بیگ بنگ: فضانوردان آمریکایی در سال ۲۰۲۴ برای اولین‌بار قدم بر ناحیه‌ای نزدیک قطب جنوب ماه خواهند گذاشت: سرزمینی که با کران نور و تاریکی و آب منجمد می‌تواند سوخت اقامتگاه آرتمیس ناسا را فراهم کند و رؤیای ناسا را برای کاوش اعماق فضا تحقق بخشد.

به گزارش بیگ بنگ، دانشمندان و مهندسین به ناسا کمک می‌کنند تا محل دقیق ساخت اقامتگاه آرتمیس را تعیین کند. در میان عواملی که ناسا برای انتخاب مکان دقیق اقامتگاه آرتمیس باید در نظر بگیرد، دو ویژگی کلیدی از اهمیت زیادی برخوردارند: اقامتگاه باید تقریباً به‌طور مداوم با نور خورشید گرم شود تا ضمن فراهم شدن انرژی مورد نیاز اقامتگاه، از شدت نوسانات دمایی نیز کاسته شود. لذا باید دسترسی اقامتگاه به مناطق کاملاً تاریک که آب منجمد را در خود ذخیره کرده‌اند، آسان باشد.

در حالی که قطب جنوب ماه مناطق نورانی مناسبی دارد، اما برخی از این نواحی نسبت به سایر نواحی نور کمتر یا بیشتری را دریافت می‌کنند. دانشمندان دریافتند که در برخی نواحی مرتفع‌تر، نظیر دیوارۀ حفره‌های ماه، فضانوردان دوره‌های روشنایی طولانی‌تری را تجربه می‌کنند. اما کف برخی از گودال‌های عمیق ماه دائماً در تاریکی بسر می‌برند، از این‌رو وقتی نور خورشید در قطب جنوب ماه با چنین زاویه‌ی مایلی می‌تابد فقط می‌تواند دیواره‌ی حفره‌ها را روشن کند.

این شرایط نوری بی‌نظیر در اثر کج بودن محور چرخش ماه و توپوگرافی ناحیه قطب جنوب ماه ایجاد می‌شود. برخلاف انحراف ۵/۲۳ درجه‌ای محور زمین، محور چرخش ماه فقط 1.5 درجه انحراف دارد. درنتیجه، بر خلاف زمین، هیچکدام از نیمکره‌‌های ماه در طول سال چندان رو به خورشید قرار نمی‌گیرند یا از آن دور نمی‌شوند. این پدیده روی زمین منجر به پیدایش فصول آفتابی‌تر و تاریک‌تر می‌شود. وانگهی این پدیده نشان می‌دهد که ارتفاع خورشید در آسمان در نواحی قطبی ماه در طول روز تغییر محسوسی نمی‌کند. هرگاه فردی در هرموقع از سال در ساعات روشنایی روز بالای تپه‌ای نزدیک قطب جنوب ماه بیاستد، خورشید را می‌بیند که در امتداد افق حرکت می‌کند و نور خورشید مانند چراغ‌قوه‌ای که به صورت افقی روی میز قرار گرفته است سطح زمین را روشن می‌کند.

“ویلیام برنت گری”، زمین‌شناس مرکز فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت مریلند گفت: «آنجا روی سطح ماه عوارض چشمگیری وجود دارد». گری با همکاری مهندسین روی شبیه‌سازی سفر به قطب جنوب ماه کار می‌کند تا فضانوردان، دانشمندان و طراحان مشتاق مأموریت آرتمیس درحالی که برای بازگشت دوبارۀ انسان به ماه تلاش می‌کنند با محیط بیگانه‌ی آن ناحیه نیز آشنا شوند.

علاوه بر اینکه محل تأسیس اقامتگاه آرتمیس باید از روشنایی زیادی برخوردار باشد، فضانوردان نیز باید بتوانند به‌آسانی با طی مسافتی اندک قدم به حفره‌های همیشه تاریک ماه بگذارند. دانشمندان انتظار دارند که این «حفره‌های در سایه» مقادیر زیادی آب منجمد را در خود ذخیره کرده باشند و بنابراین کاوشگران می‌توانند از آن برای پشتیبانی از حیات استفاده کنند. دانیل پی. موریارتی، دانشمند علوم سیّاره‌ای در گودارد ناسا و عضو گروه طراحی و آنالیز ناحیه‌ی قطب جنوب در ناسا عنوان کرد: «یک ایده این است که اقامتگاه را در ناحیه‌ی روشن بنا کنیم و برای استخراج آب منجمد، داخل این حفره‌ها را که فوق‌العاده سردند کاوش کنیم». دما در برخی از سردترین حفره‌های ماه می‌تواند تا حدود ۲۳۵- درجه سلسیوس افت کند.

ویدئوی بالا شبیه‌سازی سفر به قطب جنوب ماه را نشان می‌دهد که توسط مهندسین ناسا طراحی شده تا فضانوردان، دانشمندان و طراحان مشتاق مأموریت آرتمیس در حالی که برای بازگشت دوبارۀ انسان به ماه تلاش می‌کنند با محیط بیگانه‌ی آن ناحیه نیز آشنا شوند.

طرح‌های مقدماتی شامل فرود فضاپیما در بخش نسبتاً هموار لبه یا دیواره‌ی حفره‌ای است که از روشنایی مناسبی برخوردار باشد. موریارتی عنوان کرد: «شما می‌خواهید در هموارترین ناحیه‌ی ممکن فرود بیایید چون دوست ندارید که فضاپیمایتان واژگون شود.»

محل فرود در بهترین حالت باید از سایر تجهیزات اقامتگاه، نظیر محفظه‌ی زیستی یا پنل‌های خورشیدی دست‌کم حدود یک کیلومتر فاصله داشته باشد. لذا محل فرود باید در ارتفاع متفاوتی باشد تا گرد و غبار حاصل از فرود فضاپیما به تجهیزات اقامتگاه یا محل‌های کاوش علمی آسیب نزند. برخی از دانشمندان تخمین زده‌اند که وقتی فضاپیما موتورهای خود را برای فرودی آرام به کار می‌اندازد، احتمالاً می‌تواند صدها کیلوگرم خاک، آب و گازهای دیگر را تا کیلومترها آنسوتر پخش و پلا کند.

“روتان لوئیس”، مهندس بیومکانیک و صنایع، معمار و رهبر گروه طراحی و آنالیز ناحیه‌ی قطب جنوب در ناسا عنوان کرد: «شما تمایل دارید از عوارض سطحی ماه، نظیر تپه‌ها نهایت استفاده را ببرید چون این عوارض می‌توانند مانند یک سد عمل کرده و تأثیر این آلودگی‌ها را به حداقل برسانند. بنابراین ما در طراحی محل فرود فضاپیما فواصل، بلندی‌ها و شیب‌ها را مد نظر قرار می‌دهیم.»

نواحی اطراف محل فرود فضاپیما و اقامتگاه در سطح ماه تا حد امکان باید برای دانشمندان دست‌نخورده باقی بمانند. برای نمونه، از میان مشخصه‌های جذاب قطب جنوب ماه، محل قرار گرفتن آن جالب توجه است چون درست بین سمت رو به زمینِ ماه (طرف نزدیک ماه) و سمتی قرار گرفته است که ما هرگز نمی‌توانیم آن را از زمین ببینیم و به آن «طرفِ دور ماه» می‌گویند. این دو نیمکره از نظر ساختار داخلی، تفاوت‌های زیادی دارند چون طرفِ دور ماه حفره‌های بیشتری دارد و پوسته‌ی آن نسبت به پوسته‌ی طرف نزدیک ماه ضخیم‌تر است. دانشمندان هنوز نمی‌دانند که چرا ناهمواری‌های دو طرف ماه با هم تفاوت دارند.

اقامتگاه آرتمیس باید در سمت رو به زمینِ ماه بنا شود تا مهندسین به‌ آسانی بتوانند برای برقراری ارتباط با فضانوردانی که در سطح ماه مشغول کاوش‌اند از امواج رادیویی استفاده کنند. اما دانشمندان انتظار دارند میلیاردها سال بمباران سطح ماه با شهاب سنگ‌ها، سرانجام خاک و سنگ هر نیمکره را در نیمکرۀ دیگر پخش و پلا کرده باشد، بنابراین ممکن است فضانوردان بتوانند از اقامتگاه خود در طرف نزدیک ماه نمونه‌های طرف دور ماه را جمع‌آوری کنند.

ترجمه: محمد نوده فراهانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: scitechdaily.com