این همان سؤالی است که یک مطالعه اخیر که در نشست پاییزی اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا (AGU) 1403 ارائه شده، به دنبال پاسخ به آن است. در این مطالعه، تیمی متشکل از دانشجویان و پژوهشگران، مفهوم مأموریتی به نام TIGRE (بررسی حرارتی مناطق زمینگرمایی انسلادوس) را پیشنهاد دادهاند. این مأموریت شامل یک مدارگرد، یک سطحنشین و یک حفار خواهد بود تا بررسیهای دقیقی از انسلادوس انجام دهد و زمینه را برای مأموریتهای آینده به قمرهای یخی در سراسر منظومه شمسی فراهم کند.
در اینجا، درباره این مأموریت شگفتانگیز با پراهلین کور، دانشآموز سال آخر دبیرستان ریور ولی در یوبا سیتی، کالیفرنیا، و نویسنده اصلی این مطالعه گفتگو کرده است. در این گفتگو، به انگیزه طراحی TIGRE، نحوه بهبود این مأموریت نسبت به یافتههای مأموریت کاسینی ناسا، سایتهای احتمالی فرود در انسلادوس، تأثیر TIGRE بر مأموریتهای آینده به قمرهای یخی، مراحل بعدی برای تحقق TIGRE و همچنین احتمال وجود حیات در انسلادوس پرداخته شده است. بنابراین، انگیزه طراحی TIGRE چه بوده است؟
کور در پاسخ به این سؤال میگوید:
“مأموریت TIGRE در طول مشارکت ما در برنامه افزایش STEM ناسا در علوم زمین (SEES) با همکاری مرکز تحقیقات فضایی دانشگاه تگزاس در آستین شکل گرفت. به عنوان بخشی از کارآموزی خود، تیم ما وظیفه داشت یک مأموریت فضایی در منظومه شمسی طراحی کند که مطابق با برخی معیارهای تعیینشده باشد. مأموریت طراحیشده باید با فعالیتهای جاری ناسا همسو میبود، اما نباید با مأموریتهای فعالی مانند Europa Clipper تداخل میداشت. همچنین، انتخاب انسلادوس به عنوان هدف مأموریت و اهداف ما در این زمینه، باید با اولویتهای تعیینشده در بررسی دهساله علمی (Decadal Survey) که مأموریتها و اولویتهای سازمانهای فضایی را مشخص میکند، همخوانی میداشت. در نهایت، انگیزه ما کاوش در جرمی آسمانی بود که ممکن است نشانههایی از حیات را در خود داشته باشد.”
نگاهی عمیق به ارتقای یافتههای کاسینی
مفهوم مأموریت TIGRE بیش از هفت سال پس از پایان مأموریت کاسینی-هویگنس ارائه شده است. این مأموریت در سال ۱۳۹۵ با یک سقوط کنترلشده در جو زحل به پایان رسید. در طی بیش از ۱۳ سال فعالیت، کاسینی به کاوش عمیق زحل و قمرهای متعدد آن از جمله تیتان، میماس، اطلس، دافنیس، پاندورا، یاپتوس، رئا، دیونه، پان، هایپریون و انسلادوس پرداخت.
از میان این قمرها، تنها تیتان و انسلادوس شرایط بالقوهای برای حیات را نشان دادهاند. تیتان دارای جو متراکمی است و دریاچههایی از متان و اتان مایع دارد، در حالی که انسلادوس یک اقیانوس زیرسطحی عظیم را در خود جای داده است که از شکافهای بزرگی در قطب جنوب آن، که به نام “نوارهای ببر” شناخته میشوند، فوارههایی از آب مایع را به فضا پرتاب میکند. کاسینی در طول مأموریت خود این فوارهها را شناسایی کرد و دو بار از میان آنها عبور کرد. طی این بررسیها، مولکولهای آب، دیاکسید کربن و ترکیبات آلی گوناگونی، از جمله مواد هیدروکربنی با تراکمی ۲۰ برابر بیشتر از حد انتظار، کشف شد.
کور در مقایسه مأموریت TIGRE با کاسینی میگوید:
“هرچند پرواز کاسینی فوقالعاده بود و اطلاعات ارزشمندی را در اختیار ما گذاشت، اما TIGRE قصد دارد نگاه بسیار دقیقتری به رازهای انسلادوس داشته باشد. از آنجا که TIGRE مستقیماً روی سطح انسلادوس فرود خواهد آمد، قادر خواهد بود به اطلاعاتی دست یابد که کاسینی تنها بهصورت غیرمستقیم به آنها اشاره کرده است. کاسینی قبلاً مولکولهای آلی موجود در اقیانوس انسلادوس را شناسایی کرده است، اما ما قصد داریم سایر عواملی را که ممکن است امکان حیات را فراهم کنند، بررسی کنیم. برنامه ما شامل شناسایی مناطق بالقوه قابلسکونت، تحلیل نمونهها برای یافتن نشانههای زیستی و استفاده از یافتهها برای مأموریتهای آینده است. همچنین، مأموریت TIGRE از یک سیستم حفاری استفاده خواهد کرد که به اقیانوس زیرسطحی میرسد و نمونههایی از آب را برای بررسی عناصری مانند CHONPS (کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، فسفر و گوگرد) جمعآوری خواهد کرد.”
انتخاب محل فرود: نکات کلیدی برای امنیت و موفقیت پرواز
“نوارهای ببر” شامل چهار ویژگی اصلی هستند که بهطور رسمی به نامهای دمشق، بغداد، قاهره و اسکندریه نامگذاری شدهاند. ضخامت یخ در این منطقه تقریباً ۵ کیلومتر تخمین زده شده است. از آنجا که یکی از اهداف اصلی TIGRE حفاری در این منطقه برای دستیابی به اقیانوس زیرسطحی و بررسی نشانههای حیات است، تیم مأموریت “نوارهای ببر” را بهعنوان محل احتمالی فرود انتخاب کرده است.
تیم مأموریت چندین معیار را برای انتخاب محل فرود تعیین کرده است:
- فرود در سطحی نسبتاً صاف برای جلوگیری از آسیب به سطحنشین
- نزدیکی به یک فواره آب، اما نه در مرکز آن، تا از آسیب ناشی از فعالیتهای آن جلوگیری شود
- انتخاب منطقهای با ارتفاع کم تا مسافت حفاری به حداقل برسد
در نهایت، محل نزدیک نوار بغداد انتخاب شد که ۶.۴ کیلومتر از یک فواره فاصله داشته و در ارتفاع ۴۵۰ متری سطح قرار دارد.
گسترش دانش درباره قمرهای یخی: اکتشافات و آینده پژوهی
علاوه بر انسلادوس، قمرهای یخی دیگری نیز در منظومه شمسی وجود دارند که ممکن است میزبان حیات باشند، از جمله:
- اروپا و گانیمد (قمرهای مشتری) که شواهدی از اقیانوسهای زیرسطحی دارند.
- کوتوله سیاره سرس در کمربند سیارکی که شواهدی از آتشفشانهای یخی را نشان داده است.
- تریتون (قمر نپتون) که توسط ویجر ۲ مشاهده شد و دارای فوارههای فعال است.
کور درباره تأثیر TIGRE در اکتشافات آینده میگوید:
“این مأموریت به پیشرفت فناوریهای سنجش از راه دور، مدارگردی، فرود و حفاری حرارتی کمک خواهد کرد و معیاری برای کاوشهای آینده خواهد بود. TIGRE شامل سه بخش اصلی است: مدارگرد، سطحنشین و حفار. این طراحی نهتنها برای انسلادوس، بلکه برای سایر سطوح یخی، از جمله زمین (مانند قطب جنوب) و دیگر قمرهای یخی نیز قابلاستفاده است. دادههای جمعآوریشده میتواند درک ما از محیطهای قابلسکونت در منظومه شمسی را گسترش دهد.”
آیا انسلادوس میزبان حیات است؟
کور درباره احتمال وجود حیات در انسلادوس میگوید:
“انسلادوس دارای ترکیبات و انرژی موردنیاز برای حیات است. در اعماق اقیانوس آن ممکن است زندگی وجود داشته باشد، اما نمیتوان با قطعیت گفت. اگر زندگیای وجود داشته باشد، احتمالاً به آرکیها (Archaea) شباهت دارد، یعنی میکروارگانیسمهای تکسلولی که میتوانند در شرایط سخت مانند سرمای شدید و تشعشعات بالا زنده بمانند.”
آیا TIGRE میتواند در سالهای آینده اطلاعات جدیدی درباره انسلادوس و سایر قمرهای یخی ارائه دهد؟ تنها زمان مشخص خواهد کرد، اما به همین دلیل است که به علم نیاز داریم!
