موضوع مقاله: فرود بر مریخ | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # فرود بر مریخ | مقدمه: از میان تلاش‌های متعدد برای فرود بر مریخ توسط فضاپیمای بدون سرنشین، ده مورد موفقیت‌آمیز بوده است. | ## بخش 1: فرود بر مریخ | همچنین مطالعاتی دربارهٔ یک مأموریت سفر انسان به مریخ شامل فرود بر سطح آن انجام شده، اما تاکنون هیچ‌کدام عملی نشده است. تا سال ۲۰۲۳، اتحاد جماهیر شوروی، ایالات متحده آمریکا و چین توانسته‌اند با موفقیت فرودهایی بر مریخ انجام دهند. مریخ ۳، متعلق به شوروی، که در سال ۱۹۷۱ فرود آمد، اولین فرود موفق بر مریخ بود، اگرچه این فضاپیما پس از ۱۱۰ ثانیه بر سطح مریخ از کار افتاد. وایکینگ ۱ و وایکینگ ۲ اولین فرودگرهای موفق ناسا بودند که در سال ۱۹۷۵ به فضا پرتاب شدند. رهیاب مریخ ناسا که در سال ۱۹۹۶ پرتاب شد، اولین مریخ‌نورد به نام سوجورنر را با موفقیت بر مریخ فرود آورد. در سال ۲۰۲۱، اولین فرودگر و مریخ‌نورد چینی، تیان‌ون ۱، با موفقیت بر مریخ فرود آمد. روش‌های فرود تا سال ۲۰۲۱، تمام روش‌های فرود بر مریخ از یک سپر هوایی و چتر نجات برای ورود به جو مریخ و فرود استفاده کرده‌اند، اما پس از جدا شدن چتر نجات، سه گزینه وجود دارد. یک فرودگر ثابت می‌تواند از پوسته چتر جدا شده و با استفاده از موشک ترمزی تا رسیدن به سطح فرود آید، اما یک سطح‌نورد نمی‌تواند موشک‌هایی را که پس از فرود بلااستفاده می‌شوند، حمل کند. یکی از روش‌ها برای سطح‌نوردهای سبک‌تر، قرار دادن سطح‌نورد در یک ساختار چهاروجهی است که خود در کیسه هوا قرار می‌گیرد. پس از جدا شدن سپر هوایی، چهاروجهی به وسیله یک طناب از پوسته چتر پایین آورده می‌شود تا کیسه‌های هوا باد شوند. زمانی که به سطح نزدیک می‌شود، چهاروجهی رها شده و با استفاده از کیسه‌های هوا به عنوان کمک‌فنر به زمین برخورد می‌کند. اگر یک سطح‌نورد برای استفاده از کیسه هوا بیش از حد سنگین باشد، می‌توان موشک‌های ترمزی را روی یک جرثقیل فرود نصب کرد. جرثقیل هوایی از پوسته چتر جدا شده و وقتی به سطح نزدیک می‌شود، سطح‌نورد را با یک طناب پایین می‌آورد. وقتی سطح‌نورد به زمین می‌رسد، طناب را قطع می‌کند و اسکای کرین (در حالی که موشک‌هایش هنوز فعال هستند) دور از سطح‌نورد سقوط می‌کند. برای فرودگرهایی که حتی از کنجکاوی سنگین‌تر هستند (که به یک سپر هوایی با قطر ۴٫۵ متر (۱۵ فوت) نیاز داشت)، مهندسان در حال توسعه یک کاهنده سرعت ابرصوتی با چگالی پایین هستند که می‌تواند قطر آن ۸ متر (۲۶ فوت) باشد. چالش‌های فرود فرود فضاپیماهای رباتیک، و احتمالاً در آینده انسان‌ها، بر روی مریخ یک چالش فناورانه است. کم‌تراکم بودن جو مریخ اندازه‌گیری فاصله تا سطح فناوری ناکافی برای مهار هوایی بالستیک فناوری ناکافی برای فرود با پیشرانه معکوس طراحی‌های نامناسب مأموریت زمان کوتاه برای اجرای ورود به جو (EDL) در سال ۲۰۱۸، ناسا با استفاده مجدد از فناوری‌های دوران برنامه وایکینگ، فرودگر این‌سایت را با موفقیت بر سطح مریخ فرود آورد. اما این فناوری توانایی فرود تعداد زیادی از محموله‌ها، زیستگاه‌ها، وسایل صعود و انسان‌ها را در صورت مأموریت‌های سرنشین‌دار آینده به مریخ ندارد. برخی معیارهای یک فرودگر برای انجام فرود نرم با استفاده از فناوری فعلی عبارتند از: +الزامات فرودگرویژگیمعیارجرمکمتر از ضریب بالستیککمتر از قطر سپر هوایی (ایروشِل)کمتر از شکل سپر هواییپوسته مخروط کروی با زاویه ۷۰ درجهقطر چتر نجاتکمتر از فرودفرود با پیشرانه معکوس فراصوتورودمهار هوایی (ورود از مدار مریخ) ارتباط با زمین از زمان برنامه وایکینگ، تمام فرودگرهای سطح مریخ از ماهواره مخابراتی برای ارسال داده‌های خود به زمین استفاده کرده‌اند. این فرودگرها از فرستنده‌های بسامد فرابالا برای ارسال داده‌ها به مدارگردها استفاده می‌کنند و مدارگردها این داده‌ها را با استفاده از فرکانس‌های باند ایکس یا باند کی‌ای به زمین ارسال می‌کنند. این فرکانس‌های بالاتر، به همراه فرستنده‌های قدرتمندتر و بازتابنده سهمی بزرگ‌تر، اجازه می‌دهند مدارگردها داده‌ها را بسیار سریع‌تر از زمانی که فرودگر مستقیماً به زمین ارسال می‌کرد، انتقال دهند. اما فرودگرهای آمریکایی وایکینگ توانستند بر سطح مریخ فرود آمده و طی چندین سال تصاویر و داده‌های متعددی ارسال کنند. در قرن ۲۱ میلادی، چندین فرود موفقیت‌آمیز انجام شد، اما تعداد زیادی نیز به شکست انجامید. برنامه کاوش مریخ اولین کاوشگری که برای فرود ضربه‌ای بر مریخ طراحی شده بود، مارس ۱۹۶۲بی اتحاد جماهیر شوروی بود که در سال ۱۹۶۲ با شکست در پرتاب مواجه شد. در سال ۱۹۷۰، اتحاد جماهیر شوروی طراحی مأموریت‌های مارس ۴ان‌ام و مارس ۵ان‌ام را آغاز کرد که شامل فضاپیماهای بدون سرنشین فوق‌سنگین برای مریخ بود. اولین مأموریت مارسوخود برای اوایل ۱۹۷۳ برنامه‌ریزی شده بود و دومین مأموریت بازگرداندن نمونه از مریخ برای سال ۱۹۷۵. هر دو مأموریت قرار بود توسط راکت ان۱ پرتاب شوند، اما به دلیل ناکامی این راکت در پرواز، پروژه‌های مارس ۴ان‌ام و مارس ۵ان‌ام لغو شدند. | ## بخش 2: فرود بر مریخ | در سال ۱۹۷۱، اتحاد جماهیر شوروی کاوشگرهای مریخ ۲ و مریخ ۳ را که هر یک شامل یک فرودگر بودند، به عنوان بخشی از برنامه کاوش مریخ ام-۷۱ به مریخ ارسال کرد. فرودگر مریخ ۳ اولین کاوشگری بود که توانست فرود نرم بر مریخ انجام دهد، اما در جمع‌آوری داده‌ها چندان موفق نبود. این فرودگر ۹۰ ثانیه پس از فرود شروع به ارسال داده به مدارگرد مریخ ۳ کرد، اما پس از ۱۴٫۵ ثانیه انتقال داده‌ها متوقف شد. این کاوشگرها هر یک دارای یک مریخ‌نورد به نام پراپ-ام بودند، اما هرگز مستقر نشدند. در سال ۱۹۷۳، اتحاد جماهیر شوروی دو فرودگر دیگر به مریخ ارسال کرد، مریخ ۶ و مریخ ۷. کاوشگر مریخ ۷ به دلیل نقص در عملکرد یکی از سامانه‌های داخلی (کنترل وضعیت فضاپیما یا موشک‌های ترمزی) زودتر از موعد از وسیله حمل جدا شد و با فاصله از مریخ عبور کرد. مأموریت بازگرداندن نمونه Mars 5M (Mars-79) که برای سال ۱۹۷۹ برنامه‌ریزی شده بود، به دلیل پیچیدگی و مشکلات فنی لغو شد. در سال ۱۹۷۶، دو مأموریت آمریکایی از برنامه وایکینگ وارد مدار مریخ شدند و هر یک سطح‌نشین خود را با موفقیت فرود نرم بر سطح سیاره مستقر کردند. این مأموریت‌ها نخستین انتقال موفق حجم بالایی از داده‌ها، از جمله اولین تصاویر رنگی و اطلاعات علمی گسترده را انجام دادند. دمای اندازه‌گیری‌شده در محل‌های فرود بین متغیر بود و تغییرات دمایی روزانه بین ثبت شد. طوفان‌های گرد و غبار فصلی، تغییرات فشار و حرکت گازهای جوی بین قطب‌های مریخ مشاهده شد. یک آزمایش‌های بیولوژیکی کاوشگر وایکینگ شواهد احتمالی از حیات ارائه داد، اما این شواهد توسط سایر آزمایش‌های موجود در کاوشگر تأیید نشد. در جستجوی محل مناسب برای فرود سطح‌نشین وایکینگ ۲، مدارگرد وایکینگ ۱ در تاریخ ۲۵ ژوئیه ۱۹۷۶، تصویر معروف به "چهره‌ای بر مریخ" را ثبت کرد. برنامه وایکینگ دنباله‌ای از برنامه وویجر لغوشده بود که بعدها نام آن برای دو کاوشگر منظومه شمسی بیرونی مورد استفاده قرار گرفت. فضاپیمای رهیاب مریخ ناسا، با کمک مدارگرد نقشه‌بردار سراسر مریخ، در ۴ ژوئیه ۱۹۹۷ فرود آمد. محل فرود آن یک دشت سیلابی باستانی در نیمکره شمالی مریخ به نام دره آرس بود که یکی از سنگلاخی‌ترین مناطق مریخ محسوب می‌شود. این مأموریت یک مریخ‌نورد کوچک کنترل از راه دور به نام سوجورنر، اولین مریخ‌نورد موفق، را حمل می‌کرد که چند متر در اطراف محل فرود حرکت کرد و شرایط محیطی و سنگ‌های اطراف را بررسی کرد. تصاویر این فرودگر که مریخ‌نورد را برای کاوش سطح مریخ اعزام می‌کرد، برای نخستین بار در تاریخ، در سراسر جهان توسط روزنامه‌ها منتشر شد. تا زمان ارسال آخرین داده‌ها در ۲۷ سپتامبر ۱۹۹۷، رهیاب مریخ ۱۶٬۵۰۰ تصویر از فرودگر و ۵۵۰ تصویر از مریخ‌نورد ارسال کرد، همچنین بیش از ۱۵ تجزیه و تحلیل شیمیایی از سنگ‌ها و خاک و داده‌های گسترده‌ای دربارهٔ بادها و سایر عوامل جوی ارائه داد. یافته‌های تحقیقات انجام‌شده توسط ابزارهای علمی روی هر دو فرودگر و مریخ‌نورد نشان می‌دهند که مریخ در گذشته گرم و مرطوب بوده است، با آب مایع و جوی ضخیم‌تر. در این دوره مدارگرد ژاپنی نوزومی و فضاپیماهای مدارگرد اقلیمی مریخ، قطب‌نشین مریخ و فضاپیمای دیپ اسپیس ۲ ناسا با خطاهای جدی مواجه شدند. شکست مدارگرد اقلیمی مریخ به دلیل اشتباه مهندسان لاکهید مارتین در مخلوط کردن یکاهای مرسوم در ایالات متحده آمریکا با واحدهای اندازه‌گیری متریک مشهور است که باعث سوختن مدارگرد در جو مریخ شد. از ۵–۶ مأموریت ناسا در دهه ۱۹۹۰، تنها ۲ مأموریت موفق بودند: رهیاب مریخ و نقشه‌بردار جهانی مریخ، که رهیاب مریخ و مریخ‌نورد آن را تنها فرود موفق در دهه ۱۹۹۰ می‌کند. در ۲ ژوئن ۲۰۰۳، مارس اکسپرس متعلق به آژانس فضایی اروپا از پایگاه فضایی بایکونور به سمت مریخ پرتاب شد. اگرچه این فرودگر طراحی نشده بود که حرکت کند، اما دارای دستگاه حفاری، سبک‌ترین طیف‌سنج ساخته‌شده تا آن زمان و مجموعه‌ای از دستگاه‌های دیگر روی یک بازوی رباتیک بود تا خاک زیر سطح غبارآلود را با دقت تجزیه و تحلیل کند. مدارگرد در ۲۵ دسامبر ۲۰۰۳ وارد مدار مریخ شد و بیگل ۲ نیز در همان روز باید وارد جو مریخ می‌شد. این تلاش‌ها تا ژانویه ادامه یافت، اما بیگل ۲ در اواسط فوریه گم‌شده اعلام شد و یک تحقیق مشترک توسط بریتانیا و آژانس فضایی اروپا آغاز شد که مدیریت ضعیف پروژه توسط محقق اصلی، کالین پیلینگر، را مقصر دانست. | ## بخش 3: فرود بر مریخ | با این وجود، مدارگرد مارس اکسپرس وجود یخ آب و یخ دی‌اکسید کربن در قطب جنوب مریخ را تأیید کرد. علائم بیگل ۲ در سال ۲۰۱۳ توسط دوربین های‌رایز بر روی مدارگرد شناسایی مریخ ناسا یافت شد و وجود آن در ژانویه ۲۰۱۵، چند ماه پس از مرگ پیلینگر، تأیید شد. به نظر می‌رسد فرودگر با موفقیت فرود آمده، اما نتوانسته تمام صفحات قدرت و ارتباطات خود را باز کند. مریخ‌نوردهای کاوشگر اندکی پس از پرتاب مارس اکسپرس، ناسا دو مریخ‌نورد دوقلو را به‌عنوان بخشی از مأموریت مریخ‌نورد کاوشگر به سمت این سیاره ارسال کرد. این مریخ‌نورد در ۳ ژانویه ۲۰۰۴ با موفقیت در دهانه گوسف (که تصور می‌شود زمانی دریاچه‌ای درون دهانه بوده است) فرود آمد. این مریخ‌نورد در ۲۴ ژانویه ۲۰۰۴ در فلاته نیم‌روز (محل وجود رسوبات بزرگ هماتیت که نشان‌دهنده وجود آب در گذشته است) فرود آمد تا مأموریت‌های مشابهی انجام دهد. علیرغم قطع موقت ارتباط با روح (که ناشی از اختلالی در سامانه فایل بود ) که چند روزی کاوش را به تأخیر انداخت، هر دو مریخ‌نورد سرانجام کاوش محل فرود خود را آغاز کردند. تیم مأموریت به‌سرعت اعلام کرد که داده‌های ارسال‌شده توسط این مریخ‌نورد نشان می‌دهد که این سنگ‌ها زمانی در آب غوطه‌ور بوده‌اند. در اواخر ژوئیه ۲۰۰۵، ساندی تایمز گزارش داد که ممکن است این مریخ‌نوردها باکتری باسیلوس ساف را به مریخ منتقل کرده باشند. به گفته یکی از میکروبیولوژیست‌های ناسا، این باکتری توانایی زنده ماندن در طول سفر و شرایط مریخ را دارد. با وجود تلاش‌ها برای استریل کردن فرودگرها، نمی‌توانستند به‌طور کامل استریل باشند. اگرچه این مریخ‌نوردها برای مأموریت‌هایی سه‌ماهه طراحی شده بودند، هر دو بسیار بیشتر از مدت برنامه‌ریزی‌شده دوام آوردند. فرصت با وجود طی مسافتی بیش از ، تا ژوئن ۲۰۱۸ و پس از ۱۷۳ ماه از آغاز مأموریت، به ارسال اطلاعات ادامه داد. این مریخ‌نوردها یافته‌های متعددی داشتند، از جمله کشف سنگ سپر حرارتی، اولین شهاب‌سنگ شناسایی‌شده بر روی سیاره‌ای دیگر. این کاوشگر به دلیل اینکه نخستین بار یک فضاپیما توانست فرود یک فضاپیمای دیگر را بر سطح سیاره‌ای ثبت کند، شناخته شده است. محل فرود کمتر از از مرکز هدف برنامه‌ریزی‌شده مریخ‌نورد فاصله داشت، پس از سفری به طول . ناسا در ۲۲ اوت ۲۰۱۲ محل فرود را به افتخار نویسنده ری بردبری، «فرودجای بردبری» نام‌گذاری کرد. این مأموریت به همراه مدارگرد ردیاب گاز اگزومارس (TGO) در ۱۴ مارس ۲۰۱۶ پرتاب شد و تلاش کرد در ۱۹ اکتبر ۲۰۱۶ فرود آید. داده‌های دورسنجی حدود یک دقیقه پیش از زمان برنامه‌ریزی‌شده فرود از دست رفت، اما تأیید شد که بیشتر عناصر برنامه فرود، از جمله عملکرد سپر حرارتی، باز شدن چتر نجات و فعال‌سازی موشک‌ها موفق بوده‌اند. مدارگرد شناسایی مریخ بعدها تصاویری از چیزی که احتمالاً محل سقوط اسکیاپارلی است، ثبت کرد. مریخ ۲۰۲۰ و تیان‌ون-۱ مأموریت مریخ ۲۰۲۰ ناسا و تیان‌ون ۱ سازمان ملی فضایی چین هر دو در پنجره پرتابی ژوئیه ۲۰۲۰ به فضا ارسال شدند. مریخ‌نورد در ۲۲ مه ۲۰۲۱ مستقر شد و در ۱ ژوئن ۲۰۲۱ دوربین سلفی از راه دور را روی سطح رها کرد. مأموریت‌های آینده مریخ‌نورد روزالیند فرانکلین، متعلق به آژانس فضایی اروپا، برای پرتاب در اواخر دهه ۲۰۲۰ برنامه‌ریزی شده است. این مریخ‌نورد قرار است نمونه‌هایی از عمق خاک جمع‌آوری کند و به دنبال رد پای زیستی و زیست‌مولکولها بگردد. همچنین پیشنهادی برای یک مأموریت بازآوری نمونه مریخ توسط ESA و ناسا وجود دارد که در سال ۲۰۲۴ یا پس از آن پرتاب خواهد شد. سازمان پژوهش‌های فضایی هند (ISRO) نیز پیشنهاد داده است که مأموریت فرودگر مریخ خود را تا حدود سال ۲۰۳۰، نزدیک به دریاچه اریدانیا، شامل فرود یک مریخ‌نورد و یک هواپیمای مریخی کند. | ## جمع‌بندی | مکان فرود تیان‌ون ۱'' چین با منطقه‌ای در جنوب چین، ۴۰ کیلومتری جنوب‌غربی گویلین تطابق دارد و هنوز برای این پروژه عکاسی نشده است.