گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
در حالی که مأموریت آرتمیس مسیر بازگشت فضانوردان به ماه را هموار میکند، ناسا آن را نقطه شروعی برای جهشی بزرگ در علم نجوم میداند.
مأموریت آرتمیس ۲ تنها نقطه آغاز طرحی بسیار بزرگتر در ناسا محسوب میشود که شامل مجموعهای از مأموریتهای سرنشیندار و رباتیک به ماه است و هر یک میتواند تجهیزات پیشرفته علمی را برای انجام پژوهشهای نوآورانه به همراه ببرد. این چرخه مستمر کاوش، فرصتهای تازهای در اختیار دانشمندان قرار میدهد تا منشأ ماه، تاریخ زمینشناختی و منابع پنهانی آن را با دقت بیسابقهای مطالعه کنند.
اما اهمیت ماه فراتر از یک مقصد اکتشافی است و این جرم آسمانی با سطحی آرام، بدون جو و دور از آلودگیهای الکترومغناطیسی زمین، به سکویی ایدهآل برای انجام بلندپروازانهترین رصدهای کیهانی تبدیل میشود. برای ستارهشناسانی که با محدودیتهای مالی و فنی مأموریتهای زمینی روبهرو هستند، استقرار ابزارهای رصدی در ماه فرصتی بینظیر فراهم میکند.
بر اساس آخرین اخبار نجوم، سری مأموریت آرتمیس نهتنها مسیر بازگشت انسان به ماه را هموار میکنند، بلکه آینده علم نجوم را نیز متحول ساخته و مرزهای شناخت بشر را گسترش میدهند.
مأموریت آرتمیس؛ نقطه عطفی در مسیر تحقق رصدخانه ماه
در سالهایی که ایده ساخت تلسکوپ رادیویی روی سطح ماه هنوز یک رؤیای دوردست و غیرعملی به نظر میرسید، آنژه اسلوسار، فیزیکدان برجسته آزمایشگاه ملی بروکهیون بارها طرحی را در ذهن خود بالا و پایین کرده بود: یک رصدخانه رادیویی در دورترین و ساکتترین نقطهای که میشناسیم، یعنی سمت پنهان ماه. او از همان سالهای جوانی شیفته این ایده بود، اما واقعیتهای عملی مثل هزینههای نجومی، نبود زیرساخت، تغییر اولویتهای علمی و بیمیلی نهادهای فضایی به بازگشت به ماه پس از مأموریتهای آپولو باعث شده بود این رؤیا بیشتر شبیه یک خیال علمی باشد تا پروژهای قابل اجرا.
جهان علمی آن دوران، ماه را تقریباً سرزمین کشفشدهای میدانست که جذابیت علمی بزرگ خود را از دست داده و نمیتواند سرمایهگذاری عظیم را توجیه کند. برای همین اسلوسار مثل بسیاری از دانشمندان دیگر، ایده خود را در گوشهای نگه داشت و فقط گاهی با خودش فکر میکرد که شاید روزی شرایط تغییر کند.
این روز اما به شکل کاملاً غیرمنتظرهای فرا رسید. در سالهای نخست برنامههای جدید آمریکا برای بازگشت به ماه، ناگهان ایمیلی در صندوق ورودی اسلوسار ظاهر شد که تمام مسیر حرفهای او را دگرگون کرد. مدیر یکی از برنامههای وزارت انرژی آمریکا از او پرسیده بود که آیا هنوز ساخت تلسکوپ رادیویی روی سمت پنهان ماه ممکن است و اگر بله، آیا خود او مایل است هدایت چنین پروژهای را برعهده بگیرد.
اسلوسار ابتدا تصور کرد شاید این یک پرسش مقدماتی باشد، اما خیلی زود فهمید که موضوع کاملاً جدی است. برخلاف روال معمول که برای دریافت بودجه علمی نیاز به سالها رقابت، نوشتن پروپوزالهای پیچیده، داوریهای متعدد و انتظارهای طولانی وجود دارد، این بار همه چیز با سرعت و سادگی غیرقابلباوری پیش میرفت.
چند روز بعد، بدون هیچگونه پیچیدگی مرسوم، بودجه پروژه مستقیماً در اختیار او قرار گرفت. همین اتفاق باعث شد او با لبخند بگوید: «این واقعاً آسانترین تصمیم حرفهای من بود.» او بیدرنگ پیشنهاد را پذیرفت؛ زیرا چیزی که سالها منتظرش بود بالاخره به شکل پیشبینینشدهای امکانپذیر شده بود. اکنون مأموریت آرتمیس ناسا ادامه همین راه است و میتواند مرزهای شناخت بشر از کیهان و جهان هستی را بیش از پیش گسترش دهد.
- نقشه راه جدید ناسا پس از موفقیت آرتمیس ۲؛ زمان دقیق بازگشت انسان به سطح ماه
- رکوردهای تاریخی مأموریت آرتمیس ۲ که توجه جهان را جلب کرده است
- کشف جدید مأموریت آرتمیس 2: رنگ نیمه پنهان ماه خاکستری نیست
چرا سمت پنهان ماه منحصربهفرد است؟
اسلوسار میدانست سمت پنهان ماه یک آزمایشگاه طبیعی بینظیر برای اخترفیزیک رادیویی است. در زمین، رصد امواج رادیویی کمفرکانس تقریباً غیرممکن است. جو زمین، بهویژه لایه یونوسفر با برخورد نور خورشید یونیزه میشود و مانند آینهای غولپیکر عمل میکند که امواج رادیویی با فرکانس پایین را بازتاب میدهد و این همان محدودهای است که برای مطالعه آغازینترین دورانهای کیهان حیاتی است.
فرکانسهای پایین که حامل اطلاعات مهمی درباره ماده اولیه جهان هستند هرگز به سطح زمین نمیرسند و تلسکوپهای زمینی از ابتدا در برابر آنها نابینا هستند. حتی در مدار هم مشکل کاملاً حل نمیشود؛ زیرا حساسیت موردنیاز برای آشکارسازی سیگنالهای بسیار ضعیف کیهانی آنقدر زیاد است که کوچکترین مقدار نویز رادیویی زمین، ماهوارهها یا حتی فعالیتهای انسانی روی زمین میتواند دادهها را خراب کند.
اما سمت پنهان ماه داستانی کاملاً متفاوت دارد. چون ماه در حالت قفل گرانشی با زمین قرار دارد، همیشه یک نیمه آن به سوی ما است و نیمه دیگر همیشه پشت به زمین قرار میگیرد. این منطقه نه تنها هیچکدام از نویزهای رادیویی زمین را دریافت نمیکند، بلکه در زمانهای خاصی از شب قمری، حتی خورشید نیز در زاویهای قرار میگیرد که کمترین میزان تداخل را ایجاد میکند.
همین ویژگی باعث شد در جریان پرواز آزمایشی ماموریت آرتمیس ۲، زمانی که فضاپیمای اوراین پشت ماه قرار گرفت ارتباط آن با مرکز کنترل هوستون برای حدود ۴۰ دقیقه کاملاً قطع شود. این دقیقاً همان سکوتی است که دانشمندان بزرگ ناسا مثل اسلوسار آرزویش را دارند؛ سکوتی که در هیچ نقطه دیگری از منظومه شمسی یافت نمیشود.
دریچهای به عصر تاریک کیهان
این سکوت طبیعی امکان مطالعه یکی از مرموزترین دورههای تاریخ کیهان را فراهم میکند و آن چیزی نیست جز عصر تاریک. پس از مهبانگ و در زمانی نزدیک به ۳۸۰ هزار سال بعد، جهان آنقدر سرد شد که نور توانست آزادانه حرکت کند و آنچه ما امروز به عنوان تابش زمینه کیهانی میشناسیم، منتشر شد.
این تصویر اطلاعاتی ارزشمند از جهان اولیه به ما میدهد، اما بلافاصله پس از آن وارد دورهای طولانی میشویم که صدها میلیون سال تاریکی مطلق در پی دارد و در آن هنوز ستارهها و کهکشانها شکل نگرفته بودند. این دوره فقط از هیدروژن خنثی سرد تشکیل شده بود و تقریباً هیچ نوری در آن تولید نمیشد. تنها سرنخ از آن دوران، امواج بسیار ضعیف ۲۱ سانتیمتری است که از چرخش اسپینی اتمهای هیدروژن منتشر میشود؛ سیگنالهایی که روی زمین تقریباً غیرقابل کشف هستند.
برای همین است که اسلوسار و بسیاری از دانشمندان معتقدند تنها راه واقعی مطالعه عصر تاریک، قرار دادن یک آنتن رادیویی در سمت پنهان ماه است. این کار میتواند برای نخستین بار نقشهای کامل و بدون نویز از این دوره ناشناخته ارائه دهد و به ما بگوید چگونه ماده سرد اولیه به نخستین منابع نور، نخستین ستارهها و نخستین کهکشانها تبدیل شد.
آغاز پروژه LuSEE-Night و نقش ناسا
با فراهم شدن بودجه و عزم نگهداشتهنشده اسلوسار، پروژهای جدید شکل گرفت و LuSEE-Night، مخفف «آزمایش الکترومغناطیس سطح ماه در شب» نام گرفت. او اکنون هدایت مشارکت وزارت انرژی آمریکا در این طرح مشترک با ناسا را برعهده دارد. قرار است این پروژه در دسامبر ۲۰۲۶ توسط ماهنشین بلو گوست متعلق به شرکت فایرفلای اسپیس به سمت پنهان ماه ارسال شود.
این مأموریت بخشی از برنامه CLPS ناسا است، برنامهای که با واگذاری حمل بارهای علمی به شرکتهای خصوصی و با همراهی مأموریت آرتمیس مسیر رسیدن آزمایشهای پیشرفته به سطح ماه را سریعتر و کمهزینهتر میکند. این همکاریهای تازه میان صنعت خصوصی، ناسا و وزارت انرژی همان چیزی است که رؤیای قدیمی اسلوسار را از گوشه ذهن به صفحه اول مأموریتهای علمی آمریکا آورده است. با این حال بزرگترین چالش پیشروی LuSEE-Night پس از فرود بر سطح ماه، گذراندن شب سرد قمری است که حدود ۱۴ روز زمینی طول میکشد.
- ثبت رکورد دورترین فاصله انسان از زمین توسط خدمه مأموریت آرتمیس ۲
- از آپولو ۱۷ تا آرتمیس ۲؛ سفر به ماه چگونه متحول شده است؟
- این عکسهای ماموریت آرتمیس 2 ناسا با گوشی آیفون گرفته شدهاند
آغاز عصر امواج گرانشی و نقطه عطف لایگو
سفر رایگان به ماه برای یکی از نوظهورترین و جذابترین شاخههای اخترشناسی یعنی پژوهش در امواج گرانشی، میتواند آینده این علم را دگرگون کند. تنها یازده سال از زمانی میگذرد که بشر با استفاده از رصدخانه تداخلسنج لیزری امواج گرانشی (لایگو) توانست برای اولین بار این امواج ظریف فضا زمان را آشکار کند.
لایگو با دو بازوی چهار کیلومتری و لیزرهای فوقدقیق توانست تغییراتی کوچکتر از قطر یک پروتون را اندازه بگیرد؛ تغییراتی ناشی از کش و قوسهای ناچیز فضازمان هنگام ادغام دو سیاهچالهٔ عظیم. این کشف، آغاز درکی کاملاً تازه از جهان بود و دید ما را نسبت به پدیدههایی که نور تولید نمیکنند یا با امواج الکترومغناطیسی قابل مشاهده نیستند، متحول کرد.
با وجود موفقیت لایگو، این رصدخانه تنها به امواجی با فرکانس بالا حساس است؛ امواجی که از ادغام سیاهچالههایی با جرمی کمتر از صد جرم خورشید سرچشمه میگیرند. امواج با طول موجهای بزرگتر که حاصل پدیدههای آرامتر یا بسیار حجیمتر کیهانی هستند، در محدوده توان لایگو قرار نمیگیرند.
لیسا، رصدخانه فضایی برای امواج با طول موج عظیم
برای پر کردن این شکاف، آژانس فضایی اروپا پروژه لیسا (LISA) را فارغ از فعالیت مأموریت آرتمیس طراحی کرده است. لیسا مجموعهای از سه فضاپیماست که میلیونها کیلومتر از یکدیگر فاصله دارند و با پرتوهای لیزری به هم متصلاند. این رصدخانه میتواند امواج حاصل از ادغام سیاهچالههای ابرپرجرم، سامانههای دوتایی آرام و دیگر پدیدههایی را که امواجی با طول موجهای میلیونها کیلومتر تولید میکنند، ثبت کند. پرتاب لیسا برای حدود سال ۲۰۳۵ برنامهریزی شده و انتظار میرود طیف گستردهای را که لایگو ناتوان از مشاهده آن است پوشش دهد.
با وجود دو پروژه عظیم لایگو و لیسا، هنوز باند میانی از طیف امواج گرانشی بدون رصدکننده باقی مانده است. امواج این بخش نه در توان لایگو هستند و نه در محدوده حساسیت لیسا قرار میگیرند. بسیاری از رویدادهای مهم کیهانی، مانند ادغام کوتولههای سفید که منشأ بسیاری از ابرنواخترها هستند، دقیقاً در این ناحیه رخ میدهند.
ماه، محیطی بیرقیب برای رصد امواج گرانشی میانی
برای جبران این کمبود، توجه دانشمندان به ماه جلب شده است. پروژهای به نام «آنتن گرانشی ماه» یا لیلا (LILA) به همین منظور طراحی شده است. این پروژه برای رصد امواجی در باند میانی ساخته میشود؛ امواجی که به دلیل نویز لرزهای، فعالیتهای زمینشناسی و تلاطمهای محیطی روی زمین قابل شناسایی نیستند. آرامش زمینساختی ماه، فقدان هسته فعال و لرزشهای ناچیز طبیعی، سطح ماه را سکویی ایدهآل برای چنین ابزارهای فوقحساس میسازد. کاران جانی، پژوهشگر اصلی لیلا میگوید تنها سطح ماه چنین امکان بینظیری را فراهم میکند.
در طرح لیلا، آینهها روی دو ماهنورد نصب میشوند که همراه با ماهنشین در قالب مأموریتهای آینده CLPS روی ماه فرود خواهند آمد. دو ماهنورد پس از فرود در جهتهای مخالف حرکت میکنند و بازوهایی حدود پنج کیلومتر ایجاد میکنند. ماهنشین سومین رأس مثلث است. لیزرهای دقیق بین ماهنشین و آینههای ماهنوردها رفتوبرگشت میکنند و کوچکترین تغییرات فاصله را با دقت میکروسکوپی اندازه میگیرند. لیلا علاوه بر رصد امواج گرانشی، میتواند دو هفته پیش از ادغام سیاهچالهها یا ستارگان نوترونی به لایگو و دیگر رصدخانهها هشدار دهد.
نگاه اخترشناسی نوری به مزایای منحصر بهفرد ماه
جدا از امواج گرانشی، اخترشناسان نوری نیز از سکوت و نبود جوّ در ماه بهره میبرند. اصول کار تمام تلسکوپها از هابل و جیمز وب گرفته تا ابزارهای ساده زمینی بر پایه متمرکز کردن نور توسط آینههای خمیده است. اما ساخت آینههای عظیم و کاملاً یکپارچه محدودیت دارد. از این رو، تداخلسنجی نوری بهعنوان روشی قدرتمند برای افزایش توان جمعآوری نور توسعه یافته است. در این روش، آینهها در فواصل گسترده قرار میگیرند و نورشان با دقت زیاد ترکیب میشود تا تلسکوپی بسیار قدرتمندتر پدید آید.
کنت کارپنتر از ناسا قصد دارد اولین مرکز تداخلسنجی نوری روی ماه را با پروژه AeSI ایجاد کند. در این طرح، ۱۵ تا ۳۰ آینه روی ماهنوردهای مستقل نصب میشود که میتوانند چینشهای متنوعی ایجاد کنند و نور هدفهای مختلف را جمعآوری کنند. این رصدخانه در محدوده فرابنفش که از سطح زمین غیرقابل مشاهده است، میتواند صدها تا هزاران ستاره مختلف در بخش بزرگی از راه شیری را رصد کند.
- چرا بازگشت دوباره انسان به ماه بیش از پنجاه سال زمان برد؟
- هدف از ساخت ایستگاه فضایی در مدار ماه چیست؟
- فضانوردان آرتمیس برای سفر به ماه چقدر حقوق گرفتند؟
نقش انسان در نگهداری رصدخانههای ماه
علاوه بر دستاوردهای علمی، کارپنتر باور دارد حضور انسانی روی ماه میتواند نقش پشتیبانی حیاتی برای چنین سامانههایی ایفا کند؛ یعنی فضانوردان مأموریت آرتمیس قادر خواهند بود در دهه ۲۰۳۰ وظیفهی نگهداری و تعمیر AeSI را بر عهده گیرند. او با اشاره به دههها تجربهی خود در کار بر روی تلسکوپ هابل یادآور میشود که حضور انسان در محل آزمایشها گاهی حیاتی است.
به گفتهی او، مأموریت معروف شاتل فضایی STS-61 در سال ۱۹۹۳ که طی آن فضانوردان ناسا مشکل عمده آینه تلسکوپ فضایی هابل را با تعمیرات دستی در فضا برطرف کردند، بهترین مثال این همکاری میان فناوری و حضور انسانی است. کارپنتر تأکید میکند که هابل و شاتل عملاً برای پشتیبانی از یکدیگر طراحی شده بودند و بدون آن همکاری تاریخی، ممکن بود یکی از بزرگترین ابزارهای علمی بشر شکست بخورد.
بنابراین، او امیدوار است در آینده مأموریت آرتمیس نیز چنین پیوندی را با رصدخانههای علمی ماه برقرار کنند تا عصر تازهای از علم با ترکیب قابلیتهای ماشین و انسان در سکوت خیرهکننده ماه آغاز شود.