برنامه ناسا براي فرستادن فضاپيما به قمر يخزده مشتري
فضاپيماي Europa Clipper در سال ۲۰۲۳ به فضا پرتاب خواهد شد و سفر طولاني خود به سيستم مداري مشتري را آغاز خواهد كرد تا پس از نزديك به ۴۰ بار عبور نزديك، به قمر يخ‌زده‌ي مرموز آن برسد. زماني‌كه فضاپيما به مقصد خود برسد، شروع به جمع‌آوري اطلاعات حياتي درمورد ويژگي‌هاي زمين‌شناختي، تركيبات شيميايي و اقيانوس‌هاي پنهان آن خواهد كرد. اما قبل از اينكه دانشمندان شروع به ساخت فضاپيما كنند، بايد به چند موضوع نهايي رسيدگي كنند.
روبرت پاپالاردو، دانشمند سياره‌شناس ناسا در آزمايشگاه پيشرانش جت (JPL) و مسئول علمي اين مأموريت مي‌گويد:
ما به‌خوبي اروپا را نمي‌شناسيم...رازهاي اساسي وجود دارد كه ما بايد آن‌ها را بفهيم. فضاپيماي Europa Clipper موارد زيادي به ما درمورد نحوه‌ي كار قمرهاي يخزده خواهد آموخت...قمرهاي يخزده احتمالا رايج‌ترين زيست‌گاه‌هاي قابل‌سكونت در كيهان هستند، بنابراين اين مأموريت براي ما هيجان‌انگيز است.
در سطح اين قمر يخ‌زده‌ي مشتري ممكن است حياتي وجود نداشته باشد. درواقع ما شايد بتوانيم حيات را در داخل اقيانوس‌هاي پنهان اروپا پيدا كنيم، جايي كه اثر گرانشي سيارات مجاور باعث مي‌شود آب در حالت مايع باقي بماند. تمامي حياتي كه ما مي‌شناسيم به آب نياز دارد. علاوه‌بر اين، فعاليت‌هاي زمين‌شناختي در كف دريا مي‌تواند مواد شيميايي لازم براي تغذيه‌ي ميكروارگانيسم‌ها را فراهم كند. از طرف ديگر يخ موجود در سطح اقيانوس‌ها مانع رسيدن تشعشعات خطرناك به داخل آب مي‌شود، تشعشعاتي كه سطح اروپا را به‌صورت مستمر بمباران مي‌كند. بنابراين با اينكه موارد زيادي وجود دارد كه بايد در مورد اروپا بدانيم، درك قابليت سكونت، يا فقدان آن، يكي از اهداف اصلي مأموريت است. پاپالاردو در اين مورد مي‌گويد:
مردم به اين موضوع اهميت مي‌دهند، مردم مي‌خواهند در مورد اين دنياي عجيب كه ممكن است بستر حيات فرازميني باشد بيشتر بدانند. يكي از دلايل مهم ما براي انجام مأموريت همين است.
فضايپيما حامل ۹ سري دستگاه خواهد بود تا پرده از رازهاي اروپا بردارد و مهم‌تر از همه به ارزيابي ميزان قابليت‌سكونت آن بپردازد. Europa Clipper هنگام بازديد خود از اروپا به ۲۵ كيلومتري سطح آن خواهد رسيد. همين فاصله براي دانشمندان كافي است تا به اهداف علمي خود از اين مأموريت دست يابند. كريستين ريچي، يكي از دانشمندان مأموريت مي‌گويد:
ما تصاوير شگفت‌انگيزي دريافت خواهيم كرد.
پوسته‌ي يخي اروپا نيز رازهاي زيادي دارد، يكي از آن‌ها ميزان ضخامت يخ است. مهم‌ترين ويژگي سطحي اروپا رگه‌ها هستند. دانشمندان مطمئن نيستند كه اين رگه‌ها چگونه به وجود آمده‌اند. شكاف‌هاي موجود در پوسته‌ي يخ مي‌تواند باعث فوران آب دريا به فضاي بيرون شود، چيزي كه در قمر يخ‌زده‌ي معروف زحل يعني انسلادوس نيز مشاهده مي‌شود.
همچنين به‌انديشه متخصصين مي‌رسد يك فرايند باعث جابه‌جايي پوسته‌هاي يخي در سطح اروپا مي‌شود؛ اما آن فرآيندي كه باعث اين جابه‌جايي مي‌شود هنوز به‌صورت يك راز باقي مانده است. ديويد سنسك، دستيار پاپالاردو در اين مأموريت مي‌گويد:
از انديشه متخصصينات زمين‌شناختي چيزهاي زيادي است كه ما در مورد اروپا نمي‌دانيم و فقط مي‌توانيم حدس‌هايي بزنيم.
براي مطالعه اين رازها، مديران اين مأموريت، فضاپيما و دستگاه‌هاي آن را براساس تاكتيك‌هاي توسعه‌داده‌شده در مأموريت‌هاي قبلي خواهند ساخت. همانند فضاپيماي جونو، Europa Clipper نيز به انرژي خورشيدي براي فعاليت در سيستم مداري سرد مشتري وابسته خواهد بود و همانند فضاپيماي كاسيني، Europa Clipper نيز مي‌تواند در درون ابرها پرواز كند.
اما اين مأموريت چالش‌هاي جديدي را نيز دارد، چالش‌هايي مانند انتخاب مسيري كه فضاپيما بايد در اطراف مشتري پرواز كند. اين مرحله از مأموريت برنامه‌ريزي مسير پروازي نام دارد، چيزي كه سنسك آن را به شوخي جادوي سياه ناميده است. بايد گفت فضاپيما مستقيما به دور اروپا گردش نخواهد كرد، چون در اين صورت در معرض ميزان زيادي از تشعشعات قرار خواهد گرفت. اما اين محدوديت مزايايي را نيز به همراه دارد. براي مثال دانشمندان مي‌توانند به ديگر قمرهاي مشتري نيز نگاهي بياندازند. ريچي مي‌گويد در زمان مأموريت، قمر آيو نيز آنجا خواهد بود. پس چرا نبايد به آن نگاهي بياندازيم؟
برنامه‌ريزي مسير پروازي شامل محاسبات رياضي پيچيده‌اي است و تصميم نهايي در مورد مسير پروازي به اين بستگي دارد كه دانشمندان در حين عبور فضاپيما از فراز اروپا دقيقا به‌دنبال چه چيز خواهند بود. به همين دليل است كه تيم طراحي‌كننده‌ي مسير پروازي گزينه‌هاي مختلفي را پيش روي تيم‌هايي كه روي دستگاه‌هاي مختلف فضاپيما كار مي‌كنند، قرار مي‌دهند تا آن‌ها بهترين گزينه را براي اهداف علمي خود تعيين كنند تا درنهايت يك ارزيابي كلي از كارآمدترين مسير به دست آيد.
اما طراحي مسير پروازي فضاپيما در سيستم مداري مشتري جدا از مسير پرواز آن از ازمين به مشتري است. اين مورد آخر به انتخاب ناسا در مورد وسيله‌ي پروازي مأموريت بستگي دارد. فضاپيماي Clipper يا سوار بر سيستم پرواز فضايي خود ناسا خواهد شد تا سفر سه ساله‌ي خود به مشتري را شروع كند يا اينكه با سيستم فالكون هوي شركت SpaceX در مدت زمان طولاني‌تر يعني ۵ سال به مقصد خود خواهد رسيد.
درحالي‌كه ناسا هنوز درمورد وسيله‌ي پرواز تصميمي نگرفته است، اعضاي تيم روي چالش‌هاي پيش‌روي خود تمركز كرده‌اند. آن‌ها بايد به مطالعه تك‌تك تجهيزات فضاپيما و نحوه‌ي تعامل و هماهنگي آن‌ها بپردازند. پس از پرداختن به اين موضوع، مأموريت وارد مرحله‌‌اي كه طراحان آن را فاز C مي‌نامند، خواهد شد. در اين فاز بودجه‌ي مأموريت تعيين مي‌شود و ساخت فضاپيماي واقعي شروع مي‌شود. ريچي مي‌گويد:
اينجاست كه بازي شروع مي‌شود.
دراين‌ميان يكي از خطرات اصلي تهديد‌كننده‌ي مأموريت اين است كه ساخت يكي از قسمت‌هاي فضاپيما بيشتر از ديگر قسمت‌ها پيشرفت كند و در نتيجه مهندسان دركنار هم قرار دادن قطعات به اشكال بربخورند. ريچي در اين مورد مي‌گويد:
براي هر تيمي اين موضوع نگران‌كننده است، اما من فكر مي‌كنم تيم ما به‌خوبي از عهده‌ي كار در خواهد آمد و همه‌ي ما مشتاقيم ساخت فضاپيما را شروع كنيم. اين كار درواقع مانند نسخه‌ي پيچيده‌تر بازي خانه‌سازي است. مانند بازي ما بايد مطمئن شويم كه ساخت يك قسمت از فضاپيما از قسمت‌هاي ديگر خيلي جلو نزند.
پاپالاردو، كسي كه از همان روزهاي آغازين درگير اين مأموريت بود، به ياد مي‌آورد كه چگونه براي جلب حمايت از پروژه در راهروهاي ناسا در حال تقلا بود. براي پپالاردو تمامي اين جريان مانند يك تندباد است. او مي‌گويد:
واقعا شگفت‌انگيز است كه كارها اين طور سريع پيش مي‌رود. ما بايد سريع كار كنيم تا فضاپيما را به پرتاب كه زودترين تاريخ آن سال ۲۰۲۳ خواهد بود برسانيم. گاهي وقت‌ها مي‌ايستم و به اين رود خروشان و سريع نگاه مي‌كنم، رودي كه ما را سريع به جلو مي‌برد. ما كارهاي زيادي داريم كه انجام دهيم.
هم انديشي ها