مریخ یا سیاره سرخ شناخته‌شده‌ترین دنیای منظومه شمسی است که تاکنون هدف پژوهش‌ها و مأموریت‌های متعددی بوده است؛ اما هنوز پرسش‌های زیادی درباره آن وجود دارد.
مریخ یا سیاره سرخ شناخته‌شده‌ترین دنیای منظومه شمسی است که تاکنون هدف پژوهش‌ها و مأموریت‌های متعددی بوده است؛ اما هنوز پرسش‌های زیادی درباره آن وجود دارد.
امروزه می‌توان گفت مریخ، به لطف کاوش‌ها و اکتشافات متعدد یکی از آشناترین نقاط منظومه شمسی است. مریخ چهارمین سیاره منظومه شمسی (براساس فاصله از خورشید) و دومین سیاره کوچک پس از عطارد است. نام مریخ یا مارس با الهام از خدای جنگ رومی انتخاب شده است و اغلب با لقب سیاره سرخ آن را می‌شناسند.
فراوانی اکسید آهن در پوسته مریخ دلیل اصلی رنگ سرخ خاک است. روزها و فصل‌های مریخ تا حد زیادی به زمین شباهت دارند که دلیل آن هم شباهت دوره چرخش به دور خورشید و چرخش محوری آن به زمین است. بزرگ‌ترین کوه آتشفشان و دومین کوه بلند در کل منظومه شمسی در مریخ قرار گرفته است و دره مارینریس یکی از بزرگ‌ترین دره‌های منظومه شمسی است. مریخ دارای دو قمر به نام‌های فوبوس و دایموس است که برخلاف قمر زمین شکل نامنظمی دارند. احتمالاً این دو قمر سیارک‌هایی بوده‌اند که در دام گرانش مریخ افتاده‌اند.
مریخ سیاره‌ای سرد و دنیایی بیابانی با جو بسیار رقیق است. طوفان‌های گردوغبار مریخ به حدی شدید هستند که می‌توانند کل سطح این سیاره را بپوشانند. دمای این سیاره به‌قدری پایین است که کربن‌دی‌اکسید موجود در جو به‌صورت مستقیم به شکل برف و یخ روی سطح آن فرود می‌آید.
حجم یخ‌آب در اعماق پوشش یخی قطب جنوب مریخ برای پوشاندن کل سطح سیاره تا عمق ۱۱ متر کافی است. ناسا در نوامبر ۲۰۱۶، یافته‌هایی مبنی بر وجود یخ زیرزمینی در صفحه اتوپیا پانیتیا گزارش کرد. براساس تخمین‌ها، حجم آب کشف شده برابر با حجم آب موجود در دریاچه سوپریور آمریکای شمالی است. مریخ را می‌توان به‌راحتی از زمین با چشم غیرمسلح و به شکل یک نقطه سرخ مشاهده کرد.
این تصویر رنگی مریخ با ابزار OSIRIS از فضاپیمای رزتای آژانس فضایی اروپا در فوریه ۲۰۰۶ ثبت شده است.
چرا مریخ را سیاره سرخ می نامند؟
رنگ مسی روشن مریخ به دلیل فراوانی مواد معدنی غنی از آهن در رگولیت‌های آن است. رگولیت به سنگ‌ها وغبارهای سستی گفته می‌شود که سطح را می‌پوشانند. خاک زمین هم نوعی رگولیت است با این تفاوت که سرشار از مواد آلی است. به نقل از ناسا، مواد معدنی آهنی دچار اکسایش یا زنگ‌زدگی می‌شوند و ظاهر سرخ‌رنگی را به مریخ می‌بخشند.
سیاره مریخ چگونه تشکیل شد؟
تقریباً ۴٫۶ میلیارد سال پیش در اولین روزهای منظومه شمسی، قرصی از گاز و غبار در مدار خورشید جوان شکل گرفت. دو نظریه نشان می‌دهند که چگونه در طی میلیون‌ها سال، سیاره‌های سنگی داخلی منظومه شمسی از داخل این قرص ماده شکل گرفتند. براساس نظریه‌ای قدیمی‌تر، غبار موجود در منظومه شمسی داخلی به شکل توده‌های بزرگ‌تری درآمد و این توده‌ها به تدریج هم‌اندازه با ماه زمین شدند. برخورد این جنین‌های سیاره‌ای درنهایت به شکل‌گیری سیاره‌هایی مثل عطارد، زهره، زمین و مریخ انجامید.
تصویر مفهومی هنرمند از سحابی خورشیدی، ابری از گاز و غبار که سیاره‌های منظومه شمسی در میان آن شکل گرفتند.
بااین‌حال نظریه‌ای جدیدتر فرایند رشد متفاوتی را در نظر می‌گیرد. در این فرایند سنگ‌ریزه‌هایی در ابعاد میلی‌متر از بخش خارجی منظومه شمسی به سمت خورشید حرکت کردند. این سنگریزه‌ها در طول مسیر به شکل جنین‌های سیاره‌ای داخلی درآمدند و قدم به قدم به‌اندازه فعلی رسیدند. هر دو نظریه مبتنی بر مدل‌های تئوری و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری هستند که هدفشان بازسازی شرایط و متغیرهای منظومه شمسی آغازین است. هر دو نظریه همچنین مسیرهای احتمالی شکل‌گیری سیاره‌ها را توصیف می‌کنند؛ اما کدام نظریه صحیح است؟ کدام فرایند واقعاً رخ داده است؟
برخلاف زمین که از نظر تکتونیکی فعال است و سنگ‌ها در طی بازه‌های چندمیلیارد‌ساله تغییر می‌کنند، مریخ فاقد فعالیت تکتونیکی است؛ بنابراین قدیمی‌ترین سنگ‌های مریخی روی سطح آن موجود هستند. مطالعه این سنگ‌ها روشی برای پی بردن به چگونگی شکل‌گیری سیاره سرخ است. همچنین دانشمندان با بررسی سیاره‌های فراخورشیدی و شباهت آن‌ها به سیاره‌های منظومه شمسی و همچنین عناصر یکسان در شکل‌گیری زمین و مریخ می‌توانند به این پرسش‌ها پاسخ بدهند؛ اما هنوز هیچ‌کدام از نظریه‌ها به‌صورت قطعی اثبات نشده‌اند.
چرا مریخ از زمین کوچک تر است؟
اندازه یک سیاره به مقدار ماده و ابر گاز و غبار اولیه وابسته است. به نقل از ناسا، شعاع مریخ نزدیک به ۳۳۹۰ کیلومتر است؛ اما مریخ مانند زمین کاملاً دایره‌ای نیست. بلکه به دلیل چرخش، اندکی در قسمت استوا دارای برآمدگی است. یکی از دلایل اصلی کوچک بودن مریخ نسبت به زمین تفاوت گرانش این دو است. گرانش مریخ تقریباً یک سوم گرانش زمین است زیرا جرم کمتری برای جذب اجسام به سطح خود دارد. این ویژگی تا حدودی می‌تواند برای پژوهش‌ها و اکتشافات مفید باشد. برای مثال هلیکوپتر اینجنیوتی به دلیل گرانش پائین‌تر آسان‌تر پرواز می‌کند و از سطح مریخ برمی‌خیزد؛ اما این گرانش مشکلات خود را دارد و باعث می‌شود جو این سیاره بسیار رقیق باشد.
مقایسه زمین و مریخ
خصوصیات فیزیکی و ترکیب سیاره مریخ
قطر مریخ برابر با نیمی از قطر زمین و مساحت سطح آن هم اندکی از مساحت خشکی‌های زمین کمتر است. مریخ چگالی کمتری نسبت به زمین دارد. حجم آن ۱۵ درصد حجم زمین و جرم آن تقریباً ۱۱ درصد جرم زمین است؛ درنتیجه گرانش مریخ، ۳۸ درصد از گرانش زمین است. بنابراین شخصی با وزن ۱۰۰ کیلوگرم روی زمین در مریخ ۶۲ کیلوگرم خوهد بود اما جرم او در زمین و مریخ یکسان است.
غباری که سطح مریخ را پوشانده است مثل پودر تالک است. زیر لایه‌ای از غبار، پوسته مریخی قرارگرفته که بیشترین بخش آن را سنگ‌های آتشفشانی بازالت تشکیل می‌دهد. خاک مریخ حاوی مواد مغذی مثل سدیم، پتاسیم، کلراید و منیزیم است. تصور می‌شود پوسته مریخی یک تکه باشد. برخلاف زمین، سیاره سرخ فاقد صفحات تکتونیکی است. زمین‌ساخت‌ها یا تکتونیک‌های صفحه‌ای روی گوشته شناور هستند و عامل اصلی تغییر شکل زمین هستند. اما ازآنجاکه تقریباً هیچ حرکتی در پوسته مریخ وجود ندارد، سنگ‌های مذاب در یک نقطه جمع شده‌اند و آتشفشان‌های عظیمی را روی سطح این سیاره به وجود آورده‌اند.
البته این به معنی بی حرکت بودن پوسته نیست. براساس پژوهش‌ها، احتمالاً رانش‌های پرقدرت منجر به ایجاد شیب‌های مریخی شده‌اند. به‌عقیده پژوهشگران، یخ ماده‌ای مهم برای روان‌سازی رانش‌ها در مریخ حتی در نواحی استوایی مثل والس مارینریس است. هر گونه حیات احتمالی روی مریخ احتمالاً زیر زمین آن در جریان است. با اینکه ستاره‌شناسان به جستجوی علائم حیات گذشته و حال در مریخ ادامه می‌دهند اما تاکنون هیچ مدرکی دال بر وجود حیات مریخی به دست نیامده است.
براساس شواهد، میلیون‌ها سال است که هیچ فعالیت آتشفشانی در مریخ رخ نداده است. گوشته مریخ بسیار خاموش و آرام است. گوشته از سیلیکون، اکسیژن، آهن و منیزیم تشکیل شده است و ضخامت آن به نقل از ناسا به ۱۲۴۰ تا ۱۸۸۰ کیلومتر می‌رسد. مرکز مریخ هسته جامدی از آهن، نیکل و سولفور دارد که حرکت نمی‌کند؛ بنابراین این سیاره فاقد میدان مغناطیسی سراسری است؛ بدون وجود میدان مغناطیسی، تابش‌های فضایی به این سیاره برخورد می‌کنند و آن را به جهانی سکونت‌ناپذیر تبدیل کرده‌اند.
سطح‌نشین اینسایت ناسا از سال ۲۰۱۸ در حال بررسی ساختار داخلی مریخ است. اینسایت زلزله‌های مریخی را اندازه‌گیری کرده است. داده‌های اینسایت دیدگاه‌های کلیدی را درباره ساختار داخلی این سیاره آشکار کردند. برای مثال براساس تخمین‌های جدید این مأموریت، قطر هسته مریخ بین ۱۷۸۰ تا ۲۰۸۰ کیلومتر و ضخامت پوسته آن بین ۲۴ تا ۷۲ کیلومتر است. بقیه ساختار را هم گوشته تشکیل می‌دهد. این در حالی است که عرض هسته زمین به ۱۲۲۰ کیلومتر و گوشته آن به ۲۹۰۰ کیلومتر می‌رسد. همچنین زمین دو نوع پوسته دارد. پوسته قاره‌ای و اقیانوسی که ضخامت آن‌ها به ترتیب برابر با ۴۰ کیلومتر و ۸ کیلومتر است.
مریخ میزبان بلندترین کوهستان‌ها و عمیق‌ترین و طولانی‌ترین دره در کل منظومه شمسی است. ارتفاع کوه المپوس مانس به ۲۷ کیلومتر می‌رسد که تقریباً سه برابر ارتفاع کوه اورست است. عمق دره مارینریس مریخ هفت کیلومتر است و وسعت آن از شرق به غرب به ۴۰۰۰ کیلومتر می‌رسد که تقریباً برابر با عرض استرالیا است.
دانشمندان معتقدند دره مارینریس بر اثر خراش و کشیدگی پوسته به وجود آمده است. عرض دره‌های مستقل داخلی به ۱۰۰ کیلومتر می‌رسد. دره‌ها در بخش مرکزی دره مارینریس در منطقه‌ای به عرض ۶۰۰ کیلومتر ادغام می‌شوند. کانال‌های بزرگ برخاسته از انتهای بعضی دره‌ها و رسوب‌های لایه‌ای نشان می‌دهند دره‌ها زمانی مملو از آب بوده‌اند. مریخ دارای بزرگ‌ترین آتشفشان‌ها در کل منظومه شمسی است که المپوس مانس یکی از آن‌ها است. قطر این آتشفشان عظیم به ۶۰۰ کیلومتر می‌رسد و به‌قدری عریض است که ایالت نیومکزیکو را در خود جای می‌دهد.
المپوس مانس، بزرگ‌ترین آتشفشان شناخته‌شده در منظومه شمسی است. این تصویر را مدارپیمای وایکینگ ۱ ناسا ثبت کرده است.
کانال‌ها، دره‌ها و آبگذرهای مریخ نشان می‌دهند در گذشته‌ای دور آب مایع روی سطح این سیاره جریان داشته است. عرض برخی کانال‌ها به ۱۰۰ کیلومتر و طول آن‌ها به ۲۰۰۰ کیلومتر می‌رسد. شاید آب مایع در شکاف‌ها و سوراخ‌ها، سنگ‌های زیرسطح مریخ پیدا شود. طبق پژوهشی در سال ۲۰۱۸، آب شور زیر سطح مریخ می‌تواند حاوی مقادیر قابل توجهی اکسیژن باشد که برای حیات میکروبی لازم است. بااین‌حال، میزان اکسیژن هم به دما و فشار وابسته است؛ تغییر انحراف محور چرخش مریخ، باعث تغییرات و نوسان‌های دمایی می‌شود.
بخش زیادی از مریخ از صفحات کم‌ارتفاع و مسطح تشکیل شده است. زمین‌های شمالی مریخ از مسطح‌ترین و هموارترین صفحات در کل منظومه شمسی هستند که احتمالاً به دلیل جریان آب در سطح به وجود آمده‌اند. ارتفاع سطح در نیمکره شمالی مریخ کمتر از نیمکره جنوبی آن است و این یعنی پوسته شمال نازک‌تر از پوسته جنوبی است. تفاوت بین شمال و جنوب می‌تواند به دلیل برخورد بسیار بزرگی باشد که بلافاصله پس از تولد مریخ رخ داد.
تعداد دهانه‌های مریخ در نقاط مختلف و براساس قدمت سطح متفاوت است. بخش زیادی از نیمکره جنوبی مریخ، قدمت بالایی دارد درنتیجه دهانه‌های زیادی در این منطقه وجود دارد که معروف‌ترین آن، هلاس پلانیتیا با عرض ۲۳۰۰ کیلومتر است. از طرفی نیمکره شمالی این سیاره جوان‌تر است و دهانه‌های کمتری دارد. برخی آتشفشان‌ها هم دارای تعداد اندکی دهانه هستند که نشان می‌دهد به‌تازگی فوران کرده‌اند و گدازه‌های حاصل روی دهانه‌های قدیمی را پوشانده‌اند. برخی دهانه‌ها رسوب‌های عجیبی از سنگ‌ریزه در اطراف خود دارند که به جریان‌های گل و لای خشک‌شده شباهت دارند و احتمالاً نشان‌دهنده وجود آب یا یخ زیر‌سطحی هستند.
مریخ دارای دو کلاهک یخی برجسته است؛ که در زمستان قطبی در تاریکی پیوسته قرار دارند و ۲۵ الی ۳۰ درصد از گاز کربن‌دی‌اکسید جوی به شکل یخ خشک در این قسمت انباشته می‌شود. وقتی قطب‌ها مجددا درمعرض نور خورشید قرار می‌گیرند، کربن‌دی‌اکسید منجمد شده مجددا به گاز تبدیل می‌شود. این فرایندهای فصلی باعث انتقال بخش زیادی از بخار آب و غبار می‌شوند و برف‌هایی مشابه زمین و ابرهای سیروس بزرگ را پدید می‌آورند. ۷۰ درصد از کلاهک‌های یخی قطبی را آب تشکیل می‌دهد. کربن‌دی‌اکسید منجمد هم به شکل لایه‌ای نازک با ضخامت تقریبی یک متر فقط در فصل زمستان روی کلاهک شمالی می‌نشیند درحالی‌که ضخامت یخ خشک کلاهک جنوبی به هشت متر هم می‌رسد.
محل قرارگیری کلاهک‌های یخی قطبی در مریخ
به خاطر جو رقیق مریخ، شرایط سطح آن برای جریان آب چندان مساعد نیست. به همین دلیل منابع احتمالی آب یا زیرزمینی هستند یا به‌صورت کلاهک یخی در قطب‌ها قرار گرفته‌اند. براساس مدلسازی‌های گذشته، بخشی از آب‌های مریخی زیرزمینی هستند. نشانه‌های زیادی از وجود آب در دهانه‌های برخوردی دیده می‌شود؛ ازجمله کانال‌هایی که بر اثر عبور آب در دیواره‌‌ی آن‌ها شیارهایی به وجود آمده و شواهدی از فرسایش و خطوط ساحلی است. درنتیجه ممکن است دهانه‌ها سرنخی برای آب‌های زیرزمینی باشند.
در بستر این دهانه‌ها شواهدی از وجود جریان‌های آب در گذشته دیده می‌شود که به‌مرور زمان ته‌نشین شده‌اند. طبق تخمین‌ها، عمق کانال‌ها منطبق با اقیانوس‌های مریخ در چهار میلیارد سال پیش هستند. به‌این‌ترتیب، کشف آب به مقدمه‌ای برای کشف حیات در مریخ تبدیل شد.
در سال ۲۰۲۱، ابزار FREND از مدارپیمای ردیاب گاز (TGO) آب زیرسطح مریخ را کشف کرد. این ابزار منطقه‌ای با مقدار غیرعادی هیدروژن را در سیستم دره‌ای والس مارینریس کشف کرد. با توجه به اینکه عنصر هیدروژن در مولکول‌های آب فراوان است، به نظر می‌رسد چهل درصد از مواد نزدیک به سطح این منطقه آب باشد. این منطقه غنی از آب به وسعت کشور هلند است. این حجم از آب موجود در این منطقه که بسیار فراتر از حد انتظار بود، می‌تواند به شکل یخ یا آب موجود در مواد معدنی خاک باشد.
در اوایل سال ۲۰۲۲، مدارپیمای MRO ردهایی از آب را کشف کرد که به نظر می‌رسید ۲ الی ۲٫۵ میلیارد سال پیش روی سطح مریخ جریان داشتند. درحالی‌که براساس تخمین‌های قبلی، آب سطحی مریخ حدود ۳ میلیارد سال قبل تبخیر شده است. درنتیجه براساس این یافته آب سطحی مریخ یک میلیارد سال طولانی‌تر از تخمین‌ها روی سطح این سیاره جریان داشته است.
حیات در سیاره مریخ
آب، پیش‌نیاز اصلی حیات است. کشف آب به‌ویژه آب‌های مایع زیرزمینی، امید به کشف حیات مریخی را بیش از پیش افزایش داده است؛ اما برای درک پتانسیل حیات مریخی، لازم است به ۳ الی ۴ میلیارد سال قبل بازگردیم. در آن زمان مریخ و زمین در بسیاری از ویژگی‌ها مشترک بودند. سیاره سرخ، گرم و مرطوب بود، جو پایداری داشت و با چهره سرد و ناخوشایند کنونی‌‌اش فاصله زیادی داشت. دیوید پارکر، رئیس اکتشافات رباتیک و انسانی آژانس فضایی اروپا می‌گوید:
مواد اولیه سیاره مریخ در آغاز حیات آن، مشابه مواد تشکیل‌دهنده زمین بودند؛ اما به مرور همه چیز تغییر کرد. این فرایند درست مانند نوعی فروپاشی بود.
مریخ به مرور زمان میدان مغناطیسی خود را از دست داد. از بین رفتن میدان مغناطیسی به این معنی است که این سیاره هیچ محافظی دربرابر پرتوهای مضر نخواهد داشت. مریخ همچنین بخش زیادی از جو خود را از دست داد. چراکه جو یکی از دیگر معیارهای لازم برای شکل‌گیری حیات روی سیاره است و اکسیژن لازم را فراهم می‌کند. پارکر می‌گوید:
مریخ هنوز هم جو رقیقی دارد که بخش بیشتری از آن را کربن‌دی‌اکسید تشکیل داده است. دلیل سرمای بیش از حد این سیاره هم جو بسیار رقیق آن است.
مریخ‌نورد پرسویرنس این عکس را در ژانویه ۲۰۲۲ از سطح مریخ گرفت. پرسویرنس در جستجوی علائم حیات کهن در مریخ است.
بااین‌حال مریخ سرد و بدون محافظ هم باعث ناامیدی دانشمندان برای جستجوی علائم حیات در این سیاره نشد. مریخ‌نورد کیوریاسیتی ناسا در سال ۲۰۱۸ مواد آلی را روی مریخ کشف کرد. این کشف به این معنی بود که عناصر سازنده حیات زمانی روی مریخ وجود داشته‌اند یا هنوز هم وجود دارند. پژوهشگران ناسا می‌گویند:
حفظ منابع آلی، نقطه عطف درک حیات در طول عمر مریخ است. صرف‌نظر از اینکه مریخ از حیات کهن برخوردار باشد، مواد آلی آن می‌توانند سرنخ‌هایی شیمیایی از فرایندها و شرایط کنونی آن باشند. همچنین کیوریاستی متان، ساده‌ترین مولکول آلی را در مریخ کشف کرد. متان هم می‌تواند سرنخی از فرایندهای شیمیایی در مریخ باشد.
براساس یافته‌های جدید مریخ‌نورد کیوریاسیتی، شواهد حیات کهن در مریخ از بین رفته‌اند. مریخ‌نورد کیوریاسیتی با بررسی سنگ‌های رسوبی رس در اطراف دهانه گیل به کشف شگفت‌انگیزی رسید. این دهانه برخوردی در گذشته دریاچه‌ای بود که با برخورد سیارکی به سیاره سرخ درحدود ۳٫۶ میلیارد سال پیش به‌وجود آمد.
رس یکی از منابع مناسب جست‌وجوی شواهد حیات است و زمانی ایجاد می‌شود که مواد معدنی سنگ از بین بروند و بر‌اثر تماس با آب قرمز شوند. همچنین، ماده خوبی برای ذخیره‌سازی فسیل‌های میکروبی است.
کیوریاستی از دو گِل‌سنگ کهن (نوعی سنگ رسوبی حاوی رس) از بستر رودخانه‌ای خشک نمونه‌برداری کرد که قدمتش به حدود ۳٫۵ میلیارد سال پیش برمی‌گردد و هر دو ۴۰۰ متر از یکدیگر فاصله دارند. پژوهشگران با بررسی این دو نمونه متوجه شدند یکی از رگه‌ها، تنها حاوی نیمی از مواد معدنی رسی پیش‌بینی‌پذیر است. رگه دیگر حاوی مقادیر بیشتری اکسید آهن بود که عامل رنگ سرخ مریخ است.
به‌عقیده پژوهشگران، شورابه‌ها مقصر اصلی ناپدید‌شدن آثار زیستی کهن هستند: آب‌های به‌شدت شور و نمکی با نفوذ به لایه‌های رس غنی از مواد معدنی آن‌ها را ناپایدار می‌سازند و به محو‌شدن آثار زمین‌شناختی و زیستی منجر می‌شوند. به‌طور کلی با وجود شباهت‌های زیاد بین زمین و مریخ، سیاره سرخ به یک دلیل ساده برای حیات مناسب نیست. قطر مریخ درست ۵۳ درصد قطر زمین است (کمی بیشتر از نصف)؛ به‌همین‌دلیل، مریخ محیط مناسبی برای حفظ مواد فرار مناسب حیات، ازجمله آب نیست.
جو و اقلیم سیاره مریخ
تغییرات آب‌وهوایی در مریخ شدید هستند. جو این سیاره در گذشته برای جریان آب مایع روی سطح، مناسب بوده؛ اما امروزه تنها لایه‌ای رقیق از آن باقی مانده است. اقلیم مریخ به ویژگی‌های متعددی مثل کلاهک‌های یخی، بخار آب و طوفان‌های گردو غباری وابسته است. گاهی اوقات طوفان‌های شنی عظیم می‌توانند مانند پتو به مدت چندین ماه، کل سیاره را بپوشانند و آسمان آن را غبار‌آلود و سرخ کنند. جو مریخ ۱۰۰ مرتبه رقیق‌تر از جو زمین است و ۹۵ درصد آن از کربن دی‌اکسید تشکیل شده است. طبق داده‌های ناسا ترکیبات جوی مریخ عبارت‌اند از:
- کربن دی‌اکسید: ۹۵٫۳۲ درصد
- نیتروژن: ۲٫۷ درصد
- آرگن: ۱٫۶ درصد
- اکسیژن: ۰٫۱۳ درصد
- کربن مونواکسید: ۰٫۰۸ درصد
- مقدار کمی آب، نیتروژن اکسید، نئون، هیدروژن دوتریوم اکسیژن، کریپتون و زنون.
تصاویر مداری، نشان‌دهنده صفحات رودخانه‌ای و مرزهای اقیانوسی احتمالی وسیعی در گذشته مریخ هستند. با اینکه مریخ‌نوردها موفق به کشف شواهدی از سنگ‌های آهکی در سطح مریخ شده‌اند، هنوز دلایل مشخصی برای جو رقیق این سیاره وجود ندارد. طبق نظریه‌ای، گرانش اندک مریخ، همچنین نبود میدان مغناطیسی، جو این سیاره را دربرابر فشارهای ناشی از بادهای خورشیدی آسیب‌پذیر ساخته است. طی میلیون‌ها سال، فشار این بادها، مولکول‌های سبک را از جو مریخ حذف کردند و به رقیق شدن آن انجامیدند. کاوشگر MAVEN ناسا مأموریت بررسی جو مریخ را بر عهده داشته است. طبق فرضیه‌های دیگر، شاید برخورد با جرم کوچکی منجر به از بین رفتن جو مریخ شده باشد.
جو رقیق مریخ و فاصله زیاد آن از خورشید، عامل دمای بسیار کم آن نسبت به زمین هستند. میانگین دما در مریخ به منفی ۶۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. دمای مریخ در نزدیکی قطب‌ها به منفی ۱۲۵ درجه سانتی‌گراد در زمستان و در نزدیکی استوا به ۲۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. با اینکه جو مریخ بسیار رقیق‌تر از جو زمین است، ضخامت کافی را برای حفظ آبوهوا، ابرها و بادها دارد. طوفان‌های عظیم گرد و غباری باعث شده‌اند سطح مریخ با غبار آهن اکسید پوشیده شود. غبارها بخشی پایدار از جو مریخ هستند.
نمایی از ابرهای مریخی که توسط مریخ‌نورد کیوریاسیتی ثبت شده است
میدان مغناطیسی سیاره مریخ
مریخ از میدان مغناطیسی سراسری محروم است اما بادهای خورشیدی ازطریق واکنش مستقیم با جو مریخ، نوعی مغناطیس کره یا مگنتوسفر را تولید می‌کنند. از طرفی طبق یافته‌های کاوشگر اینسایت، میدان مغناطیسی در محل فرود این کاوشگر ده برابر قوی‌تر از میزان پیش‌بینی شده است و در بازه‌های زمانی چند ثانیه تا چند روز نوسان می‌کند.
قبل از مأموریت اینسایت، بهترین تخمین‌ها از میدان‌های مغناطیسی مریخ از ماهواره‌های موجود در مدار این سیاره به دست می‌آمدند که فاصله میانگین آن‌ها تا مریخ ۱۵۰ کیلومتر بود. مریخ در گذشته‌ای دور از میدان مغناطیسی سراسری برخوردار بود. حسگر مغناطیسی اینسایت، سرنخ‌های جدیدی را درباره پدیده‌های جو فوقانی و محیط فضایی اطراف مریخ ارائه دادند. مریخ هم درست مانند زمین درمعرض بادهای خورشیدی قرار دارد؛ اما ازآنجاکه فاقد میدان مغناطیسی سراسری است، عایق محافظتی آن دربرابر خورشید، ضعیف‌تر است.
به‌عقیده پژوهشگران، نوسان‌های میدان مغناطیسی مریخ در بازه‌های روز و شب ناشی از ترکیب باد خورشیدی و میدان مغناطیسی میان‌سیاره‌ای اطراف سیاره هستند و پرتوهای خورشیدی با باردار کردن جو فوقانی و تولید جریان‌های الکتریکی، میدان مغناطیسی تولید می‌کنند.
چرخش و مدار سیاره مریخ
ازآنجاکه مریخ در فاصله دورتری از خورشید نسبت به زمین قرار دارد، سال آن نسبت به زمین طولانی‌تر است. مریخ در طول ۶۸۷ روز زمینی، مدار خورشید را کامل می‌کند؛ بنابراین سال مریخی برابر با دو سال زمینی است. طول روزها در مریخ و زمین تقریباً برابر است. گردش مریخ به دور محور خود یا یک روز مریخ ۲۴ ساعت و چهل دقیقه است. درحالی‌که روز زمینی ۲۴ ساعت است.
مریخ هم مانند زمین دارای فصل‌های مختلف است با این تفاوت که فصل‌های مریخی معمولاً طولانی‌تر هستند،زیرا مدار بیضی‌شکل مریخ در اطراف خورشید کمی کشیده‌تر از دیگر اجرام است؛ بنابراین وقتی مریخ در نزدیک‌ترین فاصله به خورشید قرار دارد، نیمکره جنوبی آن به سمت خورشید قرار می‌گیرد و تابستانی کوتاه و گرم را تجربه می‌کند؛ درحالی‌که در نیمکره شمالی زمستانی کوتاه و سرد در جریان است. وقتی مریخ در دورترین فاصله از خورشید قرار می‌گیرد، نیمکره شمالی آن به سمت خورشید قرار می‌گیرد. در این شرایط تابستانی طولانی و معتدل جریان خواهد داشت درحالی‌که نیمکره جنوبی، زمستانی سرد و طولانی را تجربه می‌کند.
قمرهای مریخ
آساف هال، ستاره‌شناس آمریکایی در آگوست ۱۸۷۷ دو قمر مریخ به نام‌های فوبوس و دیموس را کشف کرد. دوربین HiRISE از مدارپیمای اکتشافی مریخ، دو عکس از دو قمر بزرگ مریخ، فوبوس و دیموس را در تاریخ ۲۳ مارس ۲۰۰۸ ثبت کرد. نود و چهار سال پس از کشف هال، فضاپیمای مارینر ۹ به چشم‌انداز بهتری از دو قمر مریخ رسید. قابل توجه‌ترین ویژگی فوبوس، دهانه‌ای به عرض ده کیلومتر است که برابر با نصف عرض خود قمر است.
قمرهای مریخ از کوچک‌ترین قمرها در کل منظومه شمسی هستند. فوبوس تنها اندکی بزرگ‌تر از دیموس است و در فاصله ۶۰۰۰ کیلومتری از سطح مریخ قرار دارد. فوبوس هر سه روز یک بار به دور مریخ می‌چرخد. قمر دورتر دایموس هر سی ساعت یک بار مدار مریخ را کامل می‌کند. جهت چرخش فوبوس به سمت داخل است و هر صد سال یک بار ۱٫۶ متر به مریخ نزدیک‌تر می‌شود. ممکن است فوبوس در طول ۵۰ میلیون سال آینده به سطح مریخ برخورد کند و پس از فروپاشی، حلقه‌ای را به دور آن شکل دهد.
تصویر بهبودیافته رنگی از فوبوس که HiRISE ثبت کرده است. این عکس زنجیره‌های دهانه‌ای و شیارهای روی این قمر را نشان می‌دهد.
اگر شخصی روی قمر فوبوس بایستد، مریخ را در حالتی می‌بیند که بخش بیشتری از آسمان را اشغال کرده است. در آینده شاید این کار به‌نوعی سرگرمی تبدیل شود. به‌گفته دانشمندان، ممکن است در آینده از یکی از قمرهای مریخ به‌عنوان پایگاهی برای رصد سیاره سرخ و ارسال ربات به سطح آن استفاده شود.
فوبوس و دیموس هم مانند قمر زمین، دارای قفل جزر و مدی هستند؛ یعنی تنها یک سمت آن‌ها از مریخ دیده می‌شود. هر دو قمر دارای شکلی نامنظم و پر از حفره‌ها و دهانه‌های برخوردی هستند که با گرد و غبار و سنگ‌های کوچک پوشیده شده‌اند. فوبوس و دیموس از تاریک‌ترین اجرام منظومه شمسی هستند. این قمرها از سنگ‌های کربنی همراه با یخ تشکیل شده‌اند که ممکن است نتیجه برخورد سیارک‌ها باشند.
گرانش فوبوس یک‌هزارم گرانش زمین است. وزن شخصی ۶۸ کیلوگرمی در فوبوس به ۶۸ گرم می‌رسد. نام قمرهای مریخ برگرفته از پسران اسطوره آرس، همتای یونانی مارس، خدای رومی هستند. فوبوس به معنی ترس یا وحشت (فوبیا) و دیموس به معنی گریز (فرار پس از مغلوب شدن) است.
تصویر بهبودیافته رنگی از دیموس که HiRISE ثبت کرده است. این تصویر پوشش نرم و هموار رگولیتی دیموس را نشان می‌دهد.
عجایب سیاره مریخ
انسان قرن‌ها است اشیای عجیبی در سطح مریخی می‌بیند. دلیل این مسئله می‌تواند نزدیک بودن شرایط مریخ به میزبانی حیات باشد یا شاید اینکه مریخ به‌اندازه کافی نزدیک است و می‌توان دقیق‌تر آن را رصد کرد. در‌هر‌صورت، ساکنان زمینی بارها فریب سطح سنگی مریخ و توهمات خود را خوردند (مانند یافتن کانال‌ها تا چهره‌های انسانی و پایگاه‌های مریخی‌ها)؛ اما تمام این یافته‌ها غلط از آب درآمدند. در ادامه به برخی عجایب مریخ اشاره می‌کنیم:
براساس یادداشت‌های سر ویلیام هرشل در سال ۱۷۸۴ مناطق تیره مریخ اقیانوس‌ها و مناطق روشن‌تر زمین هستند. طبق حدسیات این ستاره‌شناس مشهور بریتانیایی، مریخ را موجودات هوشمندی احاطه کرده‌اند که احتمالاً از شرایط مشابه با زمینیان برخوردار هستند. نظریه هرشل به‌مدت یک قرن نظریه غالب بود و حتی برخی ستاره‌شناسان مدعی شدند پوشش‌های گیاهی را در خشکی‌های روشن مریخ دیده‌اند. خوشبختانه دیگر دستاوردهای نجومی هرشل باعث شد که دو رصدخانه قدرتمند را به‌افتخار او نام‌گذاری کنند. این نظریه‌ها به‌قدری قوی بودند که نظریه حیات مریخی چندان اهمیتی نداشت.
جوانی اسکیاپارلی، ستاره‌شناس ایتالیایی، در طول رصد نزدیک خود از مریخ در سال ۱۸۷۷، شیارهایی در سطح سیاره سرخ مشاهده کرد. او از کلمه ایتالیایی canali به معنی کانال برای توصیف این شیارها بهره برد و بدین نتیجه رسید که مریخ حیات هوشمندی دارد که این آبراه‌ها را ساخته است.
ستاره‌شناس دیگری به نام پارسیوال لاول در سال ۱۸۹۵ با ارائه طرحی از کانال‌های مریخی در کتاب خود با عنوان «مریخ، اقامتگاه زندگی» باعث افزایش شهرت این برداشت نادرست شد.نظریه کانال‌های مریخی در اوایل قرن بیستم رد شد. در آن زمان، ثابت شد کانال‌ها فقط خطاهای بصری هستند. وقتی مریخ را با تلسکوپ‌های ضعیف ببینید، شاخصه‌های نقطه‌مانند کوهستان‌ها و دهانه‌های برخوردی به‌نظر پیوسته می‌رسند و خط‌های صافی را تشکیل می‌دهند. با تحلیل طیف‌سنجی نور دریافتی از مریخ، بعدها ثابت شد هیچ آبی در سطح این سیاره وجود ندارد.
سال ۱۹۷۶، ناسا تصویری جالب از کوهستانی مریخی منتشر کرد که کاوشگر وایکینگ ۱ آن را ثبت کرده بود. تصویر گویی چهره‌ای را نشان می‌داد که چشم و بینی دارد. چهره مریخی حدود سی سال الهام‌بخش افسانه‌ها و تئوری‌های توطئه متعدد بود و بسیاری از افراد گمان می‌کردند تمدن باستانی مریخ این چهره را ساخته است.
از زاویه هوایی سایه‌های کوهستان مریخ مانند چهره به نظر می‌رسند؛ اما از زوایای دیگر که مدارپیمای مارس اکسپرس و دیگر کاوشگرها ثبت کرده‌اند، کوهستان مریخی مانند چهره به نظر نمی‌رسد. پاریدولیا اصطلاحی علمی و روان‌شناختی است که به دیدن چهره‌ها یا اشیای شناخته‌شده در نقاط مختلف گفته می‌شود. پاریدولیای چهره حاصل افزایش حساسیت به جزئیات چهره انسان است.
آرتور سی. کلارک، نویسنده مشهور رمان‌های علمی‌تخیلی و نویسنده «۲۰۰۱: ادیسه فضایی»، هفت سال پیش از مرگش اعلام کرد رگه‌هایی از پوشش گیاهی ازجمله درختان را در تصاویر جدید کاوشگر Mars Global Surveyor (نقشه‌بردار سراسری مریخ) دیده است. کلارک می‌گوید:
انگار چیزی مانند پوشش گیاهی همراه با فصل‌ها در حرکت است. هنوز امیدوارم بتوانیم مریخی‌ها را پیدا کنیم. شاخه‌ها و درختانی که کلارک از آن‌ها سخن می‌گفت، درواقع از‌نظر زمین‌شناختی «عنکبوت» نامیده می‌شوند. این پدیده‌های سطحی مانند شاخه به نظر می‌رسند و به‌صورت فصلی تغییر می‌کنند؛ اما دلیل این امر ذوب‌شدن فصلی پوشش‌های یخی کربن‌دی‌اکسیدی در قطب‌های مریخ است. وقتی یخ کربن‌دی‌اکسید تصعید شود، به‌شکل رگه‌هایی شاخه منتشر می‌شود.
مریخ‌نورد اسپیریت سال ۲۰۰۷ نمایی جالب در سیاره سرخ ثبت کرد: شخصی که گویی ردایی پوشیده و در حال دعاکردن زانو زده است. مریخ‌نورد روح تصویری پانارومایی در Home Plate ثبت کرد که در حوزه سلسله کوهستان کلمبیا در دهانه برخوردی گوسف قرار دارد. البته سوژه این تصویر سنگی است که به دلیل پدیده پاریدولیا مانند انسان به‌نظر می‌رسد.
چهره مریخ در سال ۱۹۷۶، تنها شروع توهمات این‌چنینی بود. با راه‌اندازی Google Mars در سال ۲۰۰۹، کاربران می‌توانستند سطح مریخ را ببینند و انواع ناهمواری‌ها را بررسی کنند. این برنامه از مجموعه‌ای از تصاویر ماهواره‌ای کامپایل‌شده ساخته شد. مردی ایتالیایی به نام ماتئو ایانئو با بررسی این تصاویر، برآمدگی‌ای پیدا کرد که به ظاهر مهاتما گاندی، رهبر استقلال هند، شباهت داشت که در سال ۱۹۴۸ کشته شد. تصاویر باکیفیت‌تر نشان دادند تصویر یادشده به کوهستان یا تپه مربوط نیست؛ بلکه گودالی است که در حالت نیم‌رخ مانند انسان به نظر می‌رسد. به‌راحتی می‌توان اثر پاریدولیا را در مقایسه تصاویر کم‌کیفیت و باکیفیت مشاهده کرد.
سال ۲۰۱۱، مدرک دیگری برای ادعای حیات در مریخ رونمایی شد. در ویدئویی وایرال‌شده در یوتیوب، شخصی مدعی شد پایگاهی انسانی (فرازمینی) را روی مریخ شناسایی کرده است. او این پایگاه را «ایستگاه زیستی آلفا» نامیده است. وی ازطریق گوگل مارس، سازه‌ای خطی و اسرارآمیز را روی سطح سیاره سرخ شناسایی کرد.
ستاره‌شناسان بلافاصله سازه‌ای به رنگ سفید را شناسایی کردند که به‌شکل پیکسلی و کم‌کیفیت درآمده بود. این تصویر به‌دلیل انباشت‌شدن پرتوهای کیهانی در حسگر تصویری دوربینی به‌وجود آمده بود که این تصویر را ثبت کرده بود. آلفرد اکایون، دانشمند سیاره‌ای در آزمایشگاه سیاره‌ای و قمری دانشگاه آریزونا و رئیس آزمایشگاه پژوهشی پردازش تصویر سیاره‌ای، دراین‌باره می‌گوید: در تصاویر فضایی که تلسکوپ‌های مدارپیما خارج از مغناطیس‌کره می‌گیرند، به‌وجودآمدن چنین آثاری متداول است.
تصویر دریافتی مدارپیمای آژانس فضایی اروپا (ESA) در سال ۲۰۱۹ مانند عنکبوتی عظیم با موهای آبی به‌نظر می‌رسد که پاهایش را روی کوهستانی مریخی قرار داده است. واقعیت بسیار جالب‌تر است. پاهای این عنکبوت درواقع مسیرهای صدها گردباد کوچک یا تنوره دیو هستند. هنوز مشخص نیست چرا این کوه محل تمرکز گردبادها است؛ اما به‌گفته دانشمندان ESA، حرکت توده‌های هوا در این منطقه می‌تواند به تشکیل چنین گردبادهای بینجامد.
به‌نظر می‌رسد دیدن خزنده‌های ترسناک در مریخ به موضوعی جذاب تبدیل شده است. سال ۲۰۱۹، ویلیام روموسر، استاد بازنشسته، ادعای جالبی مطرح کرد. او مدعی شد سوسک‌ها و دیگر حشرات و حتی خزنده‌ها را در سطح مریخ دیده است. روموسر پس از بررسی تصاویر دریافتی از مریخ‌نوردهای ناسا، شکل‌هایی برآمده و بیضی‌شکل مبهمی روی سطح مریخ مشاهده کرد؛ اما این‌بار هم پاریدولیا او را فریب داد؛ زیرا شکل‌های برآمده اغلب سنگ بودند.
بین جولای و سپتامبر ۲۰۱۹، جسمی فضایی که احتمالاً شهاب‌سنگ یا بخشی از دنباله‌دار بود، با پوشش یخی جنوبی مریخ برخورد کرد و با سوراخ کردن لایه‌ای نازک از پوشش یخی، باعث انتشار خاک سرخ از گودالی شد. نتیجه این اتفاق به وجود آمدن ترشحی سرخ و بزرگ بود که به برخورد شخصیت‌های کارتونی به دیوار شباهت داشت. دوربین بزرگ HiRISE (ابزار علمی تصویربرداری با وضوح چشمگیر) روی مدارپیمای اکتشافی مریخ (MRO) این ترشح را ثبت کرد که عرض آن به یک کیلومتر می‌رسد. این ترشح خطای دید نبود و کاملاً ثابت شد.
همان‌طور که می‌دانید، مریخ سیاره‌ای سرخ است؛ اما این سنگ سبز عجیب (تصویر ذیل) روی سیاره سرخ چه می‌کند؟ کاوشگر پرسویرنس تصویر این سنگ را ثبت کرده است. طول این سنگ تقریباً به پانزده سانتی‌متر می‌رسد و در دهانه برخوردی یزرو قرار دارد که نزدیک به محل فرود پرسویرنس است. مریخ‌نورد پرسویرنس بخشی از سنگ را جدا کرد تا آن را تبخیر کند. دوربین‌ها و طیف‌سنج‌های مریخ‌نورد ابر بخاری حاصل را بررسی کردند تا از ترکیب شیمیایی آن رونمایی کنند. به‌زودی پاسخ این راز معلوم خواهد شد.
رصدها و کاوش های سیاره مریخ
مریخ در طول تاریخ، تنها در نزدیک‌ترین فاصله با زمین قابل رصد بوده است. موقعیت‌های حضیض مریخی (نزدیک‌ترین فاصله به زمین)، هر ۱۵ تا ۱۷ سال رخ می‌دهند. در قرن هفدهم میلادی، تیکو براهه، به اندازه‌گیری فاصله نسبی زمین تا مریخ پرداخت. جوانی کاسینی اندازه‌گیری‌های بیشتری را انجام داد. در سال ۱۶۱۰، گالیله برای اولین بار توانست مریخ را با تلسکوپ رصد کند. کریستین هویگنس هم اولین شخصی بود که نقشه‌ای از ویژگی‌های سطحی مریخ ترسیم کرد. در طول قرن بیستم با آغاز عصر فضا، رصدها و کاوش‌ها با سرعت چشمگیری افزایش یافتند.
تاکنون کاوشگرهای زیادی به مریخ فرستاده شده‌اند اما از هر سه مأموریت تقریباً یکی از آن‌ها موفق بودند. به‌طور کلی برنامه‌های کاوش چهار هدف عمده را دنبال می‌کنند:
- بررسی وجود حیات مریخی
- بررسی اقلیم مریخی
- بررسی زمین‌شناسی مریخی
- آماده‌سازی برای اکتشافات انسانی
در اولین مأموریت‌های مریخ که صرفاً پرواز از کنار سیاره بودند، فضاپیماها با پرواز نزدیک به سطح مریخ، به تصویربرداری از آن می‌پرداختند. فضاپیمای مارینر ناسا، کاوشگر رباتیک کوچکی بود که برای بررسی سیاره‌های همسایه از جمله زهره، مریخ و عطارد توسعه یافته بود. مارینر ۴، در جولای ۱۹۶۵ از مریخ عبور کرد و اولین تصاویر از این دنیای بیگانه را به زمین ارسال کرد.
جو رقیق مریخ، عملیات فرود کاوشگرها را دشوار می‌سازد
در سال ۱۹۷۱، اتحاد جماهیر شوروی موفق شد اولین فضاپیمای خود را به مدار مریخی بفرستد و حتی سطح‌نشینی را برای لمس سطح آن ارسال کند. مدارپیمای Mars 3 هم به مدت هشت ماه، داده‌هایی را درباره توپوگرافی، آبوهوا، جو و زمین‌شناسی مریخ ارسال کرد. گرچه سطح‌نشین این کاوشگر موفق به فرود روی سطح مریخ شد اما تنها ۲۰ ثانیه دوام آورد.
بعدها، مدارپیمای مارینر ۹ تصاویر بیشتر و دقیق‌تر از جو مریخ را ارسال کرد، به نقشه‌برداری از سطح آن پرداخت، توپوگرافی مریخی را آشکار کرد و تصاویر زیادی را از این دنیای دورافتاده و عجیب ثبت کرد. مأموریت‌های فوق برخی رازهای مریخ از جمله افسانه کانال‌های مریخی و تمدن‌های باستانی آن را حل کردند. از طرفی پرسش‌های جدیدی را درباره بسترهای رودخانه‌ای کهن مریخی به وجود آوردند که می‌توانست نشان‌دهنده وجود آب مایع روی این سیاره باشد.
فضاپیماهای وایکینگ ۱ و ۲، زوج مدارپیما و سطح‌نشینی بودند که در سال ۱۹۷۶ به مریخ رسیدند. این دو کاوشگر تا اواخر ۱۹۸۲ به فعالیت خود ادامه دادند و با ارسال تصاویری از سطح مریخ، دانشمندان را شگفت‌زده کردند. سطح‌نشین‌های وایکینگ، آزمایش‌هایی بیولوژیکی را روی خاک مریخ انجام دادند و قرار بود به علائمی از حیات برسند اما نتایج آن‌ها کافی نبودند.
مأموریت رهیاب مریخ که در سال ۱۹۹۶ اجرا شد، راه را برای ارسال مریخ‌نوردها هموار کرد. سوجورنر، مریخ‌نورد این فضاپیما، اطلاعاتی را درباره تغییرات فصلی و آب‌و هوایی مریخ به‌ویژه طوفان‌های غباری ارسال کرد فضاپیمای Mars Global Surveyor از مارس ۱۹۹۹ با هدف بررسی سطح مریخ در مدار سیاره قرار گرفت.
این مأموریت طولانی‌مدت، داده‌های جدیدی را درباره فصل‌ها و آب‌وهوای متغیر مریخ از جمله طوفان‌های گرد و غباری ارائه داده است. مدارپیمای ادیسه مریخ در سال ۲۰۰۱ وارد مدار مریخ شد. طیف‌سنج پرتو گامای این فضاپیما، موفق به کشف مقادیر قابل توجهی از گاز هیدروژن در چند متری سطح مریخ شد.
آژانس فضایی اروپا در سال ۲۰۰۳ با کاوشگر مارس اکسپرس به مریخ رفت. این کاوشگر حامل سطح‌نشینی به نام بیگل ۲ بود که در سال ۲۰۰۴ ناپدید شد. بیگل ۲ در ژانویه ۲۰۱۵ توسط دوربین مدارپیمای MRO (مدارپیمای اکتشافی مریخ) ناسا مجددا پیدا شد. مدارپیمای مارس اکسپرس در طول مأموریت خود موفق به کشف متان در جو مریخ شد که یکی از عناصر لازم برای شکل‌گیری حیات است.
ناسا در ژانویه ۲۰۰۴، دو مریخ‌نورد دوقلوی خود به نام‌های اسپریت و آپوچورنیتی را روی سطح مریخ فرود آورد. مریخ‌نوردهای اکتشافی اسپریت و آپورچونیتی را شاید بتوان مشهورترین مأموریت‌های مریخی دانست. این دو مریخ‌نورد در تاریخ ژانویه ۲۰۰۴ در دو سمت مریخ فرود آمدند و مأموریت گسترده خود را آغاز کردند.
این دو مریخ‌نورد، چندین کیلومتر از خاک مریخ را بررسی کردند و بیش از ۱۰۰ هزار تصویر با کیفیت ارسال کردند. آن‌ها به بررسی سنگ‌ها و خاک مریخی پرداختند و از ماژول‌های آزمایشگاهی مجهز برای تست‌های زمین‌شناسی در سطح و زیر سطح مریخ استفاده کردند. مأموریت این دو مریخ‌نورد برای ۹۰ روز طراحی شده بود اما به مدت چندین سال دوام آوردند. مریخ‌نورد اسپریت تا سال ۲۰۱۰ فعال بود و مریخ‌نورد آپورچونیتی هم در سال ۲۰۱۸ برای همیشه خاموش شد.
در ده مارس ۲۰۰۶، کاوشگر MRO (مدارپیمای اکتشافی مریخ)، برای اکتشافات به مدت دو سال وارد مدار مریخ شد. این مدارپیما، نقشه‌برداری از سطح مریخ و آب‌وهوای آن را با هدف یافتن موقعیت‌های مناسب فرود برای مأموریت‌های آینده، آغاز کرد. مأموریت MSL (آزمایشگاه علمی مریخ) در ۲۶ نوامبر ۲۰۱۱ برای فرستادن مریخ‌نورد کیوریاسیتی به سطح مریخ آغاز شد. این مریخ‌نورد در ۶ اوت ۲۰۱۲ به مریخ رسید. کیوریاسیتی نسبت به مریخ‌نوردهای قبلی ناسا، پیشرفته‌تر و بزرگ‌تر است و حداکثر سرعت آن به ۱۴۰ متر بر ساعت می‌رسد. آزمایش‌های این مریخ‌نورد شامل نمونه‌برداری شیمیایی لیزری و ارسال داده‌هایی از ترکیب سنگ‌ها بود.
سلفی کاوشگر کیوریاسیتی
مدارپیمای MAVEN در ۱۸ نوامبر ۲۰۱۳ پرتاب شد و در ۲۲ سپتامبر ۲۰۱۴ برای بررسی جو مریخ در ارتفاع ۶۲۰۰ کیلومتری مریخ قرار گرفت. اهداف این مأموریت شامل بررسی جو و آب مریخ در گذشته‌های دور هستند. سازمان پژوهش‌های فضایی هند (ISRO)، فضاپیمای MOM (مأموریت مدارپیمای مریخ) را در تاریخ ۵ نوامبر ۲۰۱۳ پرتاب کرد. این فضاپیما در تاریخ ۲۴ سپتامبر ۲۰۱۴ در مدار مریخ قرار گرفت. ISRO پس از اتحاد جماهیر شوروی، ناسا و آژانس فضایی اروپا، چهارمین سازمان فضایی است که موفق به دسترسی به مریخ شده است.
مدارپیمای TGO از اگزومارس هم در مارس ۲۰۱۶ به مریخ رسید. سطح‌نشین اسکیاپارلی، به صورت آزمایشی روی مریخ فرود آمد. اسکیاپارلی با سطح مریخ برخورد کرد اما داده‌هایی کلیدی را درباره فرود چتری ارسال کرد بنابراین می‌توان این تست را تا اندازه‌ای موفق قلمداد کرد.
بخش دوم این مأموریت، مریخ‌نورد روزالیند فرانکلین است. قرار بود این مریخ‌نورد در جولای ۲۰۲۰ پرتاب شود اما پرتاب آن تا سال ۲۰۲۲ به تعویق افتاد. پس از تهاجم روسیه به اوکراین، اتحادیه اروپا به‌همراه ایالات متحده آمریکا فهرستی از تحریم‌های محدودکننده جدید علیه روسیه اعلام کرد. به‌نقل از اتحادیه اروپا، این تحریم‌ها حوزه‌های مالی، انرژی، حمل‌ونقل، فناوری و صدور گذرنامه را دربرمی‌گیرد. ایسا خاطرنشان کرد که از تحریم‌ها پیروی می‌کند. این سازمان در به‌روزرسانی خود نوشت:
ما تحریم‌های وضع‌شده کشورهای عضومان علیه روسیه را کاملاً اجرا و پیامد‌های آن دسته از برنامه‌های کنونی‌مان را ارزیابی می‌کنیم که با همکاریِ سازمان فضایی روسیه انجام می‌شود. افزون‌براین، تصمیماتمان را در هماهنگی نزدیک با همکاران صنعتی و بین‌المللی (به‌ویژه با ناسا و در برنامه‌‌ی ایستگاه فضایی بین‌المللی) و تصمیمات کشورهای عضو سازمان هم‌راستا می‌کنیم.
دیمیتری راگوزین، رئیس سازمان فضایی روسیه واکنشی سریع در توییتر نشان داد و ادعا کرد که ایسا از روی عصبانیت در حال آسیب‌رساندن به خود است. اگر اگزومارس در سال ۲۰۲۲ هم پرتاب نشود، باید دو سال دیگر تا فرصت بعدی منتظر بماند؛ زیرا فقط در آن زمان است که مریخ و زمین در نزدیک‌ترین موقعیت نسبت به یکدیگر قرار می‌گیرند. ناسا در اوت ۲۰۱۲، مأموریت سطح‌نشین ۴۲۵ میلیون دلاری اینسایت را برای بررسی اعماق سطح مریخ انتخاب کرد. دو کیوبست به نام MarCO هم همراه با اینسایت در تاریخ ۵ می ۲۰۱۸ پرتاب شدند کیوب‌ست‌ها ۱٫۵ ساعت پس از پرتاب جدا شدند و مسیرهای خود را در پیش گرفتند. کاوشگر اینسایت در تاریخ ۲۶ نوامبر ۲۰۱۸ با موفقیت روی سطح مریخ فرود آمد.
مریخ‌نورد پرسویرنس از مأموریت مارس ۲۰۲۰ در ۳۰ جولای ۲۰۲۰ به مقصد مریخ پرتاب شد. این کاوشگر در ۱۸ فوریه ۲۰۲۱ روی سطح مریخ فرود آمد. پرسیورنس همچنین با هلیکوپتری به نام اینجنیوتی همراه بود. دوازده ماه بعد، پرسویرنس به دهانه ۴۵ کیلومتری یزرو رسید. براساس توپوگرافی‌ها واضح است که بیش از سه میلیارد سال پیش، یزرو توده‌ای آبی هم اندازه با دریاچه تاهو در آمریکا بود و رودخانه‌هایی از غرب و شرق آن جریان داشتند. یکی از اولین مأموریت‌های پرسویرنس، راه‌اندازی اینجنیوتی، هلیکوپتر رباتیک کوچک بود. اینجنیوتی اولین هواگردی است که از سطح سیاره‌ای دیگر بلند می‌شود. پرسویرنس همچنین عملکرد فناوری تولید اکسیژن را به نمایش گذاشت که برای مأموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ ضروری است.
پرسویرنس در مرحله بعدی به بررسی بستر دهانه یزرو پرداخت و مشخص شد سنگ‌های این دهانه با انتظارات دانشمندان فاصله دارند. پرسویرنس برای جمع‌آوری هسته‌های سنگی چند مرتبه به مشکل برخورد کرد. مریخ‌نورد مواد سنگی را در قالب استوانه‌هایی استخراج می‌کند که هم‌اندازه با گچ تخته سیاه هستند و در مأموریت‌های آینده به زمین بازخواهند گشت. اینجنیوتی یکی از آخرین بخش‌های الحاقی مأموریت بود که قصد داشت امکا‌ن‌پذیری پرواز در هوای رقیق مریخ را اثبات کند. ایجنیوتی در ۱۸ آوریل سال ۲۰۲۱ تا ارتفاع سه متری بالا رفت به مدت ۳۰ ثانیه پرواز کرد و سپس به زمین بازگشت. این پرواز در مجموع ۳۹٫۱ ثانیه به طول انجامید.
هلیکوپتر اینجنیوتی برای اولین پرواز خود آماده می‌شود.
قرار بود مأموریت اینجنیوتی پس از چهار پرواز به پایان برسد؛ زیرا پرسویرنس باید آن را رها می‌کرد و به پژوهش علمی ادامه می‌داد؛ اما ناسا به این نتیجه رسید که پنج پرواز کافی نیست. وقتی پرسویرنس کاوش سنگ‌ها به سمت جنوب را آغاز کرد، هلیکوپتر اینجنیوتی آن را همراهی کرد و به بررسی زمین پیش روی مریخ‌نورد پرداخت. بدین‌ترتیب وقت مریخ‌نورد با برخورد به سنگ‌های غیرمنتظره هدر نمی‌رود.
پرسویرنس با بررسی و حفاری نمونه سنگ‌ها در جنوب محل فرود خود، دانشمندان را شگفت‌زده کرد. ابزارهای پرسویرنس برای بررسی مواد سازنده سنگ‌های مریخی دانه‌های کوچک آن‌ها را بررسی می‌کنند که به کوچکی یک دانه ماسه هستند. دوربین‌های موجود روی بازوی رباتیک هم می‌توانند تصاویری از نماهای نزدیک را ثبت کنند. در مشاهدات ذرات بزرگ اولیوین دیده شدند؛ ماده معدنی سنگ آذرین که می‌تواند در بستر جریان گدازه‌ای بزرگی انباشته شود. قطعات دیگری هم بین ذرات اولیوین ظاهر شدند که با کربنات پر شده بودند؛ ماده‌ای معدنی که ازطریق واکنش با آب تشکیل می‌شود.
پرسویرنس اولین گام بشر در تحقق رویای آوردن نمونه‌های مریخ به زمین است. این کاوشگر حفره‌هایی را در سنگ‌ها ایجاد می‌کند و آن‌ها را در لوله‌هایی عایق نگه‌داری می‌کند. ازآنجاکه پرسویرنس راهی برای ارسال نمونه‌های سنگی به زمین ندارد، بعدا فضاپیمایی دیگر باید آن‌ها را به خانه بفرستد. این مأموریت «بازگشت نمونه مریخی» (Mars Sample Return) نام دارد و پروژه مشترک ناسا و آژانس فضایی اروپا است.
گالری تصاویر مأموریت‌های اکتشافی مریخ
اکتشافات انسانی مریخ از اولین روزهای عصر فضا هوادارهای زیادی داشت. رابرت اچ گدارد از ایده سفر به مریخ به‌عنوان انگیزه‌ای برای مطالعه فیزیک و مهندسی هوافضا استفاده کرد. طرح‌های پیشنهادی مختلفی برای اکتشافات انسانی مریخ در طول تاریخ عصر فضا ارائه شده‌اند. در حال حاضر طرح‌ها و برنامه‌های فعالی برای فرستادن انسان به مریخ در ده تا سی سال آینده در سطوح دولتی و خصوصی ارائه شده‌اند.
در سال ۲۰۰۴، جورج دبلیو بوش، رئیس‌جمهور وقت ایالات متحده، برنامه اکتشافات انسانی مریخ را اعلام کرد. از فضاپیمای اوراین برای ارسال خدمه فضایی به ماه تا اواسط ۲۰۲۰ استفاده خواهد شد. در مرحله بعدی، ماه به ایستگاهی برای سفر به مریخ تبدیل خواهد شد. در ۲۸ سپتامبر ۲۰۰۷، مایکل دی گریفن، مدیر وقت ناسا از فرستادن انسان به مریخ تا سال ۲۰۳۷ خبر داد. ناسا در تاریخ ۸ اکتبر ۲۰۱۵، طرح رسمی اکتشافات و مستعمره‌سازی مریخ را منتشر کرد. آن‌ها نام این طرح را «سفر به مریخ» گذاشتند. این طرح دارای سه مرحله تا مستعمره‌سازی پایدار است.
- مرحله اول که در دست اجرا است مرحله «وابسته به زمین» نامیده می‌شود. در این مرحله تا سال ۲۰۲۴ از ایستگاه فضایی بین‌المللی برای ارزیابی فناوری‌ها و بررسی آثار مأموریت‌های طولانی‌مدت فضایی بر بدن انسان استفاده خواهد شد.
- در مرحله دوم با عنوان «زمینه اثبات» وابستگی به زمین از بین می‌رود و برای اغلب وظایف از فضای سیس لونا (مدار ماه تا سطح ماه) استفاده خواهد شد.
- مرحله آخر، «مرحله مستقل از زمین» شامل مأموریت‌های طولانی‌مدت در سطح ماه است. در این مرحله از منابع مریخ برای سوخت، آب و ساخت مصالح استفاده می‌شود. هدف ناسا ارسال انسان به مریخ تا اواسط دهه ۲۰۳۰ است گرچه ممکن است مرحله استقلال از زمین کمی دیرتر به واقعیت تبدیل شود.
هدف طولانی‌مدت شرکت خصوصی اسپیس ایکس، برنامه‌ریزی پروازهای فضایی به مقصد مریخ و مستعمره‌سازی این سیاره است. این شرکت برای رسیدن به این هدف در حال توسعه فضاپیمایی به نام استارشیپ است که قادر به انتقال خدمه به مریخ و دیگر اجرام منظومه شمسی است. اسپیس ایکس در سال ۲۰۱۷ از طرح خود برای ارسال دو استارشیپ بدون سرنشین به مریخ تا سال ۲۰۲۲ و سپس دو استارشیپ بدون خدمه و سرنشین دار دیگر در سال ۲۰۲۴ خبر داد. استارشیپ قرار است حداقل ۱۰۰ تن محموله را حمل کند.
استارشیپ SN15 و SN16
تأثیر سفر به مریخ بر انسان
مریخ، محیط خشنی برای زندگی انسان است. در طولانی‌مدت، فناوری‌های مختلفی برای کمک به اکتشافات فضایی بلندمدت توسعه یافته‌اند و ممکن است از این فناوری‌ها برای مریخ هم استفاده شود. طولانی‌ترین مدت اقامت انسان در فضا، ۴۳۸ روز است که والری پلیاکف به ثبت رسانده است. طولانی‌ترین زمان سپری شده خارج از کمربند محافظتی وان آلن زمین، حدود ۱۲ روز است که به فرود آپولو ۱۷ روی ماه بازمی‌گردد. این مدت در مقایسه با سفر ۱۱۰۰ روزه ناسا در دهه آینده بسیار کوتاه است. از طرفی به‌عقیده دانشمندان، سفر به مریخ آثار بیولوژیکی مضری بر بدن انسان خواهد داشت. به دلیل پرتوهای زیاد، عوارض فیزیکی اقامت در مریخ افزایش می‌یابند.
مأموریت‌های زیادی برای مریخ در حال توسعه و برنامه‌ریزی هستند که زمینه را برای سفر انسان فراهم خواهند کرد. دانشمندان امیدوار هستند، کاوشگرهای رباتیک داده‌هایی را درباره فعالیت‌های زیرزمینی و همچنین زمین‌شناسی مریخ ارسال کنند و به نمونه‌برداری بپردازند. چنین مأموریت‌هایی می‌توانند علائم حیات و آب بیشتری را روی این سیاره کشف کنند. شاید حیات در زیر لایه‌های سطح مریخ مخفی شده باشد.
منبع: زومیت