ماموریت جدید به پلوتو: اکتشاف راز اقیانوس پنهان، اگه “ملکه جهان زیرزمینی” اجازه پرواز بگیره!

حتماً شنیدی که فضاپیمای نیو هورایزنز (New Horizons) ناسا تو سال ۲۰۱۵ از کنار پلوتو رد شد و کلی عکس و اطلاعات جالب از این سیاره کوتوله جمع کرد. همین اطلاعات باعث شد دانشمندها هنوز سر کلی از رمز و رازهای پلوتو بحث و تحقیق کنن و هی براشون سوال پیش بیاد.

تازه‌ترین حرف و حدیث‌ها سر یه ماموریت دنباله‌دار به اسم “پرسفون”ه (Persephone)، که قراره از راز اقیانوس زیرزمینیِ احتمالی پلوتو سر در بیاره. پرسفون تو اسطوره‌های یونانی، همسر پلوتو (خدای دنیای زیرزمینی) هست و جالب اینجاست که تیم ماموریت عمدتاً خانوم‌ها رو تو پست‌های کلیدی داره و اسم برازنده‌ای براش انتخاب کردن.

چی شد که همه به فکر بررسی اقیانوس افتادن؟
قبل از نیو هورایزنز، کسی باور نمی‌کرد زیر سطح یخ‌زده پلوتو، آب مایع باشه. ولی وقتی تصاویر سطح صاف و نسبتاً کم‌گودال پلوتو رو دیدن، یه درصد احتمال به وجود اقیانوس دادن! البته، برای اینکه چنین اقیانوسی بعد از ۴.۵ میلیارد سال هنوز مایع بمونه، باید دلیل قانع‌کننده‌ای (مثل ترکیبات خاص غیرآبی که نقطه انجماد رو پایین میارن یا یه ماهِ غول‌پیکر مثل چارون که با گرانشش پلوتو رو گرم نگه داره) براش پیدا کنن.

چارون (Charon) ماهِ اصلی پلوتوه که خودش تقریباً نصف پلوتو وزن داره. اصطلاحاً به این حالت “سیاره دوتایی” می‌گن، یعنی دو جسم تقریباً هم‌اندازه دور هم می‌چرخن (البته رسماً هیچ‌کدوم سیاره حساب نمی‌شن، چون شرایط لازم رو ندارن).

ماموریت پرسفون چی قراره انجام بده؟
برخلاف نیو هورایزنز که چند ساعت بیشتر وقت نداشت و فقط سریع از کنار پلوتو گذشت، پرسفون حسابی جا خوش می‌کنه و حدود سه سال از نزدیک دور پلوتو می‌چرخه. هر نوع دستگاه و دوربین و ابزار علمی که فکرش رو بکنی می‌بره: یازده تا ابزار که بر پایه ماموریت‌های قبلی ارتقا داده شدن.
یکی از کارای باحال پرسفون اینه که می‌خواد شکل پلوتو رو دقیق بررسی کنه تا نشونی از “برآمدگی باستانی”، یا حالتی مثل “شکم آبجو” رو پیدا کنه. (وقتی سیاره‌ای بخش مایعی داشته باشه، گرانش باعث می‌شه یه برآمدگی خاص درش ثبت بشه که حتی اگه یخ بزنه، اون اثر باقی می‌مونه.)

پرسفون همینطور سطح و ساختار پلوتو و چارون رو با دقت بررسی می‌کنه. مثلاً بررسی می‌کنه لایه یخ داخلی‌شون چقدر ضخیمه و جنسشون چیه. دوربین‌های ماموریت هم قراره از کل سطح پلوتو، حتی نیمه تاریکش که نیو هورایزنز ندید، عکس و نقشه‌برداری کنن. با این اطلاعات نه تنها دنبال نشونه‌های فعالیت داخلی و حرارت می‌گردن، بلکه بررسی می‌کنن چه تغییری از سال ۲۰۱۵ ایجاد شده و کلاً الان پلوتو داره چه کار می‌کنه!

یه مثال: تو منطقه تارتاروس دورسا (Tartarus Dorsa)، پر از تیغه‌های عجیب یخ متانیه. متان یه جور گاز معروفه که معمولاً به صورت مایع یا گاز تو زمین دیده می‌شه، اما اینجا مستقیم از جامد به گاز تبدیل می‌شه (به این فرایند می‌گن تصعید). دانشمندها هنوز مطمئن نیستن دقیقاً چطور این تیغه‌ها ساخته شدن.

چارون هم یه کوهستان یخی عجیب داره که تو یه حوضچه یخی گرفتار شده، موضوعی که رو سطح هیچ ماه یخ‌زده دیگه‌ای دیده نشده. خلاصه اینکه کل سطح پلوتو و چارون پر از یخ‌های عجیب‌غریبه که پرسفون می‌خواد رازهاشون رو کشف کنه.

از اون طرف، پلوتو یه جو خیلی رقیق هم داره که تو سال ۱۹۸۸ کشف شد، اما ترکیبش تا مدت‌ها مبهم بود. جالب اینجاست که پلوتو داره کم‌کم بخشی از جوش رو به سمت چارون از دست می‌ده و باعث می‌شه قطب چارون یکم قرمز بشه! پرسفون این بار با ابزار جرمی-طیفی (Mass Spectrometry یعنی دستگاهی که ذرات و گازها رو به‌دقت می‌شماره و آنالیز می‌کنه) دقیقاً قراره ترکیب جو رو مشخص کنه.

وضعیت قمرهای کوچک‌تر چی می‌شه؟
پرسفون علاوه بر چارون، چهار تا قمر دیگه پلوتو رو هم تحت نظر می‌گیره: نیکس (Nix)، هایدرا (Hydra)، کربروس (Kerberos) و استیکس (Styx). نیو هورایزنز رو این قمرها ردپای یخ آب و آمونیاک (آمونیاک اون مایع تند و تیز معروف که تو شوینده‌ها می‌ریزن) پیدا کرده بود. حالا پرسفون قصد داره ترکیب دقیق و سطح هر کدوم رو با اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر بفهمه.

چالش‌های بزرگ ماموریت
برنامه سفر به پلوتو شوخی‌بردار نیست! بعد از نیو هورایزنز، پنجره مناسب پرتاب طوری تغییر کرده که سفر جدید حدود ۲۷.۵ سال فقط تو راهه! تازه اونجا به مدت سه سال یا حتی بیشتر باید دور پلوتو بچرخه. برای اینکه سفینه سالم بمونه وگرم بشه، از باتری ویژه هسته‌ای به اسم RTG استفاده می‌کنن (یعنی از پوسیدگی مواد رادیواکتیو به جای برق خورشیدی برای برق‌رسانی و گرما). پرسفون به پنج تا از این باتری‌ها نیاز داره، در حالی که منابع پلوتونیوم (ماده رادیواکتیو اصلی) خیلی کمه و گرون؛ هر سال فقط ۱.۵ کیلوگرم تولید می‌کنن، ولی هر RTG حدود ۴.۸ کیلو لازم داره!

کل هزینه تخمینی ماموریت چیزی حدود ۳ میلیارد دلار تخمین زده شده. تازه، اگه بعد از اتمام کار پلوتو، یسری ابزارها و سوخت اضافه بمونه، ممکنه سفینه رو بفرستن بازدید یکی دیگه از اجرام کمربند کوییپر (Kuiper Belt یعنی منطقه‌ای فراتر از نپتون که پر از سیاره کوتوله و تیکه‌سنگ فضاییه؛ آرکوت هم یکی از همین اجرام بود که نیو هورایزنز بعد از پلوتو سراغش رفت).

جالبه بدونی چنین ماموریت طولانی، سه نسل دانشمند و مهندس رو درگیر خودش می‌کنه! یعنی وقتی ماموریت تموم بشه، خیلی از بچه‌هایی که الان رو این پروژه کار می‌کنن، دیگه بازنشسته شدن و نسل بعد جاشون رو گرفته.

پنجره پرتاب پرسفون از سال ۲۰۲۹ تا ۲۰۳۲ هست و بعدش طبق مدار مشتری، تا یک دهه شانس پرتاب دیگه‌ای نیست.

در نهایت، ممکنه اجرای پرسفون فعلاً به خاطر همین کمبود منابع و مسائل فنی به تعویق بیفته، ولی همین فرایند طراحی ماموریت الهام‌بخش حسابی واسه پروژه‌های آینده شده و بخش‌هایی ازش رو حتی می‌شه تو ماموریت‌های دیگه به کار برد. خلاصه، اگه عاشق فضا، دنیاهای یخ‌زده و اقیانوس مخفی زیر یخ هستی، داستان پلوتو و پرسفون رو دنبال کن، چون احتمالاً کلی شگفتی جدی در راهه!

منبع: +