ويليام براود
ترجمه: سليمان فرهاديان
اگرچه مريخ ساليان طولاني بشر را شيفته خود ساخته است، به ويژه آناني را كه روياي حيات فرازميني را در سر مي پروراندند، اما در عين حال بارها افرادي را كه جرأت و توان خطر كردن براي ارسال سفينه به چند ميليون كيلومتر دورتر به منظور تلاش براي آگاهي از اسرار اين سياره را داشتند، ناكام گذاشته است. ايالات متحده و روسيه ميليارها دلار صرف ساخت چندين سفينه فضايي كرده اند تا روي سطح اين سياره فرود آيد و يافته هاي خود را به زمين ارسال كند. اما از بين همه اين فضاپيماها فقط سه تاي آنها ـ دو كاوشگر وايكينگ و رهياب مريخ كه به ترتيب در سال هاي ۱۹۶۶ و ۱۹۹۶ پرتاب شدند ـ موفق بودند.
اما امروز براي آنان يك رقيب تازه و مهم پيدا شده است. هدف اين كاوشگر فقط انجام آزمايش هايي در زمينه علوم پايه نيست بلكه مصمم است براي اولين بار طي ربع قرن اخير در جست وجوي نشانه ها و علائم واقعي از حيات فرازميني، قديمي يا جديد، باشد. اين فضاپيماي صفحه مانند كه بيگل۲ (Beagle 2) نام دارد، با صرف هزينه اي اندك از سوي انگلستان ساخته شده است. در ساخت اين فضاپيما سازمان فضايي اروپا نيز همكاري داشته است و نام آن نيز از نام كشتي اي كه داروين براي تكوين تئوري تكامل خود استفاده كرد، اخذ شده است.
وزن اين فضاپيماي بريتانيايي فقط ۵ درصد وزن وايكينگ و حدود هشت درصد وزن رهياب مريخ است. از آنجايي كه اين فضاپيما فاقد دستگاه هاي غيرضروري و حتي سيستم هاي پشتيباني است نمي تواند همانند رهنورد براي اكتشاف به محيط اطراف حركت كند، اما در عين حال به يك بازوي روباتيك مجهز است كه مي تواند در محل مورد نظر به كاوش بپردازد.
دكتر كالين پيلينگر سرپرست پروژه از دانشگاه آزاد ميلتون كينز انگلستان در اين مورد مي گويد: «ما بودجه كافي در اختيار نداشتيم، بنابراين لازم بود كه بيشتر فكر كنيم.»
اگرچه اين كاوشگر كوچك است و هنگامي كه براي سفر در فضا جمع مي شود فقط يك متر پهنا دارد، اما به انواع دستگاه ها مجهز است كه از اين بين مي توان به حسگرها، دوربين هاي مختلف اتاقك هاي آزمايش، ميكروسكوپ، آسياب و بازوي نمونه برداري اشاره كرد. اين بازوي نمونه برداري از لحاظ نظري مي تواند حفره اي به عمق يك و نيم متر در خاك مريخ حفر كند. گذر از سطح هوا ديده اين سياره و دستيابي به اعماق يك اولويت محسوب مي شود زيرا تصور بر اين است كه جو خشن اين سياره (كه باعث رنگ مات آن شده است) مي تواند هرگونه حياتي را نابود كند.
قرار است بيگل ۲ روي يك موشك روسي نصب شود تا در ابتداي ژوئن (اواسط خرداد) به فضا پرتاب شده و در پايان دسامبر (اوايل دي) در مريخ فرود آيد. اگر همه چيز طبق طرح پيش برود اين كاوشگر مي تواند طي شش ماه به اكتشاف خود ادامه دهد و از لحاظ جلب افكار عمومي با دو فضاپيماي آمريكايي كه رهنوردهاي مشابهي هستند و قرار است ژانويه (بهمن) در مريخ فرود آيد رقابت كنند. اين برنامه ها طوري طراحي شده است كه هر سه روبات تقريباً به طور همزمان به مريخ برسند، زيرا در اين فاصله زماني، مريخ و زمين در كوتاه ترين فاصله از يكديگر قرار دارند. اين كاوشگر انگليسي از طرفي باعث اعجاب و تحسين بينندگان مي شود و از طرفي شك آنان را برمي انگيزد، به همين دليل كارشناسان آمريكايي لقب بي باك را براي آن برگزيده اند. آنها مي گويند اين مأموريت بي نهايت مشكل است و با توجه به تجربه كم انگليس در ساخت كاوشگرهاي سياره اي و اكتشاف مريخ احتمال شكست نيز وجود دارد.
دكتر بروس موراي مدير سابق آزمايشگاه پيشرانش جت ناسا و عضو فعلي انستيتو فناوري كاليفرنيا مي گويد: «ما در زمينه مشكلات اين كار تجربه زيادي داريم و مي دانيم مأموريت بيگل با مشكلات بسياري مواجه خواهد شد.» به همين دليل بسياري از متخصصين مي گويند، حتي موفقيت هاي جزيي را در اين زمينه دستاورد بزرگي تلقي مي شود. دكتر جان لانگسدون مدير موسسه سياست هاي فضايي در دانشگاه جورج واشنگتن مي گويد: «اگر آنها بتوانند اين كار را انجام دهند، موفقيت چشمگيري براي آنان محسوب خواهد شد.»
سازمان ملي هوانوردي و فضانوردي آمريكا (ناسا) حدود ۲۳ هزار كارمند دارد. اما انگلستان فاقد سازمان مشابهي است. بنابراين ساخت بيگل مستلزم همياري دانشگاه ها، شركت ها، اتحاديه ها و حتي موسسه بخت آزمايي انگلستان است و همه آنها مركز كنترل ماموريت را در تامين هزينه ها ياري مي دهند. علي رغم آنكه انجام تحقيقات در مريخ بسيار دشوار است، بسيار فريبنده و اغواگر نيز هست، چرا كه محتمل ترين مكان در منظومه شمسي است كه به عنوان مامني براي حيات فرازميني در نظر گرفته مي شود. جاذبه اين سياره با توجهي كه اخيراً به آب هاي جاري، آتشفشان هاي جديد و هسته مذاب آن صورت گرفته، بيشتر شده است و تصور مي شود مريخ از لحاظ زمين شناسي زنده است و مي تواند موجب تكوين حيات شود. سازندگان بيگل مي گويند، هزينه كمي كه براي ساخت در اختيار بوده و عدم تجربه كافي به سود آنها تمام شده است، چرا كه باعث شده آنها مشكلات قديمي را به روش هاي جديد حل كنند. از طرف ديگر آنها تاكيد مي كنند تا جايي كه امكان داشت از پيشگامان خود نيز درس گرفته اند. براي مثال بيگل ۲ مجهز به يك سيستم چتر نجات و كيسه هوا است كه براي فرود در زمين هاي ناهموار طراحي شده است و براي ساخت آن سيستم به كار رفته براي رهياب مريخ تصحيح شده است. دكتر آلن والس مدير تحقيقات فضايي در دانشگاه لايسستر كه يكي از كارشناسان مركز كنترل ماموريت بيگل ۲ است در اين زمينه مي گويد: «ما به هيچ وجه از تجربيات گذشتگان چشم پوشي نكرده ايم.»
انگليس اميدوار است كه اين كاوشگر كوچك نه تنها فسيل هايي در مريخ پيدا كند بلكه بتواند موجودات زنده اي را در سنگ ها و خاك مريخ بيابد.
طي دهه هاي گذشته دانشمندان توانسته اند در اعماق زمين مناطقي بيابند كه پر است از انواع جانداران ميكروبي و در نتيجه اين تئوري به وجود آمد كه ممكن است شرايط مشابهي در مريخ نيز وجود داشته باشد. گذشته از همه اين ها، تصور مي شود اعماق اين سياره گرم و مرطوب است و مي تواند پناهگاه بالقوه اي براي جانداران ميكروبي محسوب شود.
اين ايده در سال ۱۹۹۶ كه ناسا اعلام كرد به نظر مي رسد در شهاب هاي مريخي نوعي فسيل هاي ميكروسكوپي وجود داشته باشد، قوت گرفت. البته اين ايده از آن زمان تاكنون با شك و ترديدهاي بسيار مواجه شده است.
دانشمندان پذيرفته اند كه حتي كشف فقط يك نمونه از ميكروب فرازميني حادثه اي تاريخي خواهد بود چرا كه مي تواند بيانگر نحوه آغاز حيات و نشان دهنده احتمال وجود حيات در ساير مناطق جهان باشد.
فضاپيماي وايكينگ ناسا كه تنها رهنوردي بود كه پيش از اين به جست وجوي آثار حيات پرداخت، نتوانست در نمونه هاي شن جمع آوري شده چيزي بيابد. امروزه دانشمندان بر اين باورند كه جو خشن باعث شده است كه خاك اين سياره عقيم بماند. دانشمندان دانشگاه آزاد كه دكتر پيلينگر مديريت انستيتو تحقيقات علوم سياره اي آن را بر عهده دارد، مدت هاي مديدي به بررسي شهاب سنگ هايي كه گمان مي رود از مريخ منشا گرفته اند، پرداختند تا بتوانند در اين شهاب سنگ ها نشانه هايي از حيات بيابند.
پروژه كاوشگر انگليسي از سال ۱۹۹۶ آغاز شد، در آن زمان موسسه فضايي اروپا از اجراي يك ماموريت براي ساخت مدارگردي به نام مارس اكسپرس خبر داد.
اين مدار گرد اولين تلاش اروپا براي اكتشاف در اين سياره سرخ محسوب مي شد. دكتر پيلينگر بسيار تلاش كرد تا نظر مقامات را جلب كند و يك كاوشگر را كه بتواند در سطح سياره فرود آيد به اين طرح اضافه كنند. سرانجام وي توانست با همكاري دانشگاه آزاد و ساير همكارانش نظر موافق مسئولان را براي شروع كار جلب كند، هر چند كه آنان مجبور شدند قسمت عمده هزينه هاي لازم براي انجام كار را خود تهيه كنند.
دكتر پيلينگر در يك مصاحبه اعلام كرده است كه كل هزينه هاي ساخت اين كاوشگر حدود ۶ ميليون دلار است كه در معيارهاي صنعتي هزينه اي بسيار اندك محسوب مي شود. هر كدام از رهنوردهاي ناسا با احتساب پرواز و عمليات اكتشاف حدود ۴۰ ميليون دلار هزينه در بر دارد.
پيمانكار اصلي بيگل ۲ شركت استريوم (Astrium) است كه يك مجتمع اروپايي با تجربيات فراوان در ساخت ماهواره است اما در زمينه كاوشگرهاي سياره اي از تجربه چنداني برخوردار نيست. با توجه به اندازه كوچك، وزن كم و بودجه ناچيز بيگل ،۲ اين شركت مجبور بود كه در ساخت آن ابتكاراتي از خود به عمل آورد. جيم كلمنت از شركت استريوم كه مهندس ارشد بيگل است مي گويد: «ما تمام قواعد را از نو نوشتيم.» براي مثال، طراحان از جعبه هاي فلزي كه معمولاً براي محافظت از مدارها به كار مي رود صرف نظر كردند. وي مي گويد: «ما با خود گفتيم اين كار چه لزومي دارد؟ پس جعبه اي در كار نيست، فقط مدارها. با اين كار ما توانستيم فقط چند گرم از وزن كاوشگر را كاهش دهيم اما همين مقدار هم مغتنم بود.»
سال گذشته كه آنها سرگرم يافتن راهي براي كاهش وزن كاوشگر بودند، بحراني به وجودآمد. در آزمايشات زميني انجام گرفته چتر نجات كه قرار بود بيگل را آرام بر سطح مريخ فرود آورد كند عمل كرد و باعث شد فضاپيما سريع سقوط كند. در اين آزمايش، كيسه هوا كه قرار بود در هنگام فرود به عنوان بالش عمل كند از كار افتاد.
بعدها چتر جديدي ساخته شد. وزن اين چتر با چتر قبلي برابر بود. اما اندازه بزرگ تري داشت و به همين دليل سرعت سقوط فضاپيما را از ۱۳۰ كيلومتر در ساعت به ۶۰ كيلومتر در ساعت كاهش داد و در نتيجه به كيسه هوا هيچ آسيبي نرسيد.
بيگل ۲ در ماموريتي كه پيش رو دارد، پنج روز پيش از آنكه مارس اكسپرس، فضاپيماي حامل آن، چرخش حول قطب هاي اين سياره را شروع كند از آن جدا مي شود. بعد از آنكه اين كاوشگر وارد جو سياره مريخ شد، از چتر فرود استفاده مي كنند تا در منطقه مسطح و بزرگي كه درست بالاي استواي مريخ قرار دارد و به نظر مي رسد حوضچه اي رسوبي و حاوي آثاري از آب و حيات زمان هاي گذشته است فرود آيد. بيگل ۲ شبيه ساعت جيبي است و زير درپوش آن چهار صفحه خورشيدي قرار دارد كه براي شارژ باتري به كار مي رود. نيمه پاييني آن نيز انباشته از تجهيزات فني است و بازوي روباتي آن نيز داراي دستگاه ها و حسگرهاي متعددي است.
دوربين هاي سه بعدي كه روي اين بازو نصب شده است تصاويري از محل فرود را به زمين ارسال مي كند و محققين مي توانند تصميم بگيرند كدام منطقه براي نمونه برداري حفاري يا اكتشاف مناسب است. در مرحله بعد بازو به سمت منطقه اي كه مناسب تشخيص داده شده است رفته و از يك آسياب براي خرد كردن قطعات موجود در سطح استفاده مي كند. اين بازو به دستگاه هاي مختلفي مجهز است و به اين ترتيب از چند جنبه مختلف مي تواند صخره هاي تازه شكافته شده را مورد بررسي قرار دهد.
اين بازو با استفاده از يك ميكروسكوپ مي تواند روي چيزهايي كه به اندازه يك باكتري هستند، زوم كرده و مشاهده كند حركت مي كنند يا خير. گذشته از اين مورد اين بازو داراي يك طيف سنج موسبائر است كه مي تواند صخره ها را در معرض تابش پرتوهاي گاما قرار دهد و بدين ترتيب تركيب مواد معدني موجود در آن را تشخيص دهد. گذشته از اين يك طيف سنج اشعه X مي تواند برش هايي از صخره را در معرض بمباران پرتوها قرار داده و بدين ترتيب نوع عنصرهاي موجود را مشخص كند. با استفاده از چنين آزمايش هايي مي توان منشاء اين سنگ ها را مشخص كرد. براي مثال مي توان تشخيص داد كه آيا اين سنگ ها رسوبي هستند يا آذرين و آيا در ساختار اين سنگ ها كربن موجود است يا خير. هنگامي كه يك صخره مناسب انتخاب شد، يك ابزار در انتهاي بازو حفره اي چهار ميلي متري در صخره ايجاد و از گرد اين صخره نمونه برداري مي كنند. آزمايشات اصلي براي كشف آثار حيات در بدنه اصلي بيگل انجام مي شود. در اين قسمت بازو نمونه اي از صخره ها را در تجزيه كننده گازي قرار مي دهد كه مجهز به ۱۲ آون است. كربن دي اكسيدي كه در اثر حرارت متصاعد مي شود به قسمت طيف سنج جرمي مي رود و در اين قسمت نسبت اتم هاي كربن ۱۲ به كربن ۱۳ اندازه گيري مي شود.
در زمين موجودات زنده ايزوتوپ هاي سبك تر را ترجيح مي دهند. يعني كربن ۱۲ بر كربن ۱۳ ارجحيت دارد. اميد مي رود موجودات مريخي، زنده يا مرده نيز همين ارجحيت ايزوتوپي را از خود نشان دهند و در عين حال بيگل نيز بتواند اين نشانه حيات را به دقت شناسايي كند.
دكتر هنريش هولند، زمين شيميدان دانشگاه هاروارد در اين زمينه مي گويد: «اين آزمايش مي تواند شاهد مستدلي ارائه دهد اما اثبات كننده وجود حيات نمي تواند باشد.»
ابزار ديگري كه بيگل ۲ از آن براي نمونه برداري و آزمايش هاي نسبت ايزوتوپي استفاده مي كند به موش كور موسوم است. اين وسيله نيز كه در راس بازوي روباتي نصب شده است هم مي تواند به حفاري افقي بپردازد. (براي مثال در زير تخته سنگ هاي بزرگ كه جانداران مختلف در آنجا مي توانند از گزند جو خشن مصون بمانند) هم در خاك و شن به حفاري عمودي بپردازد. يك فنر موش كور را به سمت جلو مي راند و يك قرقره هر وقت كه لازم باشد بازو را به جهت هاي مختلف هدايت مي كند.
دكتر لوتز ريجتر از انستيتو تحقيقات فضايي آلمان كه در ساخت اين موش كور مشاركت داشته است، مي گويد: اين ابزار مي تواند طي چندين مرحله از اعماق مختلف به نمونه برداري بپردازد. در اولين مرحله نمونه برداري از عمق ۱۰ سانتي متر، در دومين مرحله نمونه برداري از عمق يك متري و در مرحله سوم نمونه برداري از عمق يك و نيم متري صورت مي گيرد. از طرف ديگر بيگل ۲ مي تواند از طريق استنشاق هواي موجود در جو مريخ به جست وجوي حيات بپردازد.
در زمين باكتري هاي موجود در برگ گياهاني مثل برنج و بدن جانوراني مثل نشخواركنندگان متان را به عنوان محصول فرعي متابوليسم آزاد مي سازد. متخصصين مي گويند از آنجايي كه جو مريخ بسيار مخرب است متان از طول عمر بسيار كمي برخوردار است، بنابراين اندازه گيري متان در آن جا بيانگر آن خواهد بود كه متان به طور دائم توليد مي شود. طيف سنج جرمي موجود در بيگل كه مي تواند تركيبات مختلف را شناسايي كند، جو مريخ را براي جست وجوي متان مورد آزمايش قرار مي دهد. اين تركيب كه حاوي يك اتم كربن و چهار اتم هيدروژن است نشانه منحصر به فردي براي وجود حيات است.
روش به كار رفته در كاوشگر انگليسي براي پيدا كردن نشانه هاي حيات كاملاً با روش هاي وايكينگ كه بسيار پيچيده بودند اما هيچ گاه اثبات نشد كه از كارآيي لازم برخوردارند، تفاوت دارد.
براي مثال در آزمايشات وايكينگ آب و مواد مغذي به خاك مريخ افزوده مي شد. اين طور گمان مي رفت كه اگر ميكروارگانيسم هايي موجود باشند، مواد مغذي را مصرف كرده و گازهايي توليد مي كنند. در آزمايش هاي صورت گرفته سريعاً گاز اكسيژن توليد مي شد.
اما بررسي هاي دقيق تر نشان داد كه نتايج به دست آمده را به راحتي مي توان با اكسيدكننده هاي موجود در خاك مرطوب و نه وجود گونه هاي زنده توجيه كرد.
دكتر پيلينگر مي گويد: «وايكينگ موفق نبود پس ما از روش هاي ديگر استفاده مي كنيم.» وي مي گويد: «عدم وجود شاهد، شاهدي بر عدم وجود نيست.» پس اگر بيگل ۲ در پيدا كردن آثار حيات شكست خورد، به اين معني نيست كه اين سياره فاقد حيات باشد. دكتر پيلينگر مي گويد: «ما نهايت تلاش خود را مي كنيم. هيچ دانشمندي نمي تواند به شما بگويد اين پايان كار است.
New York Times, 27 May 2003
