کمتر از سه ماه دیگر، فضاپیمایی جدید به کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری پرتاب خواهد شد تا برای نخستین‌بار سیارکی عمدتاً فلزی به نام سایکی را به‌طور دقیق مطالعه کند.
کمتر از سه ماه دیگر، فضاپیمایی جدید به کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری پرتاب خواهد شد تا برای نخستین‌بار سیارکی عمدتاً فلزی به نام سایکی را به‌طور دقیق مطالعه کند.
سال ۲۰۱۱، لیندی الکینز تانتون و چند تن از همکاران با نگارش مقاله‌ای، ایده‌هایی در مورد چگونگی تشکیل اجرامی به نام خرده‌سیاره‌ها در میلیاردها سال پیش را بررسی و درباره‌ی وجود احتمالی بقایای آن‌ها در کمربند سیارکی گمانه‌زنی کردند. پس از آن، مقامات در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا در پاسادینا کالیفرنیا با الکینز تانتون ارتباط برقرار کردند و از او پرسیدند «آیا می‌خواهید مأموریتی برای آزمایش فرضیه‌ی خود پیشنهاد دهید؟» چنین پرسشی برای الکینز تانتون غیرمنتظره بود؛ زیرا انجام چنین کاری هرگز به ذهنش خطور نکرده بود. اما ۱۱ سال بعد، تلاش‌های او به ساخت فضاپیمای سیارکی جدیدی منجر شد که عازم سکوی پرتاب است.
الکینز تانتون، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه ایالتی آریزونا در فینیکس اکنون مدیر مأموریت جدید «سایکی» ناسا است. کاوشگر و سیارکی که دانشمندان می‌خواهند مطالعه کنند، هر دو سایکی خوانده می‌شوند؛ نامی که از الهه یونانی روان گرفته شده است. کاوشگر قصد دارد به‌منظور بررسی ماهیت و نحوه‌ی تشکیل سایکی، از آن بازدید کند و به‌دنبال سرنخ‌ها درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری خود سیاره‌های سنگی منظومه شمسی بگردد.
هفته‌ی گذشته، مهندسان آزمایش‌هایشان روی فضاپیمای سایکی را در آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا به پایان بردند و فضاپیما را به کیپ کاناورال فلوریدا منتقل کردند. درآنجا تیم مأموریت فضاپیما و صفحه‌های خورشیدی‌اش را درون موشک فالکون هوی اسپیس ایکس جا خواهند داد و آن را برای پرتاب آماده خواهند کرد. اگر همه‌چیز به خوبی پیش برود، سایکی یکم اوت (۱۰ مرداد) رهسپار فضا خواهد شد.
عملیات‌های ساخت فضاپیما از بیش از یک سال پیش در اتاق تمیز High Bay 1 در تاسیسات مونتاژ فضاپیمای آزمایشگاه پیش‌رانش جت در حال انجام بوده است. الکینز تانتون و تیمش در این محل دست به اصلاح و آزمایش ابزارهای سایکی زده و فضاپیما را درمعرض آزمون‌های الکترومغناطیسی، خلاء حرارتی، ارتعاش، شوک و آکوستیک قرار داده‌اند تا اطمینان یابند که کاوشگرشان توانایی مقاومت دربرابر لرزش شدید حین پرتاب را دارد.
اتاق تمیز به‌گونه‌ای طراحی شده است تا اطمینان حاصل شود که گرد و غبار و اثر انگشت عملکرد ابزارهای حساس را مختل نمی‌کنند و هیچ آلاینده‌ای از زمین به دیگر جهان‌ها منتقل نمی‌شود. صرفاً به‌منظور ورود به اتاق، فرد باید لباس سرتاپا سفید استریلی بپوشد که شامل پوشش‌های مو و کفش، روپوش و دستکش است. سپس باید از روی کفپوش‌های چسبناکی که خاک را به دام می‌اندازند، عبور کند و برای زدودن هرگونه ذرات اضافی که ممکن است در لباس پنهان شده باشند، به اتاق‌هایی به اندازه‌ی باجه تلفن با جریان سریع هوا وارد شود.
سایکی کاوشگری جعبه‌ای‌شکل است و ابعادی به اندازه‌ی تقریباً یک خودرو دارد. برفراز فضاپیما، آنتن جهت‌دار نعلبکی‌شکل بزرگی قرار دارد که برای ارسال و دریافت سیگنال از زمین به‌کار می‌رود. تیم مأموریت تا ماه آوریل مشغول انجام آزمایش‌ها روی سایکی بود. فضاپیما در کانتینری با محیط کنترل‌شده و در پروازی مستقیم سوار بر هواپیمای باربری بوئینگ سی-۱۷ به کیپ کاناورال منتقل شد. بااین‌حال صفحه‌های خورشیدی به‌صورت جداگانه ارسال و نزدیک به پرتاب فضاپیما به آن الحاق خواهند شد.
سیارک سایکی هدفی منحصربه‌فرد است که بین مدارهای مریخ و مشتری به دور خورشید می‌چرخد. این سنگ فضایی سیب‌زمینی‌شکل، ۲۲۵ کیلومتر قطر دارد و به جای سنگ و یخ، عمدتا از فلزات ساخته شده است. خوان سانچز، پژوهشگر سایکی و اخترشناس در مؤسسه علوم سیاره‌ای در شهر توسان آریزونا که در مأموریت مشارکت ندارد، به وب‌سایت وایرد می‌گوید: «[سایکی] بزرگ‌ترین سیارک فلزی در منظومه شمسی است و از روی زمین به‌طور گسترده مطالعه شده؛ اما نمی‌دانیم چگونه متولد شد و به وضعیت کنونی‌اش تکامل یافت.»
چنین ساختاری بدان معنا است که سایکی احتمالاً صرفاً سنگی با ترکیبی منحصربه‌فرد از فلزات نیست؛ بلکه امکان دارد بخشی از هسته‌ی باقی‌مانده‌ی سیاره‌ی نوزادی باشد که دراثر برخوردهای عظیم با دیگر سیارک‌ها در دوران پرتلاطم اولیه‌ی منظومه شمسی، لایه‌های بیرونی‌اش را ازدست داده است. درواقع، اگر سایکی هسته‌ی یک خرده‌سیاره باشد، ممکن است شبیه قسمت‌های داخلی فلزی سیاره‌های سنگی امروزی باشد. ویشنو ردی، اخترشناس در دانشگاه آریزونا در توسان که با وجود همکاری در دیگر مأموریت‌های سیارکی در مأموریت سایکی مشارکت ندارد، می‌گوید: «دیدن یک هسته عالی خواهد بود. ما خارج از داستان‌های علمی تخیلی، نمی‌توانیم به سراغ هسته‌ی زمین برویم؛ درنتیجه [کاوش سایکی] فرصتی برای مطالعه‌ی چیزی است که درون این اجرام وجود دارد.»
الکینز تانتون کاملاً اطمینان دارد که سایکی از آلیاژی از فلزاتی نظیر آهن و نیکل ساخته شده است؛ همان عناصری که در هسته‌های سیاره‌های داخلی ازجمله زمین یافت می‌شود. احتمال دارد سایکی مقادیر کمی مس و فلزات ارزشمندتر مانند پلاتین نیز داشته باشد و از این‌رو یک روز شرکت‌های معدن‌کاوی فضایی را به خود جذب کند.
تصویر هنری از پرواز فضاپیمای سایکی برفراز سیارک سایکی.
برنامه این است که سایکی در ژانویه ۲۰۲۶ به مدار اطراف سیارک هدایت شود و به مدت دست‌کم ۲۱ ماه در آنجا بماند تا بتواند از آن نقشه‌برداری و تصویربرداری و ساختار داخلی‌اش را از راه دور کاوش کند. فضاپیما حین گردش به دور سیارک، از مغناطیس‌سنج خود که ساخته‌ی دست دانشمندان دانشگاه فنی دانمارک و ام‌آی‌تی است، استفاده خواهد کرد تا دریابد آیا سایکی دارای آثاری از میدان مغناطیسی است یا نه. وجود میدان مغناطیسی می‌تواند بدان معنا باشد که سایکی هسته‌ی سیاره‌ای نوزاد است.
فضاپیما همچنین حامل دوربین‌های ساخت شرکت مالین اسپیس ساینس سیستمز است. تصویرهای ثبت‌شد‌ه از سایکی، ازطریق شبکه‌ی اعماق فضا که سامانه‌ای بین‌المللی از آنتن‌های عظیم تحت مدیریت آزمایشگاه پیش‌رانت جت ناسا است، به زمین ارسال خواهند شد. به دلیل مسافت زیاد بین زمین و کمربند سیارکی، این تصاویر به‌صورت آنی به زمین نخواهند رسید؛ اما ظرف مدت ۳۰ دقیقه پس از رسیدن، به صورت عمومی منتشر خواهند شد. الکینز تانسون می‌گوید «ما آن‌ها را ویرایش یا سانسور نخواهیم کرد. تمام مردم جهان می‌توانند به عکس‌ها نگاه بیندازند و هم‌زمان از خود بپرسند آن‌ها چیستند؛ زیرا مأموریت‌های فضایی برای همگان هستند.»
فضاپیما همچنین ابزار آشکارساز پرتو گاما و نوترون دارد که ساخت آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز است. این ابزار به دانشمندان امکان خواهد داد تا مقدار آهن، نیکل و دیگر عناصر قابل یافت در سطح سیارک را تعیین کنند. درنهایت از سامانه‌ی مخابراتی رادیویی نیز می‌توان برای اندازه‌گیری گرانش استفاده کرد. ازآنجا که فلز دوبرابر سنگ چگالی دارد، می‌توان با استفاده از آن‌ها تعیین کرد آیا سایکی واقعا جهانی عمدتاً فلزی است یا بیش از آنچه پیش‌تر تصور می‌شد، سنگ در ساختار آن ترکیب شده است.
ناسا برای ساخت بدنه‌ی فضاپیمای سایکی که تمام ابزارها روی آن نصب شده‌اند، با مکسار، شرکت فضایی مستقر در وست‌مینستر کلرادو همکاری کرده است. این نخستین‌بار است که مکسار در یک مأموریت اعماق فضا مشارکت می‌کند و با اصلاح نمونه‌ای پیش‌ساخته از شاسی ماهواره‌ای مخابراتی برای سایکی، هزینه‌ها را کاهش می‌دهد. این شرکت همچنین صفحه‌های خورشیدی صلیبی‌شکل بزرگ فضاپیما را که بعداً در فضا گشوده خواهند شد، ساخته است. با گشوده‌شدن صفحه‌ها، طول فضاپیما به اندازه‌ی زمین تنیس افزایش خواهد یافت. هرچند صفحات خورشیدی در نزدیکی زمین ۲۰ کیلووات انرژی از خورشید جمع‌آوری می‌کنند، این مقدار هنگام رسیدن فضاپیما به سایکی به حدود دو کیلووات کاهش خواهد یافت.
فضاپیما نسخه‌ای آزمایشی از یک فناوری به نام ارتباطات نوری اعماق فضا (DSOC) را نیز حمل می‌کند. هرچند تمام مأموریت‌های اعماق فضا ازجمله سایکی که از ماه فراتر می‌روند، برای برقراری ارتباط به امواج رادیویی متکی هستند، با لیزرها امکان رمزگذاری اطلاعات بیشتر وجود دارد. فناوری ارتباط لیزری نخستین گام به سمت بهبود ارتباطات و حتی امکان‌پذیری پخش ویدئو در مأموریت‌های آتی به مریخ است.
سایکی جدیدترین فضاپیما از مجموعه کاوشگرهای بازدیدکننده از دنباله‌دارها و سیارک‌ها است که وظیفه داشتند درک ما از مواد کمک‌کننده به تشکیل منظومه شمسی را گسترش دهند. فضاپیمای روزتای آژانس فضایی اروپا پیش از آنکه در سال ۲۰۱۴ با موفقیت روی یک دنباله‌دار فرود آید، از کنار سیارک فلزی لوتسیا پرواز کرد. بااین‌حال سایکی به‌طور متمرکزتر مورد مطالعه قرار خواهد گرفت.
فضاپیمای دان ناسا به وستا، بزرگ‌ترین سیارک در منظومه شمسی سفر و و در سال ۲۰۱۵ از سیاره کوتوله سرس در کمربند سیارکی بازدید کرد. از طرف دیگر، فضاپیماهای هایابوسا ۲ ژاپن و اسیریس رکس ناسا نیز در سال ۲۰۱۸ با سیارک‌های غنی از کربن نزدیک زمین به نام‌های ریوگو و بنو ملاقات و از هرکدام از آن‌ها نمونه‌برداری کردند. (فضاپیمای ژاپنی هم‌اکنون نمونه‌ها را به زمین رسانده است.) همچنین سال گذشته ناسا فضاپیمای لوسی را برای پرواز از کنار سیارک‌های تروجان پرتاب کرد؛ اجرامی که در مدار مشتری به دور خورشید به دام افتاده‌اند.
بااین‌حال فعلاً وظیفه‌ی اصلی ناسا، آماده‌کردن سایکی برای پرتاب است. هنری استون، مدیر برنامه سایکی در آزمایشگاه پیش‌رانش جت می‌گوید با رسیدن فضاپیما به کیپ کاناورال، تیم مأموریت سه ماه آینده را برای راه‌اندازی تجهیزات پشتیبان زمینی، اجرای آزمایش‌ها به‌منظور اطمینان از حمل‌ونقل صحیح و نهایی‌سازی پیکربندی فضاپیما صرف خواهد کرد. آن‌ها همچنین سامانه‌ی مخابراتی را برای ارسال فرمان‌ها و دریافت داده‌ها ازطریق شبکه اعماق فضا آزمایش خواهند کرد. با وجود این حجم زیاد از کارها در یک زمان، استون می‌گوید هم هیجان‌زده و هم نگران است.
الکینز تانتون احساس می‌کند آن‌ها هر آنچه را که می‌توانستند، در اتاق تمیز آزمایش کرده‌اند و اکنون آزمون واقعی در فضا اتفاق خواهد افتاد. او می‌گوید «من سال‌ها در مورد ابزارها نگران بودم و اکنون واقعا به آن‌ها اطمینان دارم. چندان درباره‌ی پرتاب نگران نیستم و بیشتر در مورد غافلگیری‌هایی که انتظارشان را نداریم، نگران هستم. این سامانه‌ای بسیار پیچیده است.»
منبع: زومیت