Vectran)، یک الیاف مقاوم در برابر بریدگی که در دستکش‌های فضانوردی کاربرد دارد.
- پارچه Ortho-Fabric، ترکیبی از سه لایه:
- نومکس (Nomex)، مقاوم در برابر آتش
- گورتکس (Gore-Tex)، قابل تنفس
- کولار (Kevlar)، همان ماده‌ای که در جلیقه‌های ضدگلوله نیز استفاده می‌شود.
این مواد باید به‌اندازه کافی مقاوم باشند تا فضانوردان را از شرایط سخت مریخ محافظت کنند، درعین‌حال انعطاف‌پذیری کافی برای حرکت آزادانه را نیز داشته باشند.
درس‌هایی از سیاره‌ای خشن
مریخ محیطی بسیار سخت برای آزمایش تجهیزات است:
- دمای هوا به‌طور مرتب به زیر صفر می‌رسد.
- گرد و غبار ریز به همه سطوح می‌چسبد و در طول زمان باعث فرسایش تجهیزات می‌شود.
- خاک مریخ حاوی پرکلرات‌هاست – نمک‌های خورنده‌ای که برای انسان خطرناک هستند.
- تابش‌های فضایی از مشکلات جدی دیگر است. برخلاف زمین، مریخ فاقد میدان مغناطیسی محافظ و جو ضخیم است، بنابراین اشعه فرابنفش شدیدتری به سطح آن می‌رسد.
جوبی رازل هالیس، از اعضای تیم علمی SHERLOC، می‌گوید:
“مریخ واقعاً جای خشن و سختی است. به‌خصوص تابش‌های آن بسیار مضرند.”
او آسیب‌های احتمالی را با تغییرات پلاستیک‌های در معرض نور خورشید مقایسه می‌کند:
“مثل وقتی که صندلی‌های پلاستیکی حیاط را در آفتاب رها کنید – آن‌ها زرد شده و شکننده می‌شوند. این فرایند روی مریخ احتمالاً بسیار سریع‌تر اتفاق می‌افتد، چون میزان اشعه ماورای بنفش بسیار بیشتر است.”
جالب است که حدود نیمی از تغییرات ظاهری در نمونه‌ها، طی ۲۰۰ روز اول پس از فرود کاوشگر مشاهده شد. از میان مواد بررسی‌شده، وکتِران اولین ماده‌ای بود که علائم تغییر را نشان داد.
آزمایش لباس فضانوردی برای مریخ
اکنون، پژوهشگران ناسا در حال تهیه یک مقاله علمی برای ارائه یافته‌های اولیه SHERLOC هستند.
همچنین، در زمین، دانشمندان مرکز فضایی جانسون قصد دارند آزمایش‌های آزمایشگاهی روی نمونه‌های مشابه انجام دهند. آن‌ها از محفظه‌های شبیه‌ساز مریخ استفاده می‌کنند که شرایطی نظیر:
- اتمسفر غنی از دی‌اکسیدکربن
- فشار کم هوا
- نور خورشید مریخ
را بازسازی می‌کنند.
این آزمایش‌ها به دانشمندان کمک می‌کند تا:
- بررسی کنند چگونه این مواد کشیده، پاره یا تجزیه می‌شوند.
- داده‌های به‌دست‌آمده را با مشاهدات واقعی از سطح مریخ مقایسه کنند.
مارک فریز می‌گوید:
“پارچه‌های فضانوردی طوری طراحی شده‌اند که هم مقاوم باشند و هم انعطاف‌پذیر. ما می‌خواهیم بفهمیم این پارچه‌ها در طول زمان چقدر استحکام و انعطاف خود را از دست می‌دهند. اگر این مواد ضعیف شوند، ممکن است فرسوده شده و پاره شوند، که می‌تواند باعث نشت گرما و هوا از لباس فضانوردی شود.”
کاوش‌های آینده مریخ
مأموریت Perseverance فقط درباره کاوش مریخ نیست. این کاوشگر نمونه‌هایی از سنگ و خاک مریخی را جمع‌آوری می‌کند که ممکن است روزی به زمین بازگردانده شوند. این کار در قالب برنامه بازگرداندن نمونه‌های مریخ توسط ناسا و آژانس فضایی اروپا انجام می‌شود.
این تلاش‌ها بخشی از استراتژی بزرگ‌تر ناسا برای سفر از ماه به مریخ است که شامل مأموریت‌های آرتمیس به ماه نیز می‌شود.
داده‌های کاوشگر Perseverance – از جمله یافته‌های آن درباره دوام لباس‌های فضانوردی – راه را برای مأموریت‌های انسانی به مریخ در دهه‌های آینده هموار می‌کند.
با قرار دادن این مواد در سخت‌ترین شرایط ممکن روی سیاره‌ای دیگر، کاوشگر Perseverance در واقع در حال نوشتن راهنمای نسل آینده کاوشگران فضایی است.
