(تصاویر) ۱۰ کشف خیره کننده فضاپیمای کاسینی درباره زحل

فرادید | فضاپیمای کاسینی پس از دو دهه حضور در فضا، در ۱۵ سپتامبر ۲۰۱۷ با یک مرگ آتشین در جو زحل به ماموریت خود پایان داد. این رویداد دراماتیک پایان یکی از موفق‌ترین سفر‌های فضایی در تاریخ اکتشافات ناسا را رقم زد.

به گزارش فرادید؛ کارولین پورکو، سیاره‌شناس و رئیس علوم تصویربرداری فضاپیمای کاسینی، در مصاحبه‌ای گفت: «دستاورد‌های اصلی مأموریت کاسینی بسیار زیاد است. از نظر فناوری، این مأموریت جسورانه‌ترین و پیچیده‌ترین گردش مداری سیاره‌ای است که تاکنون انجام شده است، با کشف تعداد بسیار بیشتری از اجسام سیاره‌ای، وهمچنین نزدیک‌ترین پروازی که تا به حال انجام شده است، نسبت به هر مأموریت دیگری که تاکنون انجام داده‌ایم، فضاپیمای کاسینی موفق‌تر عمل کرده است. در واقع، بهتر است بگوییم که کاسینی بیش از ۱۰۰ مانور انجام داده است که تا به حال در کل برنامه سیاره‌ای انجام شده است.»

در حالی که کاسینی از نظر فنی می‌توانست تا سال‌های آینده به رصد زحل ادامه دهد، سوخت موشک فضاپیما رو به اتمام بود. اگر قرار بود سوخت به نقطه صفر برسد و تمام شود، دانشمندان دیگر قادر به کنترل مدار آن نبودند. بدون کنترل کردن هم، احتمال برخورد فضاپیما با یکی از دو قمر اطراف زحل وجود داشت که تصور می‌شد احتمالاً حیات دارند. ناسا برای جلوگیری از آلودگی با هر گونه میکروب مقاوم زمینی که ممکن بود در کمین کاسینی باشد، تصمیم گرفت با آن خدا حافظی کند.

ناسا می‌نویسد: «پایان دراماتیک کاسینی، الهام بخش، ماجراجویانه و عاشقانه است - پایانی مناسب برای داستان هیجان انگیز کشف فضایی.»

در این گزارش مهم‌ترین و برترین اکتشافات کاسینی درباره سیاره زحل ارائه شده است که در ادامه از نظرتان می گذرد.

گرد و غبار از حلقه ها‌ی زحل می‌بارد

قبل از اینکه کاسینی با مرگ نهایی خود روبرو شود، فضاپیما ماموریت نهایی ۲۲ گردش در جو بین سیاره و حلقه‌های آن را به پایان رساند. داده‌های جمع آوری شده نشان می‌دهد که بین ۴۸۰۰ تا ۴۵۰۰۰ نانومتر دانه‌های گرد و غبار در هر ثانیه بر روی زحل می‌بارد. دانه‌ها از آب، سیلیکات ها، متان، آمونیاک، دی اکسید کربن و سایر مولکول‌های آلی تشکیل شده اند. کلی میلر، دانشمند پژوهشی از موسسه تحقیقاتی جنوب غربی، به گیزمودو گفت: کشف جرم بالای موادی که در جو زحل جریان دارد و ترکیب شیمیایی آن بسیار پیچیده و شگفت‌انگیز بود.

ساختن موسیقی با یکی از قمرهایش

تنها دو هفته قبل از اینکه ناسا کاسینی را قتلگاه نهایی خود بفرستد، امواج پلاسما را بین زحل و قمر آن، انسلادوس ثبت کرد. ماه یخی، بخار آب را به سمت سیاره پرتاب می‌کند که باردار می‌شود و با پلاسما برخورد می‌کند. سپس زحل به نوبه خود سیگنال‌های موج پلاسما را منتشر می‌کند - صدایی منحصر به فرد و وهم انگیز ایجاد می‌شود. انسان نمی‌تواند این صدا را تشخیص دهد.

برای اینکه صدا‌ها شنیده شوند، ناسا آن را تبدیل و تقویت کرد. صدا‌ها از ۱۶ دقیقه به ۲۸.۵ ثانیه با فرکانس موج ۵ برابر کاهش یافتند.

فرود کاوشگر هویگنس بر روی تیتان

در ۲۵ دسامبر سال ۲۰۰۴، یک کاوشگر چهار فوتی به نام هویگنس از کاسینی جدا شد و سفر ۲۲ روزه خود را در سطح تیتان آغاز کرد. بزرگترین قمر از ۶۲ قمر زحل، تیتان تنها جرم آسمانی در فضا به جز زمین است که دارای اجسام پایدار مایع سطحی است.

هنگامی که هویگنس در ۱۴ ژانویه ۲۰۰۵ فرود آمد، جهانی مشابه روز‌های اولیه زمین قبل از تکامل حیات را کشف کرد. به نظر می‌رسد کانال‌های زهکشی، دریاچه ها، فرسایش ها، تپه‌های شنی، طوفان‌های بارانی، همگی به طور مداوم سطح تیتان را شکل داده و بر آن تأثیر می‌گذارند. تفاوت عمده در این است که بیشتر مایع تیتان از متان و اتان تشکیل شده است. دمای سطح ثبت شده توسط هویگنس ۲۹۰.۸۳- درجه فارنهایت بود

علاوه بر مایع سطح آن، پرواز‌های بعدی کاسینی نیز وجود اقیانوسی زیرسطحی را که احتمالاً به اندازه دریای مرده زمین شور است، شناسایی کرد. جوزپه میتری از دانشگاه نانت فرانسه به ناسا گفت: «این اقیانوس بسیار شور و بر اساس استاندارد‌های زمین است. دانستن این موضوع ممکن است دیدگاه ما را نسبت به این اقیانوس به‌عنوان محل زندگی امروزی تغییر دهد، اما شرایط ممکن است در گذشته در آنجا بسیار متفاوت بوده باشد».

نمای نزدیک بی نظیر از مشتری

کاسینی در طول نزدیک به هفت سال سفر بین سیاره‌ای خود به زحل، فرصتی برای پرواز از زمین به زهره و مشتری داشت. دومی بسیار دیدنی بود و دقیق‌ترین عکس‌های رنگی واقعی را از غول گازی که تا به حال ثبت شده بود تهیه کرد.

ناسا در یک پست وبلاگی توضیح داد: «هر چیزی که روی این سیاره قابل مشاهده است یک ابر است. نوار‌های موازی قهوه‌ای مایل به قرمز و سفید، بیضی‌های سفید و لکه قرمز بزرگ در طول سالیان متمادی با وجود تلاطم شدید در جو هنوز قابل دیدن هستند. این ابر‌ها در عرض چند روز تشکیل و ناپدید می‌شوند و رعد و برق ایجاد می‌کنند. رگه‌ها به صورت ابر تشکیل می‌شوند و توسط جریان‌های شدید مشتری که موازی با نوار‌های رنگی هستند، از هم جدا می‌شوند.»

کشف قمر‌های پنهان زحل

کاسینی در طول گردش خود به دور زحل، موفق شده است هفت قمر ناشناخته را در مداری که در حلقه‌های سیاره می‌چرخند، کشف کند. این‌ها عبارتند از Methone، Pallene، Polydeuces، Daphnis، Anthe و Aegaeon. هفتمین قمر، که در سال ۲۰۰۹ کشف شد، در حال حاضر S/۲۰۰۹ S ۱ نام دارد و قطر آن فقط ۹۸۴ فوت است.

دافنیس، یکی از از این قمر‌ها به طور ویژه، توجه ناسا را به خود جلب کرده است. تصویر بالا در ۱۶ ژانویه گرفته شده است و واضح‌ترین منظره را از این ماه کوچک ارائه می‌دهد. گرانش دافنیس که ماه موج شکن نامیده می‌شود، امواجی را در حلقه‌های اطراف خود ایجاد می‌کند. دافنیس دارای چند برجستگی باریک و گوشته نسبتاً صافی از مواد مسطح است که ناسا معتقد است حاصل ذرات ریز جمع‌شده از حلقه‌ها است.

منطقه قابل سکونت زیرزمینی انسلادوس

قمر یخی زحل یعنی انسلادوس ممکن است یک اقیانوس زیرزمینی مملو از حیات فرازمینی را داشته باشد. پرواز‌های مکرر کاسینی دراین ماه، که تقریباً ۳۱۰ مایل قطر دارد، شرایط مساعدی را برای میکروب‌ها فراهم کرده است. کریس مک کی، اختر زیست شناس در مرکز تحقیقات ایمز ناسا در موفت فیلد، کالیفرنیا، به دیلی گلکسی گفت: «این آب مایع؛ کربن آلی، نیتروژن [به شکل آمونیاک]و منبع انرژی دارد. به غیر از زمین، هیچ محیط دیگری در منظومه شمسی وجود ندارد که بتوانیم وجود همه این موارد را در آن مطرح کنیم.»

قبل از اینکه کاسینی به انسلادوس برسد، دانشمندان مدت‌ها درگیر این بودند که چرا این ماه درخشان‌ترین ماه منظومه شمسی است و خود را به رخ می‌کشد. با نگاهی دقیق‌تر، آن‌ها با دیدن آبفشان‌های عظیم، شبیه به آتشفشان‌های یخی، که آب مایع را برای ایجاد یک سطح سفید صاف و منجمد پرتاب می‌کردند، شگفت‌زده شدند. به نظر می‌رسد انسلادوس یک قمر فعال با اقیانوسی جهانی از آب شور مایع گرم در زیر پوسته آن است.

لیندا اسپیلکر، دانشمند پروژه کاسینی، به ناسا گفت: «همانطور که ما به یادگیری بیشتر در مورد انسلادوس و مقایسه داده‌های ابزار‌های مختلف ادامه می‌دهیم، شواهد بیشتری برای یک جهان اقیانوسی قابل سکونت پیدا می‌کنیم.» اگر در نهایت حیات در اقیانوس انسلادوس توسط ماموریتی پس از کاسینی کشف شود، اکتشافات انسلادوس در میان اکتشافات برتر در طول تاریخ ماموریت‌های سیاره‌ای خواهند بود.

طوفان (گرداب) غول پیکر زحل

در سال ۲۰۰۶، دانشمندانی که تصاویر کاسینی را از زحل مطالعه می‌کردند، برای کشف آنچه که به نظر می‌رسید یک طوفان عظیم در قطب شمال آن باشد بسیار گیج شدند. این یافته قابل توجه بود، زیرا در خارج از زمین، پدیده‌های آب و هوایی قبلاً هرگز در سیاره دیگری مشاهده نشده بود. همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، این یک طوفان معمولی نیست. نه تنها ۵۰ برابر اندازه یک طوفان متوسط روی زمین است (۱۲۵۰ مایل عرض دارد) آن هم با باد‌های چهار برابر سریعتر، بلکه کاملاً ساکن است. ویژگی اسرار آمیز دیگر این است که چگونه در وهله اول بدون دسترسی به مقادیر زیادی بخار آب شکل گرفت.

اندرو اینگرسول، یکی از اعضای تیم تصویربرداری کاسینی در مؤسسه فناوری کالیفرنیا در پاسادنا، در بیانیه‌ای گفت: «وقتی این گرداب را دیدیم، بسیار تعجب کردیم وشگفت زده شدیم، زیرا بسیار شبیه یک طوفان روی زمین است، اما در مقیاسی بسیار بزرگترکه در زحل قرار دارد و به نوعی با مقدار کمی بخار آب از اتمسفر هیدروژنی زحل می‌گذرد. "

"روزی که زمین لبخند زد"

یکی از مشهورترین عکس‌های فضایی در تاریخ ۱۹ ژوئیه ۲۰۱۳ منتشر شد. در آن تاریخ، کاسینی خود را در سایه زحل قرار داد و دوربین خود را به سمت میزبانش برگرداند. این فضاپیما علاوه بر ثبت جزئیات جدید زیبا از سیاره حلقه دار و قمر‌های آن، توانست ماه زمین ما را که یک نقطه آبی کمرنگ در پایین سمت چپ قرار داشت شناسایی کند. این تصویر که «روزی که زمین لبخند زد» نامیده می‌شود، منحصربه‌فرد بود، زیرا اولین بار بود که به بشر اطلاع داده شد که تصویری از زمین از اعماق فضا گرفته می‌شود.

کارولین پورکو، دانشمند سیاره‌شناسی، به سازمان‌دهی این رویداد کمک کرد و به مردم گفت که به بیرون بروید: «به مکان کیهانی ما فکر کنید، به سیاره ما فکر کنید، چقدر زیبا و شگفت انگیز است، چقدر سرسبز و حیات‌بخش است، به وجود خودتان فکر کنید. به عظمت دستاوردی که این جلسه عکسبرداری به همراه دارد فکر کنید. ما یک فضاپیما در زحل داریم. ما واقعاً کاوشگر بین سیاره‌ای هستیم. به همه این‌ها فکر کنید و لبخند بزنید.»

زمین و ماه آن از فاصله تقریباً یک میلیارد مایلی گرفته شده است

عکس بالا که از ۱۴۱ عکس با زاویه دید‌های مختلف گرفته شده در طول چهار ساعت به هم متصل شد. در مجموع مسافتی معادل ۴۰۴۸۸۰ مایل را در بر می‌گیرد. همچنین این سومین باری است که ازخانه ما -زمین- درلایه‌های بیرونی منظومه شمسی عکس گرفته شده است.

نمایی جدید از بالا

در پایان نوامبر، کاسینی اولین مانور از ۲۰ مانور مداری را آغاز کرد که برای قرار دادن فضاپیما برای سقوط نهایی در مرگ در ۱۷ سپتامبر ۲۰۱۷ طراحی شد. ناسا اخیراً تصاویری از فضاپیمایی دریافت کرده که درست بالای نیمکره شمالی متلاطم زحل نشسته است. در حالی که این تصاویر رنگی نیستند، جزئیات باورنکردنی از طوفان را نشان می‌دهند که همچنان به چرخش و خروش در قطب شمال ادامه می‌دهد.

کارولین پورکو گفت: «این همان آغاز پایان اکتشاف تاریخی ما در زحل است. اجازه دهید این تصاویر - و تصاویر بعدی - به شما یادآوری کنند که ما یک ماجراجویی جسورانه را در اطراف باشکوه‌ترین سیاره منظومه شمسی انجام دادیم.» هر چه کاسینی به موضوع خود نزدیک‌تر و نزدیک‌تر می‌شود، ناسا جزئیات بی‌سابقه‌ای از این سیاره را دریافت خواهد کرد. کاسینی در طی آخرین گردش خود، اطلاعات ارزشمندی در مورد جو هیدروژنی زحل تا زمانی که سیگنال آن از بین برود، ثبت کرد.

فضای بین زحل و حلقه هایش "خالی" است

زمانی که کاسینی اولین مأموریت خود را بین سیاره و حلقه‌های آن انجام داد، دانشمندان انتظار داشتند که صدای ذرات غبار را که به فضاپیما برخورد می‌کنند را بشنوند، اما تمام چیزی که در نهایت شنیدند صدای سفید آسمانی بود. ارل مایز، مدیر پروژه کاسینی از آزمایشگاه رانش جت ناسا در پاسادنا، کالیفرنیا، در بیانیه‌ای گفت: «منطقه بین حلقه‌ها و زحل ظاهراً «خالی بزرگ» است. کاسینی در مسیر خود باقی ماند، در حالی که دانشمندان بر روی معمای این که چرا سطح گرد و غبار بسیار کمتر از حد انتظار است کار می‌کنند.

این سکوت غیرمنتظره بود، زیرا زمانی که کاسینی در دسامبر ۲۰۱۶ دراطراف حلقه‌های اصلی زحل چرخید، ابزار علوم امواج رادیویی و پلاسما (RPWS) تعدادی ذره را که صدای زیری به صورت پاپ و ترق و تروق داشتند، دریافت کرد.

با توجه به جدید بودن داده ها، دانشمندان مطمئن نیستند که چرا اساساً فضای خالی بزرگتر از ۱ میکرون بین زحل و حلقه‌های آن وجود دارد. با این حال، این خبر خوبی برای فضاپیمای کاسینی بود. اگر منطقه بسیار گرد و غباری بود، دانشمندان در نظر داشتند از آنتن اصلی نعلبکی شکل کاسینی به عنوان سپر منحرف کننده استفاده کنند، و این باعث می‌شد به تنظیم زمان و نحوه استفاده از ابزار‌های خاص در فضاپیما نیاز داشته باشند. با این حال، نیازی به آن طرح نشد و جمع‌آوری داده‌ها بدون تغییر پیش رفت.

ترجمه: فرادید