نیم‌قرن تلاش؛ مروری بر تاریخچه مأموریت‌های مریخ

بشر در تلاش برای شناخت بهتر مریخ، از سال ۱۹۶۰ چندین فضاپیما و کاوشگر را به این سیاره‌ی سرخ فرستاده است. بعضی مأموریت‌ها عبور از کنار این سیاره و جمع‌آوری اطلاعات در بازه‌های کوتاه بودند. سایر مأموریت‌ها مدارپیماهایی بودند که چندین سال مریخ را بررسی کردند. پس از اولین عبور موفق از مریخ در سال ۱۹۶۵، چهار سازمان فضایی ناسا، سازمان فضایی اتحاد جماهیر شوروی سابق، سازمان فضایی اروپا و سازمان فضایی پژوهشی هند مأموریت‌های متعددی را شروع کردند. البته، کشورهای دیگر ازجمله ژاپن و چین هم بعدها به عرصه‌ی کاوش‌های مریخی وارد شدند.

دهه‌ی ۱۹۶۰ تا اوایل دهه‌ی ۱۹۷۰: پرواز برفراز مریخ و عکاسی از آن

اتحاد جماهیر شوروی سابق اسپوتنیک، اولین فضاپیمای خود را در سال ۱۹۵۷ پرتاب کرد و درست سه سال بعد، برنامه‌ی فضایی‌اش برای رسیدن به مریخ را گسترش داد. اتحاد جماهیر سوسیالیستی شوروی (USSR) در دهه‌ی ۱۹۶۰، چندین مرتبه برای رسیدن به سیاره‌ی سرخ تلاش کرد. به‌دنبال آن، ناسا فضاپیمای مارینر 3 را به مریخ فرستاد. مأموریت‌های اولیه شکست خوردند و حتی نتوانستند به مریخ نزدیک شوند. سیر زمانی این مأموریت‌ها بدین‌شرح است:

نمای سراسری مریخ که ترکیبی از ۱۰۰ تصویر دریافتی از مدارپیمای وایکینگ است.

با اینکه مأموریت‌های اولیه به مقصد نرسیدند، فضاپیمای مارینر 4 ناسا درنهایت به نخستین ساخته‌ی دست بشر تبدیل شد که از مریخ بازدید کرد. این فضاپیما در ۲۸‌نوامبر۱۹۶۴ پرتاب شد و اولین‌بار در ۱۴‌ژوئیه‌ی۱۹۶۵ از کنار مریخ عبور کرد. این فضاپیما ۲۱ عکس از سیاره‌ی سرخ را به زمین فرستاد. دو روز پس از پرتاب مارینر 4، اتحاد جماهیر شوروی برای پرتاب زوند 2 تلاش کرد. این فضاپیما به مریخ رسید؛ اما به‌دلیل نقص رادیویی هیچ داده‌ای ارسال نکرد.

بین سال‌های ۱۹۶۹ و ۱۹۷۱، برای سفر به مریخ بسیار تلاش شد؛ اما اغلب آن‌ها با شکست روبه‌رو شدند:

درنهایت در سال ۱۹۷۱، اتحاد جماهیر شوروی پس از چند تلاش ناموفق، به سیاره‌ی سرخ رسید. مدارپیمای مارس 2 که در ۱۹مِی‌۱۹۷۱ پرتاب شده بود، در ۲نوامبر به مریخ رسید. با‌این‌حال، سطح‌نشین مارس 2 با سطح سیاره برخورد کرد و نابود شد. مارس 3 مأموریت مدارپیما، سطح‌نشین در ۲۸مِی۱۹۷۱ پرتاب شد و در ۳دسامبر به سیاره‌ی سرخ رسید. این سطح‌نشین فقط چند ثانیه دوام آورد؛ اما مدارپیمای آن با موفقیت به مأموریت خود ادامه داد.

مریخ پس از رسیدن مارینر 9 ناسا در نوامبر۱۹۷۱، دچار تغییراتی شد. این فضاپیما در ۳۰مِی۱۹۷۱ پرتاب شد و زمانی به مریخ رسید که طوفان گردوغبار سرتاسر این سیاره را فراگرفته بود؛ اما اتفاق اسرارآمیزی بالای توده‌ی گردوغبار در‌حال‌وقوع بود. پس از نشست خاک، دانشمندان متوجه ویژگی‌های عجیبی در بالای آتشفشان‌های خاموش شدند. مارینر 9 موفق شدند شکاف بزرگی در سطح مریخ کشف کنند که بعدها، نام «والاس مارینریس» روی آن گذاشته شد (پس از کشف). مارینر 9 تقریبا یک سال در مدار ماند و ۷,۳۲۹ عکس به زمین فرستاد.

والاس مارینریس که از زاویه‌ی ۴۵ درجه‌ی سطح با رنگ تقریبا واقعی نشان داده شده است. این عکس ناحیه‌ای به وسعت ۶۳۰,۰۰۰ کیلومترمربع با وضوح ۱۰۰ متربرپیکسل را نمایش می‌دهد. مدل دیجیتالی این دره از ۲۰ مدار مستقل HRSC و داده‌های رنگی از ۱۲ نوار مداری به‌دست آمده‌اند. بزرگ‌ترین بخش این دره «ملاس چاسما» نامیده می‌شود. بعدازآن، کاندورچاسما در شمال و اوفیرچاسمای کوچک قرار گرفته است. هبس چاسما را هم در قسمت بالا، سمت چپ تصویر دیده می‌شود.

دهه‌ی ۱۹۷۰ تا دهه‌ی ۱۹۸۰: فرود روی مریخ و تلاش برای رسیدن به فوبوس

اتحاد جماهیر شوروی پس از تلاش‌های نافرجام متعدد برای رسیدن به مریخ، سرانجام موفق شد. از چهار فضاپیمایی که شوروی به سیاره‌ی سرخ فرستاد، تنها یک مدارپیما و سطح‌نشین در سال ۱۹۷۴ موفق شد از سیاره‌ی سرخ داده ارسال کند:

در همین دهه، ناسا دو مدارپیما و سطح‌نشین را در سال ۱۹۷۵ به مریخ فرستاد. وایکینگ 1 و وایکینگ 2 هر دو در سال ۱۹۷۶ به مریخ رسیدند و سطح‌نشین آن‌ها روی سطح سیاره فرود آمدند. پروژه‌ی وایکینگ اولین پروژه‌ی اکتشافی سطح مریخ بود؛ زیرا فضاپیماهای گذشته اطلاعات کمی از سطح مریخ فرستادند.

مأموریت‌های وایکینگ نشان دادند ترکیب مریخ تقریبا شبیه به شهاب‌سنگ‌هایی است که روی زمین سقوط کرده‌اند. درنتیجه، می‌توان گفت منشأ برخی شهاب‌سنگ‌های سقوط‌کرده به زمین مریخ بوده است. اتحاد جماهیر شوروی دوبار دیگر در دهه‌ی ۱۹۸۰ برای رسیدن به فوبوس (قمر مریخ) تلاش کرد؛ اما هر دو مأموریت شکست خوردند.

تصویر رنگی افق مریخ که وایکینگ 1 در ۲۴ژوئیه‌ی۱۹۷۶ ثبت کرده است.

دهه‌ی ۱۹۹۰: بهتر و سریع‌تر و ارزان‌تر

تلاش بعدی ناسا برای دسترسی به سیاره‌ی سرخ در دهه‌ی ۱۹۹۰ با رسیدن مارس ابزروِر (Mars Observer) به مریخ در ۲۵‌سپتامبر‌۱۹۹۲ آغاز شد. ارتباط این فضاپیما قبل از رسیدن به مدار مریخ در ۲۱‌اوت‌۱۹۹۳ از بین رفت. با اینکه دلیل قطع ارتباط کاملا مشخص نیست، احتمالا خرابی مخزن سوخت فضاپیما باعث چرخش و درنهایت، قطع ارتباط آن با زمین شده بود.

ازبین‌رفتن ارتباط در این پروژه بسیار دردناک بود؛ زیرا این فضاپیما با هزینه‌ی گزاف ۸۱۳ میلیون دلار ساخته شده بود که به‌نقل از آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، تقریبا چهاربرابر بودجه‌ی اصلی پروژه بود. هزینه‌ی گزاف و خرابی فضاپیما باعث شد ناسا روند جدیدی برای توسعه‌ی مأموریت‌های بهتر و سریع‌تر و ارزان‌تر در پیش بگیرد. در این مأموریت‌ها، از قطعات الکترونیکی پیشرفته‌ی کامپیوتری و روش‌های مدیریتی جدید استفاده شد و ناسا نام «بهتر و سریع‌تر و ارزان‌تر» (FBC) را به این برنامه داد.

در سال ۱۹۹۷، مریخ‌نورد ۱۱ کیلوگرمی سوجورنر در مأموریتی ۸۳ روزه، ۱۰۰ متر از سطح سیاره‌ی سرخ را طی کرد.

در سال ۱۹۹۱، اتحاد جماهیر شوروی از هم پاشید و روسیه و اوکراین به وارثان برنامه‌های فضایی این اَبَرقدرت تبدیل شدند. سازمان فضایی روسیه با مأموریت مارس 96 (پرتاب در ۱۶نوامبر۱۹۹۶)، مأموریت‌های مریخ را ادامه داد؛ اما به‌دلیل نقص موشکی، مدارپیما به‌همراه دو سطح‌نشین و دو نفوذ‌کننده منهدم شدند.

در سمت دیگر زمین، اولین مأموریت از برنامه‌ی FBC با موفقیت شگفت‌انگیزی انجام شد. سطح‌نشین پت‌فایندر (Pathfinder) و مریخ‌نورد سوجورنر در ژوئیه‌ی۱۹۹۷ به مریخ رسیدند. پت‌فایندر اولین سطح‌نشینی بود که از کیسه‌های هوا برای فرود استفاده کرد و مریخ‌نورد سوجورنر هم اولین مریخ‌نورد غلتک‌دار بود. انتظار می‌رفت پت‌فایندر حداکثر یک ماه و سوجورنر یک هفته دوام بیاورند؛ اما هر دو تا سپتامبر‌۱۹۹۷ به مأموریت خود ادامه دادند.

در واپسین سال‌های قرن بیستم، ژاپن با مأموریت نوزومی (Nozomi) پا به میدان گذاشت. نوزومی در ۴‌ژوئیه‌ی۱۹۹۸ به فضا پرتاب شد. این فضاپیما به مریخ رسید؛ اما در دسامبر۲۰۰۳ نتوانست با موفقیت در مدار مریخ قرار بگیرد. دو مأموریت دیگر FBC هم هرگز موفق نشدند به سیاره‌ی سرخ برسند. مدارپیمای  مارس کلایمِیت (Mars Climate) در ۱۱‌دسامبر۱۹۹۸ به فضا پرتاب شد؛ اما پس از رسیدن به مریخ در سپتامبر۱۹۹۹، به‌دلیل خطای اندازه‌گیری ناپدید شد.

سطح‌نشین قطبی ناسا (MPL) و دو کاوشگر همراه آن (دیپ اسپیس 2) در ۳ژانویه‌ی۱۹۹۹ پرتاب شدند. تمام این کاوشگرها قبل از پایان سفر خود ناپدید شدند. دلیل شکست این مأموریت نقص MPL و خاموش‌شدن موتور آن بود.

۲۰۰۰ تاکنون: مریخ‌نوردها و مدارپیماها

کشف شواهد آب روی مریخ آغاز رنسانسی در اکتشافات مریخ بود. کاوشگر ادیسه‌ی ناسا (Mars Odyssey) در ۷مارس‌۲۰۰۱ پرتاب شد و در ۲۴‌اکتبر‌۲۰۰۱ به مریخ رسید. مأموریت این مدارپیما تابه‌امروز توسعه یافته است و رکورد طولانی‌ترین مأموریت اکتشافی مریخ را در ۱۵دسامبر‌۲۰۱۰ ازآنِ خود کرد. این فضاپیما تاکنون تقریبا ۳۵۰,۰۰۰ عکس فرستاده و بیش از ۹۵ درصد از داده‌های مریخ‌نوردهای اسپریت و آپورچونیتی را مخابره است.

سازمان فضایی اروپا مأموریت مدارپیما، سطح‌نشین خود به‌نام مارس اکسپرس، بیگل 2 را در ۲‌ژوئن۲۰۰۳ آغاز کرد. ارتباط سطح‌نشین این فضاپیما در ۲۵‌دسامبر‌۲۰۰۳ قطع شد؛ اما مدارپیما مأموریت خود را در نوامبر۲۰۰۵ ادامه داد. این مأموریت تابه‌امروز ادامه داشته است.

اسپریت و آپورچونیتی، دو مریخ‌نورد ناسا، در سال ۲۰۰۴ به مریخ فرستاده شدند و هرکدام شواهد زیادی از جریان‌های آبی روی سطح مریخ فرستادند. مأموریت اسپریت در مارس‌۲۰۱۰ به‌دلیل طوفان شن به‌پایان رسید؛ درحالی‌که آپورچونیتی تقریبا تا یک دهه پس از اسپریت به مأموریت خود ادامه داد. درنهایت آپورچونیتی در تابستان ۲۰۱۸ به‌دلیل طوفان شن به خواب ابدی فرورفت و ناسا اوایل ۲۰۱۹ پایان مأموریت این مریخ‌نورد را رسما اعلام کرد.

مدارپیمای بعدی ناسا Reconnaissance (به‌فارسی: عملیات شناسایی) در ۱۲اوت‌۲۰۰۵ پرتاب شد. این مدارپیما در ۱۲مارس‌۲۰۰۶، گردش به دور مریخ را آغاز کرد. هدف این مأموریت ارسال داده‌ها و اطلاعات بیشتری از مریخ بود.

تصور هنرمند مدارپیمای Reconnaissance ناسا را برفراز سیاره‌ی سرخ نشان می‌دهد.

در ۴اوت۲۰۰۷، ناسا سطح‌نشینی به‌نام مارس فوینکس را پرتاب کرد که در ۲۵‌مِی‌۲۰۰۸ به مریخ رسید و موفق شد یخ‌آب زیر سطح این سیاره را کشف کند. صفحات خورشیدی فوینکس در زمستان مریخی دچار نقص شدند و ارتباط با این سطح‌نشین ۴۷۵ میلیون دلاری در نوامبر۲۰۰۸ قطع شد. ناسا پس از تلاش‌های متعدد برای برقراری ارتباط، خرابی و پایان مأموریت فوینکس را در مِی‌۲۰۱۰ اعلام کرد. خسارت‌های واردشده در تصاویر مداری این مریخ‌نورد مشخص بود.

مریخ‌نورد قدرتمند ناسا، کریاسیتی، در سال ۲۰۱۲ با هدف جست‌>جوی علائمی از محیط‌های مسکونی کهن به دهانه‌ی گیل رسید. یافته‌های این مریخ‌نورد شامل حوزه‌های آبی و کشف متان روی سطح مریخ و یافتن ترکیب‌های زیستی بود. طراحی آپورچونیتی الهام‌بخش مریخ‌نورد دیگری به نام مارس ۲۰۲۰ شد که پس از رسیدن به سیاره‌ی سرخ در دهه‌ی ۲۰۲۰، پژوهش‌های خود را آغاز خواهد کرد.

نمایی از دوربین سطح‌نشین اینسایت روی بازوی رباتیک آن. این دوربین در ۵‌مارس‌۲۰۱۹ موفق شد خسوف قمری فوبوس را ثبت کند.

 کاوشگر MAVEN در نوامبر۲۰۱۳ پرتاب شد و در ۲۱‌سپتامبر‌۲۰۱۴ به مدار مریخ رسید و با هدف درک بهتر و پی‌بردن به‌دلیل رقیق‌شدن جوّ مریخ در طی میلیاردها سال، به بررسی تغییرات جوّی این سیاره ادامه می‌دهد.

ناسا کاوشگر اینسایت را در سال ۲۰۱۸ به مریخ فرستاد. این فضاپیما در نوامبر با موفقیت روی سطح مریخ فرود آمد. این سطح‌نشین در اوایل سال ۲۰۱۹ ابزارهای خود برای بررسی داخل مریخ را تنظیم کرد.

هندوستان آخرین کشوری است که در سال ۲۰۱۴، مریخ‌نورد MOM (مأموریت مدارپیمای مریخ) را با موفقیت در مدار مریخ قرار داد. این فضاپیما به‌اندازه‌ی کافی برای عکس‌برداری کامل از مریخ دور است و تاکنون، تصاویر زیادی به زمین فرستاده است.

افزون‌براین، سازمان فضایی اروپا با دو مأموریت دیگر به مریخ بازخواهد گشت. در برنامه‌ی ExoMars (به‌فارسی: دگرزیست‌شناسی مریخ)، پروژه‌ی مشترک روسیه و سازمان فضایی اروپا مدارپیمایی به‌نام TGO و سطح‌نشین اسکیاپارلی در سال ۲۰۱۶ پرتاب شدند. اگرچه اسکیاپارلی به سطح مریخ برخورد کرد، TGO به فعالیت خود ادامه داد. مأموریت بعدی ExoMars، مریخ‌نورد روزالین فرانکلین و سطح‌نشین همراه آن است که قرار است زمین را در سال ۲۰۲۰ ترک کنند.