آماده‌سازی رُزتا برای زیارت الهه جنگ

تیمی از متخصصان، مهندسان و دانشمندان آژانس فضایی اروپا (esa) که در مأموریت کاوشگر فضایی رُزتا مشغول به کار می‌باشند، روزهای بسیار پر مشغله‌ای پیش رو دارند. حدود دو ماه دیگر یکی از حساس‌ترین رویدادهای این مأموریت به وقوع خواهد پیوست. در اواخر فوریه 2007 میلادی یا به عبارتی اوایل اسفند 1385 شمسی، کاوشگر فضایی رزتا به مریخ بسیار نزدیک خواهد شد تا با اجرای مانور از پیش طراحی شده  قلاب سنگ جاذبه‌ای، انرژی لازم جهت ادامه  مسیر پر پیچ و خم خود را از گرانش سیاره سرخ منظومه شمسی به دست آورد.

از دوم مارس 2004 میلادی (مصادف با 11 اسفند 1382 شمسی) که کاوشگر فضایی رزتا توسط پرتابگر آریان-5 به فضا فرستاده شد تا به امروز این سفینه در بخش درونی منظومه شمسی (فاصله‌ای کمتر از شعاع مدار زمین به دور خورشید) پیچ و تاب می‌خورده است. در خلال این مدت رزتا یک بار به نزدیکی زمین آمد و با استفاده از گرانش سیاره آبی زمین انرژی مداری خود را افزایش داد. حالا رزتا می رود تا برای دومین بار از گرانش مریخ برای افزایش قدرت مداری خویش استفاده کند تا بتواند در سال 2014 به مقصد نهایی خود یعنی دنباله‌دار 67پی-چُریموف گراسیمِنکو برسد.

آریان-5 آنقدر توان نداشت که رزتای 3 تنی را در مداری مستقیم به سمت دنباله‌دار 67پی-چُریموف گراسیمِنکو قرار دهد. از این رو مداری برای رزتا طراحی شد تا سفینه پس از انجام 4 مانور قلاب سنگ جاذبه‌ای انرژی لازم برای رسیدن به دنباله‌دار 67پی را در آنسوی مدار مشتری به دست آورد. اولین مانور در مارس 2005 و هنگام گذر رزتا از کنار زمین انجام شد. مانور دوم در اواخر فوریه 2007 و با کمک گرانش مریخ صورت خواهد پذیرفت. مانورهای سوم و چهارم برای نوامبر 2007 و نوامبر 2009 هنگامی که کاوشگر مجدداً به دیدار زمین می‌آید برنامه‌ریزی شده است.

در مانور قلاب سنگ جاذبه‌ای، سفینه فضایی باید به قدر کافی به جسم فضایی پر جرمی مانند سیارات منظومه شمسی نزدیک شود. در چنین حالتی گرانش جسم فضایی مانند یک فنر، سفینه را به جسم مزبور می‌چسباند. در نتیجه و با توجه به فاصله سفینه از جسم فضایی و گرانش بین آن دو، بخشی از سرعت و یا به عبارتی انرژی مداری سیاره در گردش به دور خورشید به سفینه اهداء می‌گردد.در حال حاضر و با توجه به قدرت پرتابگرهای فضایی، انجام این مانور تنها راه رساندن محموله‌های فضایی به مدارهای ماوراء مریخ می‌باشد.

قلاب سنگ جاذبه‌ای مانور بسیار حساسی است، چرا که کوچکترین اشتباه در محاسبه مدار تقرب سفینه می‌تواند مانور را بی‌اثر کند و یا منجر به انهدام سفینه در اثر برخورد با سیاره هدف شود. از این رو متخصصان مرکز کنترل کاوشگر فضایی رزتا از چند روز پیش کار خود را به سختی آغاز کرده‌اند تا پس از تعیین دقیق موقعیت و وضعیت سفینه، تغییرات احتمالی مورد نیاز در مدار کاوشگر را محاسبه نمایند. تنها در چنین شرایطی است که آنها می‌توانندبا ارسال فرامین لازم جهت روشن و خاموش کردن موتور سفینه از انجام اصلاحات لازم در مدار رزتا مطمئن شوند.

رزتا در 25 فوریه 2007 از نزدیک‌ترین فاصله خود با مریخ که تنها حدود 250 کیلومتر می‌باشد، گذر خواهد کرد. گرانش اندک مریخ نسبت به سایر سیارات منظومه شمسی (به جز عطارد که از مریخ هم کمتر است) و لزوم دستیابی به بیشترین راندمان از انجام این مانور پیچیده، گذر از چنین فاصله اندکی را ایجاب کرده است.  گذر از چنین فاصله اندکی مستلزم نهایت دقت و تمرکز می‌باشد. از این رو مسئولان مرکز عملیاتهای فضایی اروپا ESOC که در کشور آلمان مستقر است، مسیر حرکت رزتا را به دقت زیر نظر دارند. آنها برای 16 و 7 روز قبل از رسیدن رزتا به نزدیکترین فاصله از مریخ، مانورهایی را طراحی کرده‌اند تا از صحت انجام عملیات مطمئن باشند.

نزدیکی بسیار زیاد رزتا به مریخ فرصتی عالی است تا متخصصان مرکز کنترل نگاهی نزدیک به سیاره سرخ بیاندازند. تقریباً از اوایل ژانویه 2007 که رزتا به نزدیکیهای مریخ می‌رسد، تجهیزات داده‌برداری این کاوشگر و سطح‌نشین "پیلااِ" (Philae) که به آن متصل است، شروع به کار می‌کنند و به دانشمندان فرصتی عالی می‌دهند تا اطلاعات و معلومات خود را از همسایه سرخ کامل نمایند. فرآیند داده‌برداری تا اواخر مارس 2007 ادامه خواهد داشت.

Philae که قرار است پس از رسیدن رزتا به دنباله‌دار 67پی از سفینه مادر جدا شده و بر سطح دنباله‌دار فرود آید، کاوشگر کوچک 21 کیلوگرمی است که به سطح خارجی رزتا چسبیده است. در مدت زمان در نظر گرفته شده جهت کاوش سطح دنباله‌دار 67پی توسط پیلااِ، اطلاعات به دست آمده به سفینه مادر (رزتا) ارسال شده و از آنجا به زمین فرستاده خواهد شد.

... نگاه رزتا به مریخ

در همین روزهایی که این مقاله آماده می‌شود، متخصصان مرکز کنترل ESOC به منظور آماده کردن سفینه جهت داده‌برداری از سطح مریخ، ابزارهای علمی رزتا را روشن خواهند کرد و نسبت به کالیبراسیون آنها اقدام خواهند نمود. بین دوم تا سوم ژانویه 2007، رزتا دوربین OSIRIS نصب شده بر خود را جهت تصویربرداری از خرده‌سیارک 21-لوتتیا که بین مدار مریخ و مشتری قرار دارد، آماده خواهد نمود. سپس و طی 36 ساعت بعد از آن رزتا فقط به این خرده‌سیارک خواهد نگریست تا دانشمندان چگونگی چرخش آن را به واسطه تصاویر متعددی که از این سیارک گرفته می‌شود، استنتاج نمایند. این موضوع برای رزتا از آن جهت اهمیت دارد که در جولای 2010 از فاصله 2000 کیلومتری 21-لوتتیا خواهد گذشت. درک درست دانشمندان از چگونگی حرکت و چرخش خرده‌سیارک به آنها کمک خواهد کرد تا در گذر سال 2010 قادر به تهیه تصاویر و دریافت اطلاعات دقیقتری از این سیارک باشند.

رزتا از حدود 20 ساعت قبل از تقرب حداکثر به مریخ تا چند هفته پس از آن قادر به داده‌برداری از سطح و اتمسفر مریخ خواهد بود. البته اگر در آزمایش حین پروازی که برای 7 ژانویه 2007 طراحی شده است، مشخص گردد که شرایط تشعشعی و حرارتی سفینه جهت انجام دقیق و مطمئن مأموریت سیستم ناوبری خودکار رزتا برای مانور گذر نزدیک از مریخ، مناسب نمی‌باشد، کلیه عملیات علمی که برای قبل از نزدیکی حداکثر طراحی شده‌اند لغو شده و ابزارهای داده‌برداری خاموش خواهند شد.

حتی اگر عملیات داده‌برداری لغو نشود، در مدتی که کاوشگر از نزدیک‌ترینفاصله نسبت به مریخ گذر می‌کند، ابزارهای داده‌برداری حدود سه ساعت خاموش خواهند شد. این موضوع به دلیل گذر رزتا از منطقه سایه واقع در پشت سیاره مریخ نسبت به خورشید می‌باشد. وقتی نور خورشید در کار نباشد، صفحات خورشیدی نیز قادر به تولید انرژی الکتریکی نخواهند بود و در نتیجه ابزارهای داده‌برداری نمی‌توانند به فعالیت خود ادامه دهند. مدت زمان واقعی گذر از سایه 25 دقیقه است که مدتی قبل و بعد از آن سیستمهای غیر ضروری خاموش خواهند شد. اما از آنجاییکه سطح‌نشین پیلااِ سیستم تأمین انرژی مستقل و مخصوص به خود دارد، در مدت زمان گذر از سایه مریخ همچنان به داده‌برداری و ذخیره آنها ادامه خواهد داد.

رزتا علاوه بر اینکه داده‌هایی از سطح و ترکیبات جو مریخ برداشت خواهد کرد، نسبت به داده‌برداری از تأثیر بادهای خورشیدی و میدان مغناطیسی ضعیف مریخ بر جو این سیاره نیز اقدام خواهد کرد. رزتا همچنین از دو قمر طبیعی مریخ به نامهای فوبوس (Phobos) و دیموس (Deimos) نیز تصویربرداری خواهد نمود.

در هنگام گذر رزتا از کنار مریخ، سرعت و شتاب سفینه با استفاده از اثر داپلر دائماً و با دقت بسیار زیادی اندازه‌گیری می‌شود تا در صورت بروز هرگونه مشکلی سریعاً نسبت به رفع آن اقدام شود.

بدنه اصلی کاوشگر رُزتا مکعبی است به ابعاد  8/2 * 1/2 * 0/2  مترکه تمامی ابزار و وسایل اندازه‌گیری، کنترل و سیستمهای سفینه 3 تنی را در بر گرفته است. این کاوشگر دارای دو صفحه خورشیدی بزرگ به طول 14 متر است که در مجموع 64 متر‌مربع مساحت دارند. این صفحات خورشیدی بزرگ باعث شده که رُزتا اولین سفینه فضایی باشد  که در فاصله‌ای بسیار دور از خورشید و جایی فراتر از مدار مشتری، تنها متکی به انرژی خورشیدی بوده و هیچ وسیله دیگری جهت تولید انرژی با خود حمل ننماید.

برنامه زمانی کاوشگر رُزتا در مسیر رسیدن به 67پی به قرار زیر است:

• مارس 2005 -                         مانور قلاب سنگ در اولین گذر از کنار زمین  (انجام شد)

• 26 فوریه 2007 -                      مانور قلاب سنگ در گذر از کنار مریخ  (در دست انجام)

• نوامبر 2007 -                          مانور قلاب سنگ در دومین گذر از کنار زمین

• 5 سپتامبر 2008 -                  گذر از نزدیکیخرده‌سیارک استینز

• نوامبر 2009 -                           مانور قلاب سنگ در سومین و آخرین گذر از کنار زمین

• دهم ژولای 2010 -                  گذر از نزدیکی خرده‌سیارک لوتِتیا

• از می 2011 تا ژانویه 2014 -      دوران خواب زمستانی در اعماق فضا

• ژانویه تا می 2014 -                 فرایند نزدیکی به دنباله‌دار

• آگوست 2014 -                       فرایند نقشه‌برداری و آنالیز دنباله‌دار

• نوامبر 2014 -                           جدا شدن پیلااِ از رزتا و فرود آن بر سطح دنباله‌دار

• از نوامبر 2014 تا دسامبر 2015 -  تعقیب و مراقبت دنباله‌دار  به دور خورشید