چین درصدد پرتاب نخستین فضاپیما به سمت پنهان ماه است

اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، ابتدای سال آینده‌ی میلادی فضاپیمای چینی Chang’e-4 به مکانی خواهد رسید که قبلا هیچ سفینه‌ی دیگری به آنجا نرفته است. این بخش که اهالی زمین هیچ‌گاه قادر به مشاهده‌ی آن نیستند، سمت پنهان ماه نام دارد. طبق برنامه‌ریزی، این ماموریت قرار است در ۸ دسامبر (۱۷ آذر) از مرکز پرتاب ماهواره‌ی شیچانگ در استان سیچوآن پرتاب شود. این فضاپیما که دربردارنده‌ی فرودگر و ماه‌نورد است، پیش از آنکه روی سطح ماه فرود بیاید، وارد مدار آن خواهد شد.

اگر فرود با موفقیت انجام شود، وظیفه‌ی اصلی ماموریت، جستجو و بررسی سمت پنهان ماه خواهد بود؛ نقطه‌ای که دارای دهانه‌های برخوردی کوچک و فراوان است. فرودگر همچنین نخستین آزمایش‌های اخترشناسی رادیویی از سمت پنهان ماه و نخستین تحقیقات به‌منظور اطلاع از امکان رشد گیاهان در محیط کم‌جاذبه‌ی قمری را انجام خواهد داد. کارولین فن در بوگرت، زمین‌شناس سیاره‌ای در دانشگاه مونستر آلمان می‌گوید:

این ماموریت به‌طور قطع دستاوردی قابل توجه و مهم در اکتشاف قمری به حساب می‌آید.

هدف نهایی سازمان ملی فضایی چین (CNSA) ساخت یک پایگاه قمری برای اکتشافات آتی انسانی است؛ با این حال، هنوز معلوم نیست که این هدف چه زمانی تحقق پیدا خواهد کرد. Chang’e-4 پس از Chang’e-3 که در سال ۲۰۱۳ به ماه فرستاده شد، دومین فضاپیمای چینی محسوب می‌شود که روی سطح ماه فرود خواهد آمد.

سازمان ملی فضایی چین از ارائه‌ی بسیاری از جزئیات ماموریت از جمله محل فرود فضاپیما خودداری کرده است. اما به‌گفته‌ی زون چنگ لینگ، دانشمندی که شکل‌گیری و تکامل اجرام سیاره‌ای را در دانشگاه شاندونگ در شهر ویهای مطالعه می‌کند و از اعضای تیم علمی ماموریت محسوب می‌شود، محتمل‌ترین محل فرود، درون دهانه‌ای به نام فون کارمان با عرض ۱۸۶ کیلومتر است. وی می‌گوید:

ما دانشمندان از اینکه فرصت بازدید از سمت پنهان ماه را در اختیار داریم، بسیار خوشحال هستیم.

دهانه‌ی نام‌برده که بخشی از حوضه قطب جنوب – آیتکن به‌شمار می‌رود، بزرگترین ساختار برخوردی شناخته‌شده در منظومه‌ی شمسی و قدیمی‌ترین دهانه روی ماه محسوب می‌شود.

چشم‌اندازی از ماه که حوضه قطب جنوب – آیتکن را نشان می‌دهد.

بو وو، متخصص ژئوانفورماتیک در دانشگاه پلی‌تکنیک هنگ کنگ که به توصیف توپوگرافی و ژئومورفولوژی محل فرود کمک کرد، می‌گوید:

این (دهانه‌ی فون کارمان) منطقه‌ای کلیدی برای پاسخگویی به چندین سوال مهم درباره‌ی تاریخچه‌ی اولیه‌ی ماه از جمله ساختار درونی و تکامل حرارتی آن است.

ماه‌نورد Chang’e-4، منطقه‌ی پیرامون محل فرود را نقشه‌برداری خواهد کرد و با استفاده از رادار زمین‌نفوذ، به اندازه‌گیری ضخامت و شکل لایه‌های زیرسطحی نیز خواهد پرداخت. کاوشگر چینی همچنین با یک طیف‌سنج مادون قرمز نزدیک، ترکیب مواد معدنی را در سطح اندازه‌گیری خواهد کرد؛ اقدامی که به زمین‌شناسان کمک می‌کند تا فرآیندهای درگیر در تکامل اولیه‌ی ماه را درک کنند.

از آنجایی که سمت پنهان ماه همیشه از زمین روی‌گردان است، کنترل ماموریت CNSA به محض فرود فضاپیما در آن قسمت، قادر به برقراری ارتباط مستقیم با فرودگر نخواهد بود. برای حل این مشکل، چین در ماه می یک ماهواره‌ی ارتباطی به‌نام Queqiao را به آنسوی ماه پرتاب کرد تا از آنجا بتواند به‌عنوان یک ایستگاه بازپخش برای ارتباطات بین فرودگر و زمین عمل کند.

تصویر رندر کاوشگر قمری Chang’e-4 در سطح ماه.

هرچند ماه‌نورد و فرودگر Chang’e-4 به‌عنوان پشتیبان برای Chang’e-3 طراحی شده‌اند و چندین ابزار مشابه ماموریت اولیه را حمل می‌کنند؛ اما فرودگر علاوه بر آن حامل برخی آزمایش‌های منحصربه‌فرد نیز خواهد بود.

یکی از آزمایش‌ها، شامل بررسی این مسئله خواهد بود که آیا بذرهای سیب‌زمینی و آرابیدوپسیس تالیانا (رشادی گوش‌موشی) در محیطی سربسته و کنترل‌شده از نظر آب و هوایی در جاذبه‌ی کم روی سطح ماه قادر به بیرون آمدن از دل خاک و سپس انجام فتوسنتز خواهد بود یا خیر.

آنا لیزا پل، دانشمند باغبانی علمی در دانشگاه فلوریدا می‌گوید:

هنگامی که ما به‌سمت سکونت طولانی‌مدت انسان روی ماه یا مریخ قدم برداریم، برای پشتیبانی از خود به تاسیسات گلخانه‌ای و زندگی در مکانی همچون بیوسفر نیاز خواهیم داشت.

به‌گفته‌ی جان کیس، زیست‌شناس فضایی در دانشگاه گرینزبورو کارولینای شمالی، آزمایش‌های پیشنهادی چینی‌ها به دنبال این خواهند بود که مطالعات پیشین در ایستگاه فضایی بین‌المللی را تایید کنند. این مطالعات نشان دادند که سیب‌زمینی و رشادی گوش‌موشی می‌توانند به‌صورت طبیعی در اکوسیستم‌های کنترل‌شده در جاذبه‌ی کمتر از زمین، اما نه پایین به اندازه‌ی ماه‌ رشد کنند.

آزمایش‌های اخترشناسی رادیویی فرودگر، بخش‌های کمتر شناخته‌شده‌ی کهکشان راه شیری نظیر گازهای بین ستاره‌ها و میدان‌های مغناطیسی منتشرشده پس از مرگ یک ستاره را کاوش خواهند کرد.

یک طیف‌سنج رادیویی که توسط آکادمی علوم چین ساخته شده است، برای تهیه‌ی نقشه‌ای از تابش الکترومغناطیسی از آسمان شب، داده‌های الکترومغناطیسی بین ۰.۱ و ۴۰ مگاهرتز را جمع‌آوری خواهد کرد. به‌گفته‌ی هاینو فالک، اخترشناس رادیویی در دانشگاه رادبود نیمخن هلند و عضو تیم هلندی سازنده‌ی طیف‌سنج رادیویی فرکانس پایین برای ماهواره‌ی Queqiao، از آنجایی که فرکانس پایین تابش اغلب توسط جو مسدود می‌شود، ثبت این داده‌ها از روی زمین دشوار است. وی می‌گوید:

دید ما از فرکانس‌های پایین به‌کلی تیره و تار است.

به‌گفته‌ی فالک، اخترشناسان برای درک بهتر این موضوع که چگونه انرژی آزادشده توسط ستارگان در حال مرگ، حرارت گازهای بین آن‌ها را بالا می‌برد. از این داده‌ها استفاده می‌کنند.

فالک همچنین قصد دارد تا داده‌های به‌دست‌آمده از آزمایش‌های قمری را با داده‌های ماهواره‌ی Queqiao ترکیب کند. علاوه بر این، اخترشناسان برای مطالعه‌ی چند صد میلیون سال ابتدایی گیتی، یعنی زمانی پیش از تشکیل کهکشان‌ها و ستارگان، به این طیف تابشی علاقه‌مند هستند. آن‌ها به کمک این داده‌ها می‌توانند اختلال پس‌زمینه که احتمالا سیگنالی را از این دوره‌ی زمانی پنهان کرده است، از میان بردارند. این سیگنال در صورتی که یافت شود، می‌تواند اطلاعات مربوط به توزیع ماده‌ی معمولی را در مقایسه با ماده‌ی تاریک در گیتی فاش کند. فالک می‌گوید:

اما حتی با کمک فرودگر قمری، معلوم نیست که آن‌ها این سیگنال را شناسایی خواهند کرد یا خیر. این گامی اولیه محسوب می‌شود.

سرمایه‌گذاری بعدی چین در ماه به مراتب بلندپروازانه‌تر خواهد بود. کاوشگر Chang’e-5 که برای پرتاب در سال ۲۰۱۹ برنامه‌ریزی شده است، تلاش خواهد کرد تا نمونه‌هایی را از ماه به زمین بازگرداند.