گنج‌ ارزشمندی که در قطب جنوب ماه پنهان شده

غزال زیاری: ماموریت فضایی چاندرایان۳ روز چهارشنبه ۲۳ آگوست با موفقیت انجام شد. آنچه باعث شد تا ماموریت سازمان تحقیقات فضایی هند (IRSO)، تاریخ‌ساز شود این بود که حالا هند بعد از شوروی، آمریکا و چین، چهارمین کشوری لقب گرفت که موفق به فرود موفقیت‌آمیز روی ماه شده و به علاوه، آنها حالا اولین کشوری هستند که موفق شده‌اند تا قطب جنوبی ماه را فتح کنند.

خبر ورود فرودگر هندی‌ها در قمر زمین، در حساب توئیتر IRSO بدین ترتیب اعلام شد:«من به مقصد رسیدم و شما هم همینطور!»

ولی ماموریت IRSO که مستقر کردن یک ماه‌نورد رباتیک برای آغاز کاوش در قطب جنوب ماه است، تنها برنامه در این راستا نیست و در سال ۲۰۲۵، ناسا قصد دارد تا در قالب ماموریت آرتمیس۳ برای اولین بار در پنجاه سال گذشته انسان را به ماه برساند. این سفر شامل فرود اولین زن و اولین فرد رنگین‌پوست بر سطح ماه نیز خواهد بود

قبل از آن نیز قرار است که کاوشگر اکتشافی قطبی سازمان فضایی آمریکا (VIPER) در سال ۲۰۲۴ و در یک ماموریت صد روزه، قطب جنوب ماه را مورد بررسی قرار دهد.

از سوی دیگر چینی‌ها نیز با صنعت فضایی رو به رشد خود، قطب جنوبی ماه را زیر ذره‌بین گرفته‌اند و در نظر دارند تا در سال ۲۰۲۶ یک ماه‌نورد جدید را در ماموریت Chang’e ۷ به قمر زمین بفرستند.

اما سوال اینجاست که چرا همه به قطب جنوبی ماه علاقمند شده‌اند؟ دلیل این موضوع، نکته بسیار جالب توجهی است.

ارزشمندترین چیز در قطب جنوبی ماه

تمایل برای فرود بر روی قطب جنوبی ماه بیشتر به خاطر این است که دانشمندان می‌دانند که این منطقه دارای آب، به شکل یخ است. آب، برای زندگی ضروری است و البته کاربردهای دیگری هم دارد و مثلا می‌تواند در حکم خنک‌کننده تجهیزات عمل کرده و حتی سوخت موشک‌ها را تامین کند. استفاده از آب برای تامین سوخت می‌تواند در ماموریت مرحله‌ای به مریخ، که قرار است روزی از سمت ماه آغاز شود موثر باشد.

این بدان معناست که در حالی که آژانس‌های فضایی به دنبال ثبات در فضا هستند و همچنین به دوره بعدی ماموریت‌های فضایی فکر می‌کنند، توان بهره‌برداری از آب در ماه برای نوشیدن، خنک کردن ماشین‌آلات و حتی تجزیه آن به هیدروژن و اکسیژن برای تامین هوای قابل تنفس و استفاده به عنوان سوخت ارزش بسیار بالایی دارد.

بیشتر بخوانید:

به علاوه، آب روی سطح ماه از نظر علمی بسیار ارزشمند است و می‌توان از آن به عنوان دیتایی برای بررسی فعالیت‌های زمین‌شناسی سطح ماه، از جمله آتشفشان‌های قمری بهره برد و حتی به عنوان ردیابی برای برخورد سیارک‌ها استفاده کرد.

در شرایطی که روی سراسر سطح ماه، آثاری از آب شناسایی شده، اما بخش عمده‌ای از سیگنال‌های وجود یخ در این قمر، از دو قطب آن می‌آید.

در قطب جنوبی ماه، تنها قله‌های مرتفع توسط تابش نور خورشید روشن می‌شوند و دلیل آن هم این است که خورشید به دلیل کج بودن زاویه ماه، همیشه تنها به اطراف افق ماه می‌تابد. مناطق کم ارتفاع سطح ماه، به شکلی دائمی در سایه هستند و از همین رو مناطق دائمی سایه‌دار (PSR) نامیده می‌شوند.

دما در مناطق PSR ممکن است تا ۲۵۰- درجه سانتی‌گراد پائین بیاید و این یعنی دمایی حتی سردتر از سیاره پلوتون. اما از سوی دیگر می‌توان گفت که این مناطق بهترین مکان‌ها برای حفظ آب به شکل یخ هستند.

هر مولکول آب در مناطق PSR ماه، بلافاصله منجمد شده و در بند می‌افتد؛ به این خاطر که دما آنقدر پائین است که امکان تبخیر نخواهد داشت. این تکه‌های یخ روی سطح افتاده و با خاک ماه ترکیب می‌شوند و این پروسه، باعث ایجاد تکه‌های بزرگی از یخ و خاک در سطح جنوبی ماه می‌شود.

رویت اولین نشانه‌ها از آب در سطح ماه

ISRO نقش مهمی در کشف این آب یخ زده در سطح ماه داشت. هندی‌ها در سال ۲۰۰۸ همراه با فضاپیمای چاندارایان ۱ ، یک ابزار علمی معرفی شده توسط ناسا به نام نقشه بردار کانی شناسی ماه (M۳) را به مدار ماه فرستادند که این ابزار، آب یخ زده در دهانه‌های قطب جنوبی ماه را شناسایی کرد.

یک سال بعد و در سال ۲۰۰۹، مدارگرد شناسایی ماه ناسا (LRO) به شکلی عمدی توسط ماهواره “مشاهده و سنجش دهانه ماه” (LCROSS)، با دهانه‌ای تاریک در قطب جنوبی ماه برخورد کرد. این برخورد توده‌ای از گرد و غبار را ایجاد کرد که به دانشمندان این فرصت را داد که یخی که در تاریکی پنهان شده بود را تشخیص دهند.

البته نگرانی‌هایی در این رابطه وجود داشت که مولکول هیدروکسیل (OH) با مولکول آب (H۲O) اشتباه گرفته شده باشد اما این نگرانی در سال ۲۰۲۰ و با بررسی داده‌های تلسکوپ رصدخانه استراتوسفری ناسا برای نجوم فروسرخ (SOFIA) برطرف شد و این تلسکوپ توانست تا وجود آب در قطب جنوب ماه را تائید کند.

دانشمندان با اتکا به داده‌های SOFIA، تخمین زدند که در هر یک متر مکعب از خاک ماه در قطب جنوبی آن، ۰.۳۵۵ لیتر آب وجود دارد.

طبق گفته انجمن سیاره‌ای، با بررسی داده‌های چاندرایان یک و LRO، مشخص شد که در دو قطب ماه بیش از ۶۰۰ میلیون تن یخ وجود دارد که این حجم یخ برای پر کردن حدود ۲۴۰ هزار استخر (با ابعاد استاندارد مسابقات المپیک) کافی خواهد بود و این حداقل میزان یخ موجود در قطب‌های ماه است.

با درنظر داشتن وجود چنین منابع ارزشمندی در قطب‌های ماه، عجیب است که آژانس‌های فضایی تا پیش از فرود چاندارایان ۳، کاوشگرهای فضایی‌شان را به این مناطق نفرستاده بودند و البته این هم دلیل مشخصی دارد.

چرا قطب جنوبی ماه تا حالا دست نخورده مانده بود؟

فرود در نزدیکی قطب جنوبی ماه کار ساده‌ای نیست. یکی از دلایل آن، این است که فرود در آن منطقه تا حدودی با دشواری‌هایی روبروست. قرار گرفتن قطب جنوب ماه در سایه که به حفظ یخ کمک می‌کند، باعث می‌شود که فرود نرم در آن منطقه با سختی‌هایی همراه باشد.

حتی فرود آمدن در بخش‌های پرنورماه هم خطرناک است؛ چرا که یک برخورد ساده و تصادفی با یک تخته سنگ، می‌تواند به سرنگونی فضاپیما و فرودگر و در نتیجه یک فاجعه به تمام معنا برای ماموریت منتهی شود و از همین رو فرود در قطب جنوبی ماه به مراتب ریسکی‌تر نیز خواهد بود.

این خطر با در نظر داشتن این واقعیت که قطب جنوبی ماه، زمین‌های مسطح زیادی برای فرود ندارد (آنچه که در بخش استوایی ماه بیشتر یافت می‌شود)، افزایش نیز می‌یابد. هر دو قطب ماه دارای دهانه‌ها و همچنین مناطق پرشیب و صخره‌ای فراوانی است و در عین حال قطب جنوب ماه از زمین قابل مشاهده هم نیست.

این بدان معناست که دانش و اطلاعات دانشمندان درباره این مناطق، متکی به فضاپیماهایی مثل LRO است که به دور ماه می‌چرخند و اطلاعات دقیقی را در مورد مناطق مختلف ماه گردآوری و ارسال می‌کنند.

هر فضاپیمایی که به قصد فرود در قطب جنوبی ماه ارسال می‌شود، باید قابلیت مقاومت در برابر سرمای شدید این منطقه را داشته باشد و نبود نور خورشید و دمای بسیار سرد این مناطق، دغدغه‌های زیادی را به همراه دارد. دانشمندان این را در نظر دارند که ماه‌نوردی که قرار است در قطب جنوبی ماه به کاوش بپردازد، از نور خورشید بهره‌ای نخواهد برد و در نتیجه نمی‌توان بر انرژی دریافتی از نور خورشید برای کار کردن آن اتکا کرد و در نتیجه باید در آن یک منبع انرژی هسته‌ای به کارگرفته شود.

از سوی دیگر قطب‌های ماه، از دیدرس ساکنان کره زمین خارج هستند و در نتیجه انتقال پیام و کنترل ماموریت در مناطق PSR ماه، چالش بزرگ دیگری است.

در ماموریت‌های آتی، قرار است تا نقشه‌برداری‌های دقیق‌تری از قطب جنوبی ماه انجام شود و به عنوان مثال در ماموریت VIPER ، دانشمندان به دنبال منابعی خواهند بود که توسط فضانوردان در ماموریت آرتمیس مورد استخراج و بهره‌برداری قرار گیرند.

به علاوه مدارگردهای ماه در حال بررسی مناطق قطبی پرخطر برای یافتن مناطق مناسب فرود هستند تا بدین ترتیب بتوانند خطرات فرودهای آتی را به حداقل رسانده و از شکست احتمالی ماموریت‌های آتی جلوگیری کنند.

اما باید مدنظر داشت که دست کم یک کشور توانسته تا با غلبه بر تمام این دغدغه‌ها و مشکلات، رویای فرود بر قطب جنوبی ماه را محقق کند. تنها چند روز قبل از فرود چاندرایان ۳ برروی سطح ماه، روسیه برنامه‌ریزی کرده بود تا پس از ۴۷ سال با Luna۲۵ به سطح ماه بازگردد؛ پروژه‌ای که در روز دهم آگوست آغاز شد ولی در روز ۱۹ آگوست Roscosmos از طریق تلگرام اعلام کرد که ارتباطات با فضاپیمای اعزامی به ماه قطع شده است. در نهایت Luna۲۵ در هنگام آماده‌سازی برای فرود، به سطح ماه برخورد کرد و این ماموریت با شکست مواجه شد.

در صورتی که Luna۲۵ می‌توانست فرود موفقی برسطح ماه داشته باشد، قرار بود تا در خاک قطب جنوبی ماه به دنبال یخ باشد. طبق گفته سیمون باربر، سیاره‌شناس مشهور ، این اتفاق بسیار ناامید کننده‌ای بود که نشان می‌دهد که فرود روی سطح ماه کار آسانی نیست.

منبع: space

۵۸۵۸