جستجوی اعماق فضا با کنکاش در عمق اقیانوس‌ ؛ پروژه ساب‌سی (SUBSEA) ناسا

پروژه ساب‌سی (SUBSEA) یکی از هیجان‌انگیزترین پروژه‌های ناساست. اما این بار نه در منطقه‌ای از منظومه شمسی، بلکه در اقیانوس آرام و در اطراف جزایر هاوایی. با اینکار ناسا پتانسیل‌های برخی اقمار منظمومه شمسی در پشتیبانی از حیات را جستجو خواهد کرد.

روز گذشته ناسا یکی دیگر از جستجوهای خود برای یافتن حیات در عمق فضا را آغاز کرد، اما این بار نه با سر و صدا و هیاهوی یک موشک بزرگ، بلکه با یک شیرجه آرام به درون عمق اقیانوس آرام.

در این پروژه که “آنالوگ سیستماتیک اکتشافی و بیوشیمیایی زیر آب” (SUBSEA) نام گرفته است، با استفاده از ربات‌های زیر آب، محیط اطراف یک آتشفشان در عمق اقیانوس در اطراف سواحل هاوایی از جنبه‌های مختلف زیستی، شیمیایی و جغرافیایی مورد کاوش قرار خواهد گرفت. دانشمندان معتقدند که مشابه چنین محیط‌هایی ممکن است بر روی قمر انسلادوس سیاره زحل نیز وجود داشته باشد.

اعمق فضا و اعماق اقیانوس‌ها آنطور ها هم که فکر می‌کنید به هم بی‌ربط نیستند. در سال‌های 2018 و 2019 جستجوی ناسا به دنبال حیات به زیر اعماق امواج اقیانوس‌ها و در همین سیاره خاکی خودمان ادامه پیدا خواهد کرد. این سازمان فضایی در نطر دارد سامانه‌های هیدروترمال زیر دریا را مورد کاوش قرار دهد. این مکان‌های ویژه می‌توانند شبیه به اقیانوس‌هایی باشند که در چند جرم مظنون در همین منظومه شمسی خودمان پیدا خواهیم کرد.

ناسا پیش از این نیز محیط‌های مشابه به سایر سیارات یا همان محیط‌های آنالوگ را مورد مطالعه قرار داده بود. اکنون نیز در پروژه ساب‌سی در نظر دارد تا اعماق فضا را در عمق اقیانوس‌ها جستجو کند. همزمان با جستجو به دنبال سرنخ‌هایی درباره محیط‌های مشابه بر روی سایر جهان‌های اقیانوسی و پتانسیل زیست‌پذیری آنها، تیم مطالعاتی این پروژه بهترین راه‌ها برای پیشبرد یک ماموریت علمی از راه دور و بهینه‌ساری اکتشافات آینده را مورد بررسی قرار خواهند داد.

مطالعه محیط‌های اکستریم و شدید بر روی زمین که حیات ممکن است در آنجا وجود داشته باشد به دانشمندان در درک حیات بالقوه‌ای کمک می‌کند که می‌تواند در محیط‌های شدید مشابه در سایر نقاط منظومه شمسی نیز موجود باشد.

ناسا در پروژه SUBSEA از همکاری محققان دریایی سازمان ملی جوی اقیانوسی (NOAA) و اتحادیه اکتشافات اقیانوسی (OET) و چند نهاد دیگر بهره خواهد گرفت. کاوشگرهای هرکولس (Hercules) و آرگوس (Argus) دو ربات زیر آب کنترل از راه دور هستند که تصویر آنها در شکل مشخص است. این دو کاوشگر توسط OET اجرا و از روی کشتی عملیات که ناتیلوس (Nautilus) نام دارد، به آب زده شدند. تیم پروژه SUBSEA ناسا سه هفته در زیر آب به سر خواهند برد.

انسلادوس
انسلادوس (Enceladus) قمر سیاره زحل در زیر شوسته یخی خود اقیانوسی به عمق بیش از60 کیلومتر را جای داده است. برهمکنش سنگ و آب در کف این اقیانوس می‌تواند واکنش‌های شیمیایی را پدید آورد که وجود متابولیسم‌های میکروبی را ممکن می‌کند. (اعتبار : NASA)

آنها در طول این مدت جدا از مطالعه محیط اطراف این آتشفشان، یک ماموریت رباتی-انسانی که نمونه مشابه آن شاید در اکتشافات عمیق فضایی آینده به انجام برسد را شبیه‌سازی می‌کنند.

بیشتر بخوانید : عکس جدید فضاپیمای کاسینی: آبفشان‌های انسلادوس از دوردست

این همکاری تحقیقاتی میان اقیانوس و فضا چیز بسیار جالبی خواهد بود، مخصوصا زمانی که به شما بگوییم برای کاوش در هر دو این محیط‌ها کاوشگرهایی رباتیک به جاهایی فرستاده خواهند شد که انسان به سادگی نمی‌تواند به آنجا دسترسی داشته باشد. ترکیب این دو جهان با یکدیگر به تیم تحقیقاتی پروژه ساب‌سی به رهبری دارلن لیم (Darlene Lim) از مرکز تحقیقات ایمز ناسا در سیلیکون ولی کالیفرنیا، کمک می‌کند تا برای انواع جدیدی از کاوش های فضایی خود را آماده کنند. در واقع آنها اکنون در حال تمرین ماموریت‌های فضایی بر روی زمین هستند.

پروژه ساب‌سی (SUBSEA) ناسا ؛ شبیه سازی یک ماموریت فضایی در دل دریا

استراتژی بلند مدت ناسا برای اکتشاف‌های عمیق فضایی، ماموریت‌های مشترک انسان و ربات را در برمی‌گیرد. یک طراحی بالقوه که فضانوردان را قادر می‌سازد ارتباطی فوری با ربات‌هایی داشته باشند که بر روی سطح پایگاهی مانند ماه قرار دارند. چنین ماموریتی اصطلاحا یک تله‌عملیاتِ با تاخیر کم (LLT) نامیده می‌شود.

خدمه یک ماموریت LLT می‌توانند بی‌درنگ دستورهای خود را بر اساس راهنمایی‌های علمی و جهت‌دهی‌های اکتشافی تیم علمی مستقر روی زمین، به سوی ربات‌ها ارسال کنند. علی‌رغم اینکه از نظر ارتباطی با تیم علمی مستقر بر روی زمین همگام نیستند.

عملیات های پروژه ساب‌سی با طراحی چنین ماموریتی فضایی موازی هستند. میدان عملیاتی علمی آنها بر روی عرشه کشتی ناتیلوس (Nautilus) واقع شده است. این عرشه توسط دو دو کاوشگر عملیاتی کنترل از راه دور زیر آب، به نام‌های هرکیولس و آرگوس با نام اختصاری  ROVs مجهز شده است.

این ربات‌های زیر آب توسط اپراتورهای انسانی مستقر بر روی کشتی هدایت می‌شوند. این اپراتورها به نوبه خود از یک تیم علمی واقع در مراکز فرماندهی در ایالات متحده، راهنمایی دریافت می‌کنند. این مراکز فرماندهی توسط زیرساخت‌های ارتباطی طراحی شده برای تله‌عملیات‌ها به کشتی ناتیلوس متصل است و ویدیوها و سایر داده‌های زنده تهیه شده توسط اعضای تیم علمی واقع روی عرشه را دریافت می‌کنند.

دانشمندانی که تحقیقات را در سیستم‌های هیدروترمال سطح دریا در قالب یک ماموریت LLT شبیه‌سازی شده به پیش می‌برند، با این کار کل تیم را قادر می‌سازند تا بهترین شیوه انجام وظایف و توسعه ابزارهایی که در اکتشافات علمی در فضا به کار خواهند آمد را متوجه شوند. رویکرد کل تیم بر سه زمینه اصلی متمرکز شده است:

  • تحقیقات علمی
  • عملیات علمی
  • فناوری‌های اطلاعاتی

تحقیقات علمی پروژه ساب‌سی

هدف علمی این پروژه در سال 2018 چشمه‌های گرمی هستند که از آتش‌فشان‌های زیر آب حوالی جزایر هاوایی خارج می‌شوند. این آتشفشان‌ها به کوه‌های دریایی لوی‌هی ( Lō`ihi) معروف هستند. این محیط‌ها نماینده‌ها مناسبی برای شرایطی هستند که دانشمندان باور دارند بر روی برخی از اقمار موجود در منظومه شمسی وجود دارد. این اقمار می‌توانند ترکیبی از فاکتورهای پشتیبانی از حیات را دارا باشند.

انسلادوس (Enceladus) و اروپا (Europa) به ترتیب اقمار زحل و مشتری در زیر سطح یخ‌زده خود، اقیانوس‌هایی را مخفی کرده‌اند. برهم‌کنش میان آب و سنگ در سطح دریاهای آنها می‌تواند به طور بالقوه به واکنش‌های شیمیایی مربوط به متاولیسم میکروبی احتمالی منجر شود.


بیشتر بخوانید : قمر انسلادوس اقیانوس‌های درونی وسیعی دارد


گمانه‌زنی می‌شود نوع خاص فعالیت‌های آتشفشانی کوه دریایی لوی‌هی (Lō`ihi) در هاوایی با آنچه در این محل‌ها وجود دارد، مشابه باشد. داده‌های چشمه‌های گرم این آتشفشان‌ها می‌تواند بر پیش‌بینی‌های دانشمندان درباره شرایط موجود در اقیانوس‌های این اقمار بسیار اثرگذار باشد.

عملیات‌های علمی پروژه ساب‌سی

چگونگی انجام این تحقیقات از مراحل موجود در هر فرآیند گرفته تا شیوه‌های ارتباطی اعضای تیم با یکدیگر را اصطلاحا “عملیات” می‌گویند. پروژه ساب‌سی با اتخاذ یک رویکرد چندرشته‌ای این موضوع را مطالعه می‌کند که علم چگونه در محدوده این ماموریت شبیه‌سازی شده عمیق فضایی می‌تواند به نحو احسن به انجام برسد.

با انجام آزمایش‌هایی مانند پروژه ساب‌سی که چگونگی رخ‌دادن اکتشافات علمی در سایر جهان‌ها را نشان می‌دهد، تیم مطالعاتی می‌تواند دانش و تجربه ناسا را با استفاده از این عملیات‌ها بسازند و ارزیابی کنند تا در نهایت بتواند پشتوانه‌ای برای ماموریت‌های موفق علمی LLT باشد.

انسلادوس قمر زحل
تصویری هنری از سطح مقطع پوسته قمر انسلادوسِ سیاره زحل که نشان می‌دهد چگونه فعالیت هیدروترمال می‌تواند منجر به خروج آب از سطح این قمر شود. (اعتبار : NASA/JPL-Caltech/Southwest Research Institute)

فناوری اطلاعات (IT) پروژه ساب‌سی

انجام عملیات علمی تحت شرایط یک تله‌عملیات به نرم‌افزارهایی متناسب با شکل‌های مختلف اکتشافات فضایی که شرایط منحصر به فرد خود را دارند، نیازمند است. پروژه ساب‌سی از یک فناوری اطلاعات اولیه استفاده می‌کند تا ارزیابی کند که قابلیت‌های کدام نرم‌افزار برای ماموریت‌هایی با تاخیر ارتباطی طولانی مناسب است. همچنین این پروژه در صدد است تا هر یک از این ابزارها را براساس توانایی‌هایشان برای پشتیبانی از یک ماموریت LLT متمرکز بر عمل، بهبود ببخشد.

میراث ساب‌سی چه خواهد بود؟

در نهایت یافته‌های محققان پروژه ساب‌سی به تیم طراحی ماموریت برای توسعه روش‌های انجام فعالیت‌های علمی با بهترین راندمان و به صورت مولد و امن و در جریان عملیات‌های تله‌رباتیک با تاخیر کم در محیط‌های عمیق فضایی نظیر مریخ کمک خواهد کرد. با استفاده از نتایج علمی بدست آمده، این پروژه درک ما از پتانسیل‌های اقیانوس‌های سایر جهان برای پشتیبانی از حیات را گسترش خواهد داد.


بیشتر بخوانید : بررسی زیست‌پذیری ماه ؛ آیا حیات در گذشته قمر زمین وجود داشته است؟


دانشمندان یک ایده بهتر بدست خواهند آورد از اینکه چگونه یک طیفی از واکنش‌های آب و سنگ می‌تواند بر دسترسی منابع انرژی برای متابولیسم میکروبی پایدار اثر گذار باشد و جایی که شرایط اینچنینی می‌تواند وجود داشته باشد.

مرحل کلیدی پروژه ساب‌سی:

آگوست 2018: نخستین سفر میدانی پروژه ساب‌سی بر روی توصیف جغرافیایی، جریان انرژی سیستم و اجتماعات میکروبی با کوه آتشفشانی زیردریایی لوی‌هی (Lō`ihi) متمرکز خواهد شد. معماری واقعیت مجازی که توسط خدمه کشتی ناتیلوس مورد استفاده قرار میگیرد به عنوان یک مدل برای طراحی معماری‌های LLT ماموریت‌های آینده ناسا مورد مطالعه قرار می‌گیرد.

سال 2019: در دومین موضع‌گیری ساب‌سی، این پروژه تاخیرهای ارتباطی مشابه با شرایط مریخ به شبیه‌سازی ماموریت خود اضافه خواهد کرد. سایتی که این تیم در سال 2019 در آن فعالیت خواهند کرد منطبق با مقصدیابی ماموریت‌های آینده و مکمل محیط کوه لوی‌هی در هاوایی خواهد بود.

همکاران ناسا در پروژه ساب‌سی :

برنامه تحقیقاتی ساب‌سی یک همکاری میان آژانس‌های دولتی، تیم‌های تحقیقاتی آکادمیک و غیرانتفاعی و برای پشتیبانی از اکتشافات فضایی و زمینی خواهد بود. از جمله نهادهای شرکت کننده می‌توان به سازمان اکتشافات اقیانوسی ناسا (NOAA) و مراکز آکادمیک متنوع دیگر اشاره کرد. سرمایه‌گذاری این پروژه توسط برنامه پی‌استار (PSTAR) ناسا، با تامین زیرساخت‌هایی قابل توجه و پشتیبانی دفتر مطالعات و اکتشافات اقیانوسی NOAA انجام خواهد شد.

بیشتر بخوانید :

منبع : Nasa , Astrobio



ارسال نظر