گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
تیمی از دانشمندان دانشگاه نیومکزیکو به دنبال ساخت رباتی با الهام از خرخاکی هستند که بتواند تونلهای گدازهای مریخ را جستجو کند.
در بخش شمال شرقی کالیفرنیا، شبکهای از غارهای شگفت انگیز دیده میشود که قدمت آنها به هزاران سال قبل بازمیگردد. این غارها زمانی به وجود آمدند که آتشفشانها گدازههای مذاب را به بیرون پرتاب کردند و پس از سرد شدن گدازهها، تونلهای طبیعی بزرگی باقی ماند. با این حال، زمین تنها دنیایی نیست که چنین پدیدههایی را در خود جای داده است. در نقاط مختلف منظومه شمسی نیز غارهایی بر اثر فعالیتهای آتشفشانی شکل گرفته و نشانههایی از گذشته پویا و فعال سیارات و قمرهای دیگر را در خود حفظ کردهاند.
ربات خرخاکی ناسا به دنبال تونلهای زیرزمینی مریخ
سیاره سرخ نمونهای جالبی است که چنین پدیدههای شگفت انگیزی دارد. میلیونها سال پیش، زمانی بسیار دورتر از شکلگیری حیات روی زمین، این سیاره نیز شاهد فورانهای عظیم آتشفشانی بوده است. هرچند امروز آتشفشانهای مریخ خاموش به نظر میرسند، اما اثر فعالیتهای گذشته آنها هنوز باقی مانده و یکی از شگفتانگیزترین ساختارهای منظومه شمسی را ایجاد کرده که شبکهای گسترده از تونلهای زیرسطحی است.
این لولههای گدازهای در برخی نقاط تا حدود 250 متر عرض دارند که بیش از هشت برابر پهنتر از تونلهایی است که در کالیفرنیا یافت میشود. پژوهشها نشان داده که این ساختارها در مجموع میتوانند به طولی بیش از 1200 کیلومتر برسند. اگر این فاصله روی نقشه زمین تصور شود، میتواند سه بار سراسر ایالات متحده را پوشش دهد. با این حال، دانشمندان معتقدند که بخش زیادی از این شبکه هنوز کشف نشده و احتمال وجود تونلهای بسیار بیشتری در اعماق مریخ وجود دارد.
با این حال، برای آنکه بتوان وسعت واقعی این شبکه عظیم را درک کرد، دانشمندان ناچارند پا را از مرزهای فعلی فراتر بگذارند. در همین راستا، یکی از پژوهشگران ایدهای نوآورانه را پیشنهاد کرده که موسوم به «پهپادهای قاصدکی» است.
در حال حاضر، بخش عمدهای از کاوشهای ما در مریخ به کمک مریخنوردهایی مثل «کنجکاوی» و «استقامت» انجام میشود. این رباتهای پیشرفته نقش بسیار مهمی در شناخت سطح سیاره داشتهاند، اما زمانی که بحث ورود به لولههای گدازهای به میان میآید، توان آنها محدود میشود. مصطفی حسنیان، دانشیار دانشگاه فناوری نیومکزیکو، توضیح میدهد که این مریخنوردها هم اندازه یک اتوبوس مدرسه هستند و به همین دلیل اساسا نمیتوانند وارد این تونلها شوند.
جو مریخ نیز محیطی بسیار خشن و بیرحم دارد. بادهایی با سرعتی تا حدود 97 کیلومتر در ساعت در سطح این سیاره میوزند و میتوانند فشار قابل توجهی بر تجهیزات اکتشافی وارد کنند. این شرایط سخت در طول زمان حتی باعث آسیب دیدن مریخ نورد کنجکاوی و باعث مستهلک شدن برخی از قطعات مهم آن شده است.
- مریخ نورد استقامت ناسا تاکنون چه مسافتی را روی سیاره سرخ پیموده است؟
- مریخنوردهای کنجکاوی و استقامت ناسا تصاویر پانورامای جذابی را از مریخ ثبت کردند
پهپاد قاصدکی چیست؟
پهپادهای موسوم به قاصدکی بر پایه ایده زیست تقلید طراحی شدهاند. این رویکرد در مهندسی تلاش میکند از سازوکارهای طبیعت الهام بگیرد و به جای اختراع روشهای کاملا جدید، همان راهحلهای موفق طبیعی را بازآفرینی کند. به گفته حسنیان، این رویکرد زمانی که در ابعاد بزرگ به کار گرفته شود چندان موفق نیست، اما در مقیاسهای بسیار کوچک میتواند بسیار کارآمد باشد. او در توضیح این موضوع اشاره میکند که به همین دلیل است که هواپیماها بال نمیزنند.
در عمل، ایده پهپادهای قاصدکی از ربات دیگری آغاز میشود که حسنیان و تیمش آن را «ربات خرخاکی» نامیدهاند. این ربات الهام گرفته از خرخاکی گلولهای که هنگام احساس خطر به شکل یک گلوله جمع میشود. بر اساس این طرح، یک ربات شبیه خرخاکی از طریق شکافی در سقف غار به داخل رها میشود و با کمک چتر نجات به آرامی به سطح زمین غار میرسد. این ربات حامل هزاران پهپاد بسیار کوچکتر است که به شکل قاصدک هستند.
پس از فرود، ربات مادر این پهپادهای ریز را در محیط غار آزاد میکند. سپس این پهپادهای سبک وزن با استفاده از جریانهای باد در مریخ، کیلومترها در فضای غار جابهجا میشوند و در مسیر حرکت خود، به جمعآوری داده و نقشهبرداری از تونلهای زیرزمینی کمک میکنند.
با این حال، یکی از مهمترین چالشها این است که باید مطمئن شوند درون این غارها باد کافی برای جابهجایی پهپادهای قاصدکی وجود دارد. از آنجا که تاکنون هیچ ابزار ساخت بشر وارد لولههای گدازهای مریخ نشده، دانشمندان هنوز اطلاعات دقیقی از شدت جریان هوا در این محیطها ندارند و نبود باد میتواند اجرای این ایده را با مشکل جدی روبهرو کند.
با این وجود، برخی پژوهشگران معتقدند سوراخها و شکافهای موجود در سقف این غارها میتوانند نقش سیستم تهویه طبیعی را ایفا کنند و باعث ایجاد جریانهای باد درون تونلها شوند. علاوه بر این، این رباتها به یک فن پرقدرت نیز مجهز خواهند بود تا در صورت کاهش یا نبود باد طبیعی، حرکت پهپادها همچنان ممکن بماند.
چالش مهم دیگر مربوط به تأمین انرژی است. از آنجا که نور خورشید به داخل این غارها نفوذ نمیکند، استفاده از پنلهای خورشیدی که معمولا منبع اصلی انرژی فضاپیماها هستند، عملا ممکن نخواهد بود. به همین دلیل، حسنیان و تیمش پهپادهای قاصدکی را بر پایه فناوری پیزوالکتریسیته طراحی کردهاند. این سیستم مبتنی بر پلیمرهای انعطافپذیر است که میتواند در اثر فشار یا حرکت، برق تولید کند.
در مرحله طراحی، پژوهشگران به نکتهای جالب در طبیعت توجه کرده و فهمیدند دانههایی که با باد جابهجا میشوند، معمولا سفید هستند. این رنگ باعث میشود نور خورشید را بهتر بازتاب دهند، کمتر گرم شوند و در نتیجه سبکتر باقی بمانند و راحتتر در هوا حرکت کنند. بر همین اساس، تیم تصمیم گرفته است پهپادهای قاصدکی را نیز به رنگ سفید طراحی کند تا بتوانند با کارایی بیشتری در فضا حرکت کرده و مسافتهای طولانیتری را طی کنند.
پس از رها شدن در محیط، این پهپادهای کوچک از طریق امواج رادیویی دادهها را ارسال خواهند کرد. آنها اطلاعاتی مثل رطوبت و دما را ثبت میکنند و در نهایت با کنار هم قرار دادن این دادهها، تصویری جامع و دقیق از ساختار کامل تونلهای زیرزمینی مریخ ارائه خواهند داد.
- مریخنورد کنجکاوی به طور تصادفی رازی را فاش کرد که تاریخ مریخ را زیر و رو میکند!
- اختلال در فضاپیمای مریخگرد مِیوِن؛ ناسا در تلاش برای بازیابی ارتباط
رقابت برای کشف تونلها
ایده حسنیان تنها تلاش موجود برای بررسی لولههای گدازهای نیست. در واقع، چندین گروه پژوهشی دیگر نیز به این حوزه وارد شدهاند. از جمله، در مجموعه آزمایشهایی که از سال 2023 آغاز شد، تیمی از دانشمندان اروپایی به رهبری آزمایشگاه رباتیک فضایی دانشگاه مالاگا، رباتهایی را در لولههای گدازهای جزیره لانزاروته در اسپانیا آزمایش کردند. هدف آنها نقشهبرداری از این ساختارها بود تا بتوانند در آینده از این تجربه برای مأموریتهای احتمالی به مریخ استفاده کنند.
در همین حال، ناسا نیز با استفاده از هلیکوپتر مریخی نبوغ، 72 پرواز موفق بر فراز سطح مریخ انجام داد و توانایی این فناوری را در اکتشافات سیارهای نشان داد. با این حال، این پهپاد برای پرواز در فضای باز طراحی شده بود و هیچگاه فرصت ورود به لولههای گدازهای را پیدا نکرد، تا اینکه سرانجام در سال 2024 به پایان مأموریت خود رسید.
بر اساس طرحهای پهپادی ناسا، این سازمان توجه ویژهای به آتشفشان آرسیا مونز در منطقه تارسیس مریخ دارد. این منطقه میزبان برخی از عظیمترین آتشفشانهای منظومه شمسی از جمله المپوس مونز است که ارتفاعی نزدیک به سه برابر کوه اورست دارد.
منطقه تارسیس خود به اندازه یک سیاره کوتوله مثل سرس وسعت دارد. شکلگیری این برآمدگی عظیم آن قدر جرم به سیاره افزوده که به باور دانشمندان، مریخ حدود 20 درجه از محور خود منحرف شده است. علت دقیق این تغییر هنوز مشخص نیست و میان پژوهشگران درباره آن اختلاف نظر وجود دارد، زیرا برخی آن را نتیجه برخوردی عظیم در دوران ابتدایی مریخ میدانند و برخی دیگر آن را به جریانهای ناپایدار در گوشته سیاره نسبت میدهند.
در میان این ساختارها، آرسیا مونز اهمیت ویژهای برای ناسا دارد، زیرا تصاویر ماهوارهای حفرههایی در سطح آن نشان دادهاند که در اثر فروریختن سقفهای آتشفشانی ایجاد شدهاند. این دهانهها مانند نورگیرهایی عمل میکنند که راهی به شبکهای وسیع از تونلهای زیرسطحی را آشکار کردهاند. بررسیهای حرارتی این نواحی نیز نشان داده که دمای داخل این غارها برخلاف سطح مریخ نوسان شدیدی ندارد. همین موضوع امیدها را برای استفاده احتمالی از آنها در آینده و حتی احتمال وجود بقایای حیات در محیطهای محافظت شده زیرزمینی افزایش داده است.
ناسا همچنین نگاه خود را به غارهای احتمالی در تیتان، بزرگترین قمر زحل، دوخته و مأموریت دراگون فلای از دانشگاه جانز هاپکینز را برای کاوش سطح آن در نظر گرفته است. در نهایت، با توجه به اینکه فرود انسان بر مریخ زودتر از دهه 2030 انتظار نمیرود، استفاده از پهپادها برای شناسایی اولیه میتواند در آینده نقشی کلیدی در فراهم کردن شرایط بقا و حضور پایدار انسان در این سیاره ایفا کند.