وایپر (VIPER) ماه‌نورد تازه ناسا و نقشه‌برداری از منبع های طبیعی قمر زمین_دانشجو

ناسا این روزها آخرین مرحله های ساخت و آزمایش ربات ماه‌نورد تازه خود «VIPER» را پشت سر می‌گذارد. این ماه‌نورد قرار است اواخر سال ۲۰۲۴ برای یک مأموریت صد روزه به ماه فرستاده شود. در این مقاله با ماه‌نورد وایپر زیاد تر آشنا می‌شویم.

مأموریت وایپر

«Volatiles Investigating Polar Exploration Rover» که به اختصار «VIPER» نامیده می‌شود، ربات قدرتمندی است که برای مأموریت صد روزه به ماه ارسال می‌شود. مقصد این ربات کاوش نشانه‌های حیات در ماه و جمع‌آوری اطلاعاتی از توزیع آب است. دانشمندان تصمیم دارند از این اطلاعات منفعت گیری کنند تا با نحوه استخراج آب در سیارات آشنا شوند و سپس این راهکارها را در مأموریت‌های فضایی دیگر همانند سفر به مریخ به‌کار گیرند.

این اطلاعات پشتیبانی می‌کند تا دانشمندان راحت‌ترین نواحی برای دسترسی به آب در ماه را اشکار کنند. بعد می‌توان او گفت وایپر اولین رباتی است که تلاش می‌کند تا از منبع های خارج از زمین نقشه‌برداری کند. نقشه‌های ماه‌نورد وایپر از ماه یک قدم مهم در مأموریت آرتمیس ناسا است تا وجود طویل مدت انسان‌ها روی سطح ماه ممکن شود.

ماه‌نورد VIPER و ویژگی‌های آن

وایپر که تازه ترین ربات ساخته‌شده توسط ناسا است، ویژگی‌های ظاهری و توانمندیهای مورد توجهی دارد. این ربات ۲.۵ متر طول و ۱.۵ متر عرض دارد. وایپر به یک سیستم چرخ تازه تجهیزاست که این امکان را فراهم می‌کند تا از روی سطوح گوناگون همانند خاک‌ فشرده یا خاک نرم و اصطلاحاً پوک به‌راحتی عبور کند.

در شرایط عادی، وایپر همانند یک ماشین معمولی روی سطح حرکت می‌کند اما هنگامی به ناحیه‌ای با خاک زیاد پوک برسد، می‌تواند هر کدام از چرخ‌های خود را همانند پا جداگانه بلند کرده وچرخ‌های دیگر خود را روی سطح حرکت دهد. یقیناً احتمالا بتوان این حرکت را به نوعی قدم‌زدن تشبیه کرد. بعد وایپر با این تکنولوژی می‌تواند روی نرم‌ترین تکه خاک ماه نیز حرکت کند.

VIPER این چنین این توانایی را دارد که بدنه خود را به یک سمت تا ۱۵ درجه متمایل کند. چرخ‌های وایپر این چنین حالت تعلیق و فرمان جدا گانه دارند تا ماه‌نورد بدون نیاز به دورزدن به سمت چپ یا راست برود.

شدت حرکت وایپر روی سطح ماه حدوداً ۰.۷۲ کیلومتر بر ساعت خواهد می بود که در زمان جستجوی آب و منبع های دیگر به ۰.۴ کیلومتر بر ساعت افت می‌یابد. وایپر اولین کاوشگر ناسا است که چراغ جلو دارد تا بتواند از داخل دهانه‌هایی که نور خورشید هیچ‌گاه به آن‌ها نمی‌رسد تصویربرداری کند.

دوربین‌های وایپر اطلاعات سطح ماه را به زمین می‌فرستند و اپراتورها می‌توانند درصورت نیاز دستوراتی اضافه برای بازدید زیاد تر به ماه‌نورد صادر کنند. وایپر با منفعت گیری از امواج رادیویی با دانشمندان ناسا ربط برقرار خواهد کرد.

ماه‌نورد وایپر چه اهدافی را جستوجو می‌کند؟

همانطور که گفتیم، نقشه‌برداری از منبع های طبیعی ماه همانند آب از اهداف مهم وایپر است. دلنشین است بدانید آب در ماه می‌تواند به طور‌های مختلفی وجود داشته باشد. به گمان زیادً کریستال‌های یخ و مولکول‌هایی که پیوند شیمیایی با مواد دیگر دارند، متداول‌ترین نوع آب خواهند می بود. آب به‌دام افتاده در فضای خالی خاک‌ و یخبندان‌هایی با ضخامت تنها ۱۰ مولکول آب نیز می‌توانند در ماه وجود داشته باشند.

مأموریت ماه‌نورد وایپر دو مقصد مهم دارد:

• طبقه‌بندی توزیع و حالت آب در قطب جنوب ماه و دیگر مواد فرّار در «تله‌های سرد» و رگولیت (سنگ‌پوشه) در ماه برای فهمیدن منشأ آن‌ها.

• فراهم‌آوردن داده‌های ملزوم برای ناسا به‌منظور برسی بازده منفعت گیری از منبع های محلی حاضر در نواحی قطبی ماه.

برای آن که مولکول‌های آب روی سطح ماه باقی بمانند، باید از تابش‌ خورشید در امان باشند. درنتیجه، وایپر دهانه‌هایی را می‌کاود که نور خورشید هیچ‌گاه داخل آن‌ها نمی‌شود. به‌طور کلی، این ماه‌نورد از چهار منطقه مثالبرداری می‌کند:

• منطقه سطحی: خاک سطحی دارای یخ در مناطقی همانند دهانه‌های دارای سایه دائمی
• منطقه کم‌عمق: خاک دارای یخ تا عمق ۵۰ سانتی‌متر
• منطقه عمیق: خاک دارای یخ در عمق ۵۰ تا ۱۰۰ سانتی‌متر
• منطقه خشک: خاکی که تا عمق یک متری یخ پایدار ندارد

ابزارهای ماه‌نورد وایپر

از آنجا که وایپر یکی از تازه ترین ربات‌های ساخته‌شده توسط مهندسان ناسا است، ابزارهای پیچیده‌ای دارد که عبارت هستند از:

• سیستم طیف‌سنج نوترون (NSS): وایپر از این ابزار برای شناسایی آب تا عمق یک متری خاک منفعت گیری می‌کند. ماه مدام نوترون از خود ساطع می‌کند. اگر این ذرات به چیزهایی تقریباً هم‌اندازه با خودشان، همانند اتم هیدروژن در مولکول آب، برخورد کنند، انرژی بسیاری از آن‌ها کم می‌شود. NSS می‌تواند این تحول انرژی را شناسایی کند و از این طریق به وجود احتمالی آب پی ببرد.
• مته یخ و رگولیت برای کاوش زمین‌های تازه (TRIDENT): این مته می‌تواند هم با چرخش و هم با ضربه سطح ماه را به‌طور کارآمد سوراخ کند. TRIDENT می‌تواند تا عمق یک متری حفاری کرده و دما را اندازه‌گیری کند.
• سیستم طیف‌سنج فروسرخ نزدیک مواد فرّار (NIRVSS): بعد از حفاری، وایپر از این ابزار منفعت گیری می‌کند تا ماهیت اتم‌های هیدروژن کشف‌شده توسط NSS را اشکار کند. این اتم‌ها می‌توانند متعلق به مولکول‌های آب، مولکول‌های هیدروکسیل یا اتم‌های هیدروژن باشند.
• طیف‌سنج جرمی ناظر عملیات ماه (MSolo): این ابزار بعد از فرود، گازهای اتمسفر را بازدید و تعیین می‌کند که کدام‌یک از آن‌ها متعلق به ماه و کدام‌یک متعلق به فرودگر می باشند. این چنین MSolo بعد از حفاری به برسی مولکول‌های یخ و مواد فرّار می‌پردازد.

دانشمندان امیدوارند به پشتیبانی این داده‌ها بتوانند نقشه‌ای جامع از آب در ماه به‌دست‌آورده و بعد از تحلیل نحوه استخراج ماه در قمر زمین، از این منبع های در ماموریت‌«آرتمیس» منفعت گیری کنند.