THOR: Αποστολή στον Άρη για την ανακάλυψη νερού στο υπέδαφος

Πηγή: Πανεπιστήμιο Αριζόνας, 28 Ιανουαρίου 2006

Μια τολμηρή, νέα ρομποτική αποστολή στον Άρη ίσως κάνει την πρώτη εξερεύνηση του υπεδάφους για την ανεύρεση παγωμένου νερού σε μια ενδεχομένως κατοικήσιμη ζώνη. Σύμφωνα με το σχέδιο, ένα διαστημικό σκάφος θα τον πλησιάσει και θα εκτοξεύσει προς την επιφάνειά του ένα ρομπότ - βαρύ σφυρί, προκειμένου να ανασκάψει αρκετό υλικό που θα αποκαλύψει τον πάγο ή άλλα στοιχεία που βρίσκονται κρυμμένος στο υπέδαφος.

Η νέα χαμηλού κόστους αποστολή που ονομάστηκε THOR σχεδιάζεται στα πλαίσια του προγράμματος Ανίχνευση του Άρη της NASA,  και στοχεύει να στείλει ένα βλήμα με υψηλή ταχύτητα πάνω στην Αρειανή επιφάνεια παρατηρώντας τη σύγκρουση και τη συνέπειά που θα έχει. Η αποστολή καθοδηγείται από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, σε συνεργασία με το Εργαστήριο Αεριοπροώθησης (JPL).

Η αποστολή THOR (Ανίχνευση της Οικισιμότητας, των Οργανικών ουσιών, και των Πόρων) προγραμματίζεται για τις αρχές του 2011 και θα χρησιμοποιήσει μια άμεση προσέγγιση με τον κόκκινο πλανήτη, κάνοντας ανασκαφή του υλικού που βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια του Άρη με τη βοήθεια μιας έκρηξης.

Η σχεδιαζόμενη αποστολή υιοθετεί ακριβώς την ίδια μέθοδο για τον Άρη που χρησιμοποιήθηκε στην αποστολή Deep Impact και θα είναι η δεύτερη χαμηλού κόστους που σχεδιάζεται στο πλαίσιο της εξερεύνησης του πλανήτη. Η πρώτη χαμηλού κόστους αποστολή θα είναι του διαστημικού σκάφους Phoenix, το οποίο προγραμματίζεται να εκτοξευτεί τον Αύγουστο του 2007.

"Ο στόχος της αποστολής είναι να έρθει στο φως το χιόνι και ο πάγος σε ένα ανεξερεύνητο μέρος του Άρη μέχρι τώρα -- βαθιά κάτω από το έδαφος. Θα φτιαχτεί γι αυτό το λόγο ένας κρατήρας βάθους τουλάχιστον 10 μέτρων στο Αρειανό έδαφος", λέει ο κύριος υπεύθυνος του THOR Phil Christensen του πανεπιστημίου της Αριζόνα.

Εκτός από την ανεύρεση του υπόγειου νερού, λέει, το THOR θα ψάξει επίσης για οργανικές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένου του μεθανίου, το οποίο τα γήινα τηλεσκόπια  και στα διαστημικά σκάφη γύρω από τον Άρη έχουν ανιχνεύσει στην Αρειανή ατμόσφαιρα.

Η προτεινόμενη αποστολή THOR θα χρησιμοποιήσει ένα διαστημικό σκάφος δύο τμημάτων που θα αποτελείται από ένα 'σφυρί' - σκάφος και ένα διαστημικό σκάφος που θα παρατηρεί τα τεκταινόμενα. Το 'σφυρί' θα είναι ένα απλό βλήμα φτιαγμένο από καθαρό χαλκό της Αριζόνα. Το διαστημικό σκάφος-παρατηρητής θα το μεταφέρει λίγο πριν φθάσουν στον Άρη. Αφού το σφυρί απελευθερωθεί από το σκάφος παρατηρητή, θα εισέλθει μέσω της Αρειανής ατμόσφαιρας στην περιοχή της σύγκρουσης μεταξύ γεωγραφικού πλάτους 30 και 60, είτε στο βόρειο είτε στο νότιο ημισφαίριο.

"Σε πολλές περιοχές των μέσων γεωγραφικών πλατών του Άρη, βλέπουμε στοιχεία για στρώματα χιονιού ή πάγου καλυμμένα με σκόνη", τονίζει ο Christensen. "Το THOR λοιπόν θα στοχεύσει για αυτό το υλικό." Τα πιθανά στρώματα πλούσια σε πάγο κατατέθηκαν κατά τη διάρκεια των προηγούμενων 50.000 έως 1 εκατομμυρίων ετών, καθώς το Αρειανό κλίμα άλλαξε λόγω των τροχιακών του παραλλαγών (μεταβολές στην τροχιά του Άρη).

Σύμφωνα με το σχέδιο αποστολής, το χάλκινο βλήμα θα ζυγίζει περίπου 100 κιλά, και όταν χτυπήσει το σφυρί στο έδαφος, θα ανοίξει έναν κρατήρα βάθους κοντά 25 μέτρων και διαμέτρου 50 μέτρων. Η ταχύτητα του όταν θα φτάσει στην επιφάνεια του Άρη θα είναι 15.000 χιλιόμετρα την ώρα. Το διαστημικό σκάφος παρατηρητής εν τω μεταξύ θα μελετάει τους πίδακες των λοφίων των συντριμμιών από την περιοχή της σύγκρουσης.

Στα όργανα του παρατηρητή μεταξύ των άλλων θα υπάρχουν μια φωτογραφική μηχανή στο ορατό φως και ένα υπέρυθρο φασματόμετρο. Εκτός από τη μελέτη του πίδακα ο ρόλος του φασματομέτρου είναι να αναζητηθούν στην Αρειανή ατμόσφαιρα οργανικά υλικά και αέρια, όπως το μεθάνιο.

Στο παρελθόν, σημειώνει ο Christensen, ο Άρης μελετήθηκε χρησιμοποιώντας τροχιακά διαστημικά σκάφη, και ρόβερ. Ενώ είναι ιδιαίτερα πολύτιμες, τέτοιες αποστολές έχουν 'γρατσουνίσει' μόνο την επιφάνεια, λέει. "Έφτασε ο χρόνος να μελετήσουμε το Αρειανό έδαφος κάνοντας ένα βήμα ακόμα -- και πιο βαθιά".

Ο Christensen προσθέτει ότι αυτή η ανεξερεύνητη περιοχή του Άρη μπορεί να παρέχει τις χημικές και ορυκτές ενδείξεις που μπορεί να μας πουν για το ποιές περιοχές στον πλανήτη είναι κατοικήσιμες .

"Η αποστολή του THOR σχεδιάζεται να χρησιμοποιήσει μια απλή, χαμηλού κινδύνου προσέγγιση για να φθάσει στην Αρειανή υποεπιφάνεια", λέει ο David Spencer του JPL, και επικεφαλής μηχανικός της μελέτης για το THOR. Ο David Spencer είναι ο πρώην διευθυντής αποστολής για το Deep Impact, την αποστολή σε ένα κομήτη που καινοτόμησε από άποψη τεχνικής της σύγκρουσης. Συγκρίνοντας τις δύο αποστολές, λέει ότι επειδή η περιοχή του Άρη που έχει σαν στόχο το THOR είναι πολύ μεγάλη. η αποστολή του 'σφυριού' του THOR θα είναι λιγότερο δύσκολη από όσο η Deep Impact.

Αλλά ο Christensen βλέπει την επιστημονική αξία του THOR αρκετά πέρα από τη σύγκρουση γιατί ο κρατήρας που θα ανοίξει το THOR θα παραμείνει μια περιοχή δοκιμής για όλα το σημερινά διαστημικά σκάφη του Άρη αλλά και για τα επόμενα. Επιπλέον τον κρατήρα μπορεί να επισκεφτεί στο μέλλον ένα ρόβερ, κάπου στην επόμενη δεκαετία.

Οι δύο επιστήμονες που προετοιμάζουν τον βομβαρδισμό του Άρη έχουν μεγάλη εμπειρία από παρόμοιες αποστολές. Ο Christensen  είναι υπεύθυνος για την κατασκευή και τη λειτουργία τεσσάρων επιστημονικών οργάνων που βρίσκονται σε αποστολές πάνω ή γύρω από τον Άρη, ενώ ο Spencer ήταν διευθυντής της αποστολής του διαστημικού σκάφους Deep Impact. Σημειωτέον ότι το ερχόμενο καλοκαίρι η NASA θα εξετάσει ακόμη 15 προτάσεις για αποστολές στον Άρη, προκειμένου να εγκρίνει ποιες από αυτές θα δρομολογηθούν.