جوئل لوین
781,615 views • 16:14

من میخوام در مورد یک دوره ۴.۶ میلیارد سالی در مدت ۱۸ دقیقه صحبت کنم. یعنی هر دقیقه ۳۰۰ میلیون سال. با اولین عکس گرفته شده ناسا از سیاره مریخ شروع کنیم. این عکس در سال ۱۹۶۵ بوسیله فضا‌‌‌‌‌پیمای مارینر۴ گرفته شد. وقتی این عکس منتشر شد، روزنامه مشهورعلمی نیویورک تایمز، در سر مقاله‌اش نوشت: «مریخ غیر قابل سکونت است. یک دنیای مرده که ناسا نباید دیگر روی آن زمان صرف کند یا تحقیق انجام دهد.» خوشبختانه، مدیران ما در راس ناسا مستقر در واشنگتن بهتر می‌دانستند و تحقیقات گسترده‌ای رو روی سیاره سرخ آغاز کردیم.

یکی از سوالات کلیدی تمام علوم این است که «آیا حیات خارج از زمین وجود داره؟» من معتقدم که مریخ محتمل‌ترین گزینه برای زندگی خارج از زمین است. من میخوام در چند دقیقه آینده برخی از مستندات فوق‌العاده را نشونتون بدم که امکان وجود حیات در مریخ را مطرح می‌کند. ولی اجازه بدین با عکسی از مریخ نورد وایکینگ شروع کنم این عکس ترکیبی توسط وایکینگ در سال ۱۹۷۶ گرفته شده است. وایکینگ توسط مرکز تحقیقات ناسا طراحی و ساخته شد. ما دو مریخ نورد و دو مدارگرد در تابستان ۱۹۷۶ به مریخ فرستادیم. یعنی در مجموع ۴ فضاپیما که دو تای آنها به دور مریخ می چرخند(مدارگرد) و دو تای دیگر روی سطح مریخ— یک دستاورد فوق‌العاده.

این اولین عکسیست که از سطح یک سیاره گرفته شده است. این عکس از مریخ‌نورد وایکینگ است که از سطح مریخ گرفته شده و درسته سیاره سرخ واقعا سرخ است، مریخ به اندازه نصف زمین است، ولی بخاطر اینکه دو سوم زمین با آب پوشیده شده، مساحت خشکی مریخ با خشکی زمین قابل قیاس است. بنابراین با وجود اینکه نصف زمین است، بازم سرزمین وسیعی است. ما نتایجی بدست آورده‌ایم و متوجه شدیم که سطح مریخ پستی و بلندی دارد.

ما درباره مریخ خیلی چیزها میدونیم. مریخ بزرگترین اتشفشان منظومه شمسی یعنی "المیپوس مانس" را داراست. مریخ گرند کنیون منظومه را دارد، "والز مارینریز". سیاره بسیار بسیار جالبیست. مریخ بزرگترین دهانه برخوردی منظومه شمسی را دارد، "هیلاس باسین" طول این دهانه ۳/۲۰۰ کیلومتره. اگر برحسب اتفاق زمانیکه این دهانه ایجاد شد مریخ بودید، روز خیلی بدی بوده. (خنده حضار) این الیمپوس مانس هست. اینجا بزرگتر از ایالت اریزوناست.

آتشفشان‌ها مهم‌اند چونکه‌ آنها اتمسفر و اقیانوس‌ها رو بوجود میارن. داریم به والس مارینریز نگاه می‌کنیم، بزرگترین دره منظومه شمسی، در قیاس با نقشه ایالت متحده، ۴/۸۲۸ کیلومتر. یکی از جذابترین ویژگی‌ها در مورد مریخ و به گفته اکادمی ملی علوم یکی از ۱۰ معمای عصر فضا اینکه که چرا قسمت‌هایی از مریخ اینقدر مغناطیسی هستند. ما بهش میگیم پوسته مغناطیسی. در مریخ مناطقی هستند که به برخی دلایل در حال حاضر نمیدونیم چرا اینقدر زیاد مغناطیسی هستند.

ایا روی مریخ آب هست؟ جواب این سوال خیر هست امروز هیچ آب مایعی روی مریخ وجود نداره. ولی شواهد جالبی وجود دارن که وجود رودخانه‌ها و آبهای روان در دوره‌های ابتدایی مریخ را مطرح می کنند. امروز مریخ بسیار بسیار خشکه. ما باور داریم که مقداری آب در کلاهک‌های قطبی هست. کلاهک‌های قطب شمال و جنوب. اینجا چند عکس اخیرشون رو میبینیم. این عکس از" اسپریت و اپورتیونیتی" هست. (ربات کاوشگر مریخ) این عکسها نشان میدهند که زمانی روی مریخ، آبهای روان سریعی وجود داشته چرا آب مهمه؟ زیرا برای زنده ماندن باید آب بخورید. آب بخش کلیدی فرگشت منشا حیات روی یک سیاره هست.

اینجا چند عکس از آنترکتیکا میبینیم و یک عکس از المپیوس مانز. ویژگی‌های بسیار مشابه یخچال‌های قطبی بنابرین این آب یخ زده است. این آب منجمد روی مریخ است. این عکس مورد علاقه منه که چند هفته پیش گرفته شده، و هنوز بصورت عمومی منتشر نشده. این عکس توسط مارس اکسپرس کاوشگر آژانس فضایی اروپا گرفته شده و در مرکز دهانه ما آب و یخ داریم. عکس بسیار شگفت انگیز.

در حال حاضر ما باور داریم که در دوران ابتدایی مریخ که ۴.۶ میلیارد سال قبل بوده، ۴.۶ میلیارد سال قبل مریخ بسیار شبیه به زمین بوده مریخ رود داشته، دریاچه داشته، و از همه مهمتر مریخ اقیانوس‌هایی در مقیاس سیاره داشته ما معتقدیم اقیانوس‌ها در نیمکره شمالی بودند و این منطقه آبی رنگ که فرورفتگی حدود ۶ کیلومتر رو نشون میده جاییست که اقیانوس‌های باستانی مریخ وجود داشتند. آبهای این اقیانوس‌های عظیم کجا رفتند؟ خب، ما یک ایده داریم. این تصویری است که ما چند سال قبل از یک ماهواره مدارگرد مریخ بنام "اودیسی" بدست آوردیم. آبهای زیرسطحی روی مریخ منجمد به شکل یخ. و این عکس درصد را نشان می‌دهد اگر مایل به رنگ آبیه، یعنی ۱۶ درصد از وزن. ۱۶ درصد از وزن محدوده داخلی شامل آب و یخ است. پس مقادیر زیادی آب زیر سطح وجود داره.

به اعتقاد من جالبترین و خارق العاده‌ترین نتیجه‌ای که از مریخ بدست آورده‌ایم، و اوائل امسال در مجله ساینس چاپ شد. این بود که ما در جستجوی وجود گاز متان CH4 در جو مریخ هستیم. و شما می‌توانید ببینید که سه منطقه مجزای متان وجود داره. چرا متان مهمه؟ چون روی زمین تقریبا همه— ۹۹.۹ درصد از متان بوسیله چرخه‌های حیات بوجود آمده، نه آدم فضایی‌ها، بلکه زندگی میکروسکوپی زیر سطح یا روی سطح. ما در حال حاضر شواهدی داریم که متان در جو مارس وجود داره، گازی که روی زمین به وسیله چرخه حیات بوجود آمده. اونجا سه نوع گاز وجود داره : A,B1,B2

و زمینی که ازبالایش دیده میشه، از مطالعات زمین شناسی می‌دانیم که اینها قدیمی‌ترین مناطق روی هستند. در واقع مریخ و زمین هر دو ۴.۶ میلیارد سال عمر دارند. ولی قدیمی ترین سنگ روی زمین فقط ۳.۶ میلیارد سال عمر داره. دلیل این فاصله یک میلیارد ساله بواسطه فهم زمین شناسانه ما ساختمان شناسی لایه‌ها است، پوسته زمین بازسازی شده و هیچ مشخصه ثبت شده‌ای از دوره یک میلیارد سال اولیه نداریم. ولی این علائم در مریخ وجود دارند. و منطقه‌ای که داریم بهش نگاه می‌کنیم به ۴.۶ میلیارد سال قبل برمیگرده زمانی که مریخ و زمین شکل گرفتند. اون روز سه شنبه بود. (خنده حضار)

این یک نقشه است که نشون میده ما فضاپیمامون را کجای مریخ قرار دادیم. اینها "وایکینگ ۱" و "وایکینگ ۲" هستند. این "آپورتیونیتی" هست این یکی هم " اسپیریت". این "مارس پث فایندر" و این "فونیکس" است که همین دو سال قبل فرستادیم. دقت کنید که تمام مریخ‌نوردان و کاوشگران به نمیکره شمالی فرستاده رفته‌اند. علتش اینه که نمیکره شمالی منطقه باستانی حوضه اقیانوس هست. دهانه‌های زیادی وجود ندارد. و علتش اینه که آب در برابر تاثیرات برخورد شهاب‌سنگ‌ها و اجرام منطقه را محافظت میکرده است. اما به نیمکره جنوبی نگاه کنید. در نیمکره جنوبی تعدادی دهانه وجود دارد، تعدادی دهانه آتشفانی وجود دارد. اینجا "هیلاس بایسین" هست، یک منطقه بسیار بسیار متفاوت از نظر ساختار زمین شناسانه. ببینید متان کجاست، متان در یک منطقه با زمینی بسیار خشن است.

بهترین راه حل برای کشف رموزی که در مریخ وجود دارد چیست؟ ما این سوال را ۱۰ سال قبل پرسیدیم. ما ۱۰ دانشمند برتر مریخ را به مرکز تحقیقات لانگلی به مدت دو روز دعوت کردیم تا مهم‌ترین سوالات حل نشده را بررسی کنیم. و دو روز وقت صرف تصمیم گیری برای یافتن بهترین جواب این سوالات کردیم. و نتیجه این جلسه یک هواپیمای موشک دار روباتیک بنام ARES بود. این یک نقشه بردار هوایی در مقیاس منطقه‌ای سازگار با محیط است. اینم یک مدل از ARES هست. این مدل یک پنجم مقیاس واقعی هست.

این هواپیما در مرکز تحقیقات لانگلی طراحی شده بود. اگه در کل دنیا جایی وجود داشته باشه بتونه هواپیمایی بسازه که بتونه روی مریخ پرواز کند. اونجا مرکز تحقیقات لانگلی هست، مرکز پیشرو در زمینه دانش هوانوردی به مدت حدود ۱۰۰ سال. ما از ارتفاع حدود ۱.۵ کیلومتر بالای سطح پرواز می‌کنیم. و تا صدها کیلومتر رو پوشش میدیم، و حدودا ۷۲۰ کیلومتر بر ساعت پرواز می‌کنیم. ما کارهایی می‌توانیم بکنیم که مریخ‌نوردان و کاوشگران روی سطح مریخ قادر نیستند: ما می‌توانیم بالای کوه‌ها، آتشفشان‌ها، دهانه‌ها پرواز کنیم؛ ما روی دره‌ها پرواز می‌کنیم؛ ما می‌توانیم روی سطح مغناطیسی پرواز کنیم، کلاهک‌های قطبی، آبهای زیرسطحی؛ و می‌توانیم بدنبال حیات روی مریخ بگردیم.

اما موضوعی با اهمیت دیگر، همانطور که در فضای مریخ پرواز می‌کنیم، ما این سفر را منتقل می‌کنیم. اولین پرواز یک هواپیما خارج از زمین، ما آن تصاویر را به زمین می‌فرستیم. و هدف ما اینه که الهام بخش جامعه آمریکایی باشیم که پول این عملیات رآ با مالیاتشان میدن. ولی مهمتر از آن ما الهام بخش نسل بعدی دانشمندان، فن‌شناسان، مهندسان و ریاضیدانان خواهیم بود. و این یک قسمت حیاتی از امنیت ملی و رونق اقتصادی است که ما نسل بعدی دانشنمدان مهندسین ریاضیدانان و فن‌شناسان را تولید کنیم.

ARES این شکلیه وقتی بالای مریخ پرواز می‌کند. ما برنامه‌ریزیش کردیم. ما جایی که متان هست پرواز می‌کنیم. ما تجهیزاتی خارج از هواپیما داریم که هر ۳ دقیقه از جو مریخ نمونه‌برداری می‌کند. ما بدنبال متان خواهیم گشت و همین‌طور سایر گازهایی که بوسیله چرخه حیات(موجودات زنده) بوجود می‌آیند. ما به دقت سرمنشا این گازها را مشخص خواهیم کرد، زیرا می‌توانیم اختلاف حرارت جایی را که این گاز بیرون میاد، و سرمنشاش را اندازه‌گیری کنیم و عملیات بعدی را به همون منطقه هدایت کنیم.

ما چطوری یک هواپیما را به مریخ فرستادیم؟ در دو کلمه، به سختی. مساله اینه که ما تا مریخ پرواز نکردیم بلکه داخل یک فضاپیما قرارش دادیم و به مریخ فرستادیم. مساله دیگه اینه که طول بزرگترین فضاپیما ۲.۵ متر هست؛ در حالی که طول بال های ARES ۶.۵ متر هست و طول خود هواپیما ۵متر. چطوری ما به مریخ رسوندیمش؟ تایش کردیم. و با یک فضاپیما منتقلش کردیم. و داخل چیزی بنام سپر گرمایی/ aeroshell قرارش دادیم. ما اینجوری انجامش دادیم. ما یک ویدیوی کوتاه که این مراحل را نشان میده داریم.

(ویدیو): هفت، شش، پنج، چهار، سه، دو، یک. موتور اصلی روشن میشه و پرواز می‌کند.

جوئل لوین: این یک پرتاب است از مرکز فضایی کندی در فلوریدا. این فضاپیمایی هست که ۹ ماه طول کشید تا به مریخ برسه. اون وارد جو مریخ میشه. گرمای بسیار زیاد، گرمای اصطکاکی. با سرعت ۲۹هزار کیلومتر بر ساعت. یک چتر نجات باز میشه تا سرعتش را کم کند. کاشی گرمایشی جدا میشه. هواپیما برای اولین بار در معرض جو مریخ قرار می‌گیره. اون از حالت تا شده خارج میشه. موتور موشک روشن میشه.

ما معتقدیم که در یک پرواز یک ربع ساعته می‌توانیم کتاب‌های نوشته شده در مورد مریخ را بازنویسی کنیم بوسیله اندازه‌گیری‌های دقیق از جو مریخ در جستجوی منشا گازهای بیوژنیک و منشا گازهای آتشفشانی، مطالعه سطح، مطالعه مغناطیس روی سطح که نمی‌دانیم دلیلش چیه، همچنین تعداد دیگری از این مناطق.

تمرین باعث پیشرفت میشه. از کجا می‌دانیم که میتونیم اینکار را کنیم. چون ما مدل ARES رو قبلا تست کردیم، چندین مدل در مقیاس نصف در چندین تونل باد در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا به مدت هشت سال تحت شرایط مریخ. و موضوع مهم دیگر اینه که ما ARES رو در جو زمین تست کردیم، در ارتفاع ۳۰ کیلومتری، که با غلظت و فشار جو مریخ جایی که بعدا پرواز خواهیم کرد قابل قیاس است. حالا در۳۰ کیلومتری،اگر با هواپیمای داخلی به لس آنجلس سفر کنید، در ارتفاع ۱۱ کیلومتری پرواز خواهید کرد. ما آزمایشاتمان را در ۳۰ کیلومتری انجام میدیم.

و من میخوام یکی از آزمایشاتمان را نشان شما بدم. این یک مدل در نصف مقیاس واقعیست. این یک بالون هلیوم در ارتفاع بالاست. بر فراز "تیلاموک " در ایالت اورگون هست، ما هواپیمای تا شده را داخل بالون گذاشتیم— تقریبا ۳ ساعت طول کشید تا برسه اونجا بعد در ارتفاع ۳۱ کیلومتری آزادش کردیم، و هواپیما را مستقر کردیم و همه چیز بخوبی کار می‌کند و ما تستهای ارتفاع بالا و ارتفاع پایین را صرف تکمیل این روش انجام دادیم.

ما آماده رفتنیم. من یک مدل کوچک اینجا دارم. ولی یک مدل در سایز واقعی در انبار مرکز تحقیقات لانگلی ناسا هست. آماده رفتنیم. تمام چیزی که نیاز داریم یک چک از دفتر مرکزی ناسا هست (خنده) تا هزینه ها را تقبل کند. من حاضرم مزد افتخاری سخنرانی امروزم را برای کمک به این ماموریت اهدا کنم. حقیقتا چیزی بنام پاداش افتخاری برای هیچکس برای این چیزها وجود نداره. این تیم ARES هست؛ ما حدود ۱۵۰ دانشمند و مهندس هستیم در مرکز هوا فضای "گادارد " جاییکه با آزمایشگاه پیشرانه جت در مرکز تحقیقات ایمز و چند دانشگاه بزرگ و شرکت که در این پروژه همکاری دارند کار می‌کنیم.

این یک کار بزرگ است. همه اینها در مرکز تحقیقات لانگلی ناسا هست. و اجازه بدید با گفتن این جمله نتیجه گیری کنم که جایی نه چندان دور از اینجا دقیقا در جاده کیتیهاوک ، کارولینای شمالی کمی بیش از ۱۰۰ سال قبل تاریخ ساخته شد، وقتی اولین هواپیمای سوختی از روی زمین پرواز کرد. در حال حاضر ما در آستانه اولین پرواز هواپیما خارج از جو زمین هستیم. ما آماده‌ایم تا روی مریخ پرواز کنیم تا دانشمان در مورد مریخ را دوباره بنویسیم. اگه به اطلاعات بیشتری علاقه‌مندید، ما وبسایتی داریم که این عملیات هیجان‌انگیز و جذاب را تشریح می‌کند و اصلا چرا میخوایم اینکار را کنیم. خیلی ممنونم. (تشویق)