چگونه بشر توانست خیال‌پردازی‌های مریخی‌اش را به واقعیت بدل کند؟

سیاره سرخ، از اسطوره تا مقصد

برای هزاران سال، مریخ فقط نقطه‌ای سرخ و مرموز در آسمان شب بود، الهام‌بخش اسطوره‌های باستانی و حکایت‌هایی از خدایان جنگ. اما امروز، این سیاره سرخ، دیگر یک افسانه دوردست نیست، بلکه به وسوسه‌انگیزترین مقصد بشریت برای کاوش و شاید سکونت تبدیل شده است. از اولین نگاه‌های تلسکوپی که کانال‌های خیالی را بر سطح آن نمایان کرد تا کاوشگرهای روباتیکی که اکنون درحال نمونه‌برداری برای بازگشت به زمین هستند، سفر ما به مریخ، اوج کنجکاوی علمی و جاه‌طلبی انسانی است.

جاذبه باستانی سیاره سرخ

زمان باستان که آلودگی‌های نوری امروزین نبود، پدران ما وقتی نقطه‌ای سرخ را در آسمان می‌دیدند یاد خون و نبرد می‌افتادند؛ برای نمونه، بابلیان سیاره‌ مریخ را «نرگال»، خدای جنگ و ویرانی می‌نامیدند. این تصور در اساطیر یونان باستان نیز با «آرس» تکرار شد و هویت جنگجویانه این پدیده در دنیای باستان بیش‌ازپیش جا می‌افتاد. رومیان علاوه‌بر جنگ، مریخ را با کشاورزی نیز مرتبط می‌دانستند که نشان‌دهنده دوگانگی ویرانی و تجدید حیات بود؛ مضمونی که در نامگذاری این سیاره در فرهنگ‌های مختلف دیده می‌شود؛ برای مثال، روز سه‌شنبه (Tuesday) در زبان انگلیسی از عبارت «Tiw’s Day» در انگلیسی قدیم گرفته شده که به خدای جنگ ژرمن‌ها، تِیواز، اشاره دارد. این افسانه‌ها و نام‌گذاری‌ها، سنگ‌بنای کنجکاوی عمیقی شد که قرن‌ها بعد، با اختراع تلسکوپ و مشاهدات دقیق‌تر، شعله‌ورتر شد. نخستین نگاه‌های تلسکوپی در قرن نوزدهم، تغییرات رنگی و عوارض خطی را بر سطح مریخ آشکار ساخت که در ابتدا به‌اشتباه، کانال‌هایی ساخته دست موجودات هوشمند پنداشته شدند. این گمانه‌زنی‌ها، الهام‌بخش آثاری چون «جنگ دنیاها» اثر اچ.جی. ولز شد و آتش اشتیاق برای کشف حقیقت این همسایه مرموز را تیزتر کرد. این رویاهای باستانی، مسیری طولانی را پیمودند تا مریخ از یک نقطه نورانی در آسمان و خدایی در اساطیر، به هدفی ملموس برای کاوش‌های علمی و شاید روزی، سکونت بشر بدل شود و پرسش بنیادین درمورد منشا حیات در منظومه شمسی را پاسخ دهد.

نخستین زمزمه‌های مریخی

در قرن هفدهم میلادی، با پیشرفت تلسکوپ‌ها، کلاهک‌های یخی قطبی و دو قمر کوچک مریخ، فوبوس و دیموس (ترس و وحشت، پسران آرس در اساطیر یونان)، کشف شدند و بر علاقه دانشمندان افزودند. اما نقطه عطف واقعی، با آغاز عصر فضا رقم خورد. فضاپیمای مارینر۴ ناسا در سال ۱۹۶۵ با موفقیت از کنار مریخ رد شد و نخستین تصاویر نزدیک از این سیاره را به زمین فرستاد. این تصاویر، دنیایی پوشیده از دهانه‌های برخوردی و خشک را نشان دادند و بسیاری از تصورات پیشین مبنی بر وجود کانال‌های آب و پوشش گیاهی گسترده را باطل کردند. چند سال بعد، در سال ۱۹۷۱، مارینر۹ به‌عنوان نخستین فضاپیمایی که در مدار یک سیاره دیگر قرار می‌گرفت، به مریخ رسید و شروع به نقشه‌برداری از کل سطح آن کرد. تصاویر مارینر۹ آتشفشان‌های غول‌پیکر، دره‌های عظیم و شواهدی از فرسایش آبی در گذشته‌های دور را آشکار ساخت و درک ما از تاریخ زمین‌شناختی مریخ را دگرگون کرد. پس از آن، برنامه وایکینگ ناسا در سال ۱۹۷۶ با فرود موفقیت‌آمیز دو کاوشگر بر سطح مریخ، گام بلند دیگری برداشت. وایکینگ‌ها نخستین تصاویر رنگی پانوراما از سطح مریخ را ارسال کردند و آزمایش‌هایی برای جست‌وجوی نشانه‌های حیات انجام دادند که نتایج آن‌ها اگرچه قطعی نبود، بحث‌های علمی داغی را برانگیخت. دوره تازه‌ای از اکتشافات با فرود کاوشگر مارس پتفایندر و مریخ‌نورد کوچک آن، سوجورنر، در سال ۱۹۹۷ آغاز شد. سوجورنر، نخستین وسیله نقلیه‌ای بود که بر سطح سیاره‌ای دیگر حرکت کرد و راه را برای نسل‌های بعدی مریخ‌نوردها هموار ساخت. این تلاش‌های اولیه، با وجود نرخ بالای شکست ماموریت‌ها در آن دوران که تقریبا ۶۰ درصد برآورد می‌شد، سنگ‌بنای محکمی برای کاوش‌های پیچیده‌تر و بلندپروازانه‌تر آینده بنا نهادند.

پیشتازان روباتیک ناسا، هموارسازان راه

برنامه اکتشافات مریخ ناسا، بدون شک ستون فقرات تلاش‌های جهانی برای شناخت این سیاره بوده است. پس از موفقیت‌های اولیه مارینر و وایکینگ، ناسا با مجموعه‌ای از ماموریت‌های مداری و سطحی، درک ما را از مریخ به شکل چشمگیری افزایش داده است. یکی از مهم‌ترین این ماموریت‌ها، ارسال مریخ‌نوردهای دوقلوی «اسپیریت» و «آپورتونیتی» در سال ۲۰۰۳ بود که در ژانویه ۲۰۰۴ بر سطح مریخ فرود آمدند. این دو مریخ‌نورد که برای ماموریتی ۹۰ روزه طراحی شده بودند، بسیار فراتر از حد انتظار عمل کردند. اسپیریت تا سال ۲۰۱۰ و آپورتونیتی به شکلی باورنکردنی تا سال ۲۰۱۸ فعال باقی ماند و بیش از ۱۴ سال به کاوش در سطح مریخ پرداخت. این دو کاوشگر شواهد انکارناپذیری از وجود آب در گذشته مریخ یافتند و نشان دادند که این سیاره زمانی محیطی بسیار متفاوت و شاید قابل سکونت داشته است.

در ادامه این مسیر، مریخ‌نورد «کنجکاوی» (Curiosity) در سال ۲۰۱۲ در دهانه گیل فرود آمد. کنجکاوی یک آزمایشگاه علمی متحرک و بسیار پیشرفته است که وظیفه اصلی آن بررسی قابلیت سکونت‌پذیری مریخ در گذشته و حال بوده است. این مریخ‌نورد موفق به کشف بستر دریاچه‌های باستانی و ترکیبات آلی پیچیده شده که نشان می‌دهد به احتمال زیاد در گذشته شرایط مساعدی برای حیات میکروبی روی مریخ وجود داشته است.

جدیدترین عضو خانواده مریخ‌نوردهای ناسا، «استقامت» (Perseverance) است که در فوریه ۲۰۲۱ در دهانه جزرو فرود آمد. این دهانه به‌دلیل شواهد قوی از وجود یک دلتای رودخانه‌ای باستانی، به‌عنوان محل فرود انتخاب شد. ماموریت اصلی این روبات که گاهی پِرسی صدایش می‌زنند، جست‌وجوی نشانه‌های مستقیم حیات باستانی و جمع‌آوری نمونه‌هایی از سنگ و خاک مریخ برای بازگرداندن احتمالی به زمین در ماموریت‌های آینده است. این نمونه‌ها می‌توانند انقلابی در درک ما از مریخ و ظرفیت حیات در آن ایجاد کنند. پرسی همچنین حامل یک آزمایش فناوری به نام «نبوغ» (Ingenuity) بود؛ یک بالگرد کوچک که با موفقیت پروازهای کنترل‌شده‌ای را در جو رقیق مریخ انجام داد و افق‌های جدیدی را برای کاوش‌های هوایی در سیارات دیگر گشود. در کنار این مریخ‌نوردها، مدارگردهایی چون «مدارگرد شناسایی مریخ» (MRO) از سال ۲۰۰۶ با دوربین‌های قدرتمند خود تصاویر با وضوح بسیار بالا از سطح مریخ تهیه کرده و «ماون» (MAVEN) از سال ۲۰۱۴ به مطالعه جو بالایی مریخ و چگونگی ازدست‌رفتن اتمسفر غلیظ اولیه آن پرداخته است. این تلاش‌های هماهنگ سطحی و مداری، تصویری جامع و پویا از سیاره سرخ ارایه داده‌اند.

چالش‌های سفر به مریخ: مرزی طاقت‌فرسا

سفر انسان به مریخ، رویایی دیرینه است اما تحقق آن با چالش‌های عظیم و پیچیده‌ای روبه‌روست که هر یک به‌تنهایی می‌توانند یک ماموریت را با شکست مواجه کنند. نخستین و شاید بارزترین چالش، مسافت و زمان است. مریخ بسته به موقعیت مداری دو سیاره، بین ۵۴ میلیون و ۶۰۰ هزار کیلومتر تا ۴۰۱ میلیون کیلومتر از زمین فاصله دارد. این فاصله به معنای سفری ۶ تا ۹ ماهه تنها برای رسیدن به مریخ است و یک ماموریت رفت و برگشت با احتساب زمان اقامت بر سطح سیاره، می‌تواند به‌راحتی هزار روز یا بیشتر به طول انجامد.

در طول این سفر طولانی در فضای میان‌سیاره‌ای، فضانوردان در معرض تابش‌های کیهانی خطرناکی قرار می‌گیرند. پرتوهای کیهانی کهکشانی (GCRs) و رویدادهای پروتونی خورشیدی (SPEs) می‌توانند دوز تابشی تا ۷۰۰ برابر سطح زمین را به بدن فضانوردان وارد کنند. این تابش‌ها خطر ابتلا به سرطان را به‌شدت افزایش داده، به DNA آسیب می‌رسانند و می‌توانند بر سیستم عصبی مرکزی تاثیرات مخربی بگذارند. یافتن راه‌هایی برای محافظت موثر فضانوردان در برابر این تابش‌ها، یکی از بزرگ‌ترین موانع فنی است.

اثرات بی‌وزنی طولانی‌مدت بر فیزیولوژی بدن انسان نیز چالش جدی دیگری است. در شرایط میکروگرانشی، عضلات دچار تحلیل شده، تراکم استخوان کاهش می‌یابد (مشابه پوکی استخوان شدید)، مایعات بدن به‌سمت بالا می‌رود و می‌تواند منجر به مشکلات بینایی و افزایش فشار داخل جمجمه شود و تغییراتی در سیستم قلبی-عروقی به وجود می‌آورد. اگرچه برنامه‌های ورزشی شدید در ایستگاه فضایی بین‌المللی تا حدی این اثرات را کاهش می‌دهند، برای سفرهای طولانی‌تر به مریخ، به اقدامات متقابل موثرتری نیاز است.

عوامل روانشناختی نیز نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند. انزوا، حبس در فضایی کوچک و محدود به همراه گروهی کوچک از افراد برای مدتی طولانی و تاخیر زمانی در ارتباط با زمین (بین ۴ تا ۲۴ دقیقه برای هر پیام یک‌طرفه، بسته به فاصله دو سیاره) می‌تواند منجر به استرس شدید، اضطراب، افسردگی و بروز تعارضات بین‌فردی شود. حفظ سلامت روان و انسجام گروهی در چنین شرایطی، یک چالش اساسی است.

محیط خصمانه خود مریخ نیز مزید بر علت است. این سیاره اتمسفری بسیار رقیق (کمتر از یک درصد فشار جو زمین) دارد. همچنین دمای استوا در تابستان مریخ ۲۰ درجه است و در قطب‌ها منفی ۱۵۳ درجه. طوفان‌های گرد و غبار گسترده و فقدان آب مایع بر سطح است. فضانوردان برای بقا در چنین محیطی به سیستم‌های بسیار پیشرفته پشتیبانی حیات نیاز دارند که قابل اعتماد هم باشد.

چالش‌های فرود بر سطح مریخ، که به «۶ دقیقه وحشت» معروف است، بسیار پیچیده‌اند. فضاپیما با سرعتی حدود ۱۹,۳۰۰ کیلومتر بر ساعت وارد جو رقیق مریخ می‌شود و باید در عرض چند دقیقه سرعت خود را به صفر برساند. این فرآیند نیازمند سپرهای حرارتی مقاوم، چترهای فراصوت و سیستم‌های پیشرانش دقیق برای فرود نرم است. تاریخچه ماموریت‌های مریخ شاهد شکست‌هایی در این مرحله حساس بوده است، مانند ماموریت «مارس پولار لندر».

خودکفایی یکی دیگر از الزامات حیاتی است. به‌دلیل فاصله زیاد و تاخیر ارتباطی، فضانوردان باید بتوانند بسیاری از نیازهای خود را در محل تامین کنند، ازجمله تولید بخشی از غذا، بازیافت هوا و آب و انجام تعمیرات و رسیدگی به موارد اضطراری پزشکی بدون پشتیبانی فوری از زمین. در نهایت، هزینه چنین ماموریتی بسیار گزاف برآورد می‌شود که نیازمند سرمایه‌گذاری‌های عظیم دولتی و خصوصی است.

آینده اکتشاف مریخ با شرکت‌های خصوصی: مرزی نوین

چشم‌انداز اکتشاف مریخ در سال‌های اخیر با ورود قدرتمند شرکت‌های خصوصی، به‌ویژه اسپیس‌ایکس (SpaceX) به رهبری ایلان ماسک، دستخوش تحولی شگرف شده است. اسپیس‌ایکس با هدف نهایی استعمار مریخ و ایجاد یک تمدن انسانی خودکفا در آن سیاره، برنامه‌های بسیار بلندپروازانه‌ای را دنبال می‌کند. این شرکت قصد دارد با استفاده از سامانه چندبارمصرف پرتاب، یعنی استارشیپ (Starship) و بوستر سوپرهوی (Super Heavy)، هزینه‌های پرتاب به فضا را به‌طور چشمگیری کاهش دهد و امکان ارسال محموله‌های سنگین و درنهایت انسان به مریخ را فراهم سازد. طبق برنامه‌های اعلام شده، اسپیس‌ایکس در نظر دارد نخستین ماموریت‌های بدون سرنشین استارشیپ به مریخ را در حدود سال ۲۰۲۶ و نخستین پروازهای سرنشین‌دار را در حدود سال ۲۰۲۸ یا کمی بعد از آن انجام دهد.

چشم‌انداز اسپیس‌ایکس فراتر از صرفا چند ماموریت اکتشافی است؛ آن‌ها رویای ساخت یک شهر پایدار در مریخ را در سر می‌پرورانند و طرح‌هایی برای زیستگاه‌های گنبدی، لباس‌های فضایی پیشرفته و حتی پژوهش در مورد امکان تولید مثل انسان در مریخ ارایه داده‌اند. یکی از ارکان اصلی برنامه صاحبان پروژه، استفاده از منابع موجود در محل (In-Situ Resource Utilization – ISRU) است، مانند استخراج آب از یخ‌های زیرسطحی مریخ و تبدیل آن به اکسیژن برای تنفس و هیدروژن و متان برای سوخت موشک. این رویکرد می‌تواند پایداری ماموریت‌های طولانی‌مدت و کاهش وابستگی به منابع ارسالی از زمین را به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد.

علاوه بر اسپیس‌ایکس، شرکت‌های خصوصی دیگری مانند بلو اوریجین (Blue Origin) متعلق به جف بزوس نیز به اکتشافات فضایی و مریخ علاقه نشان داده‌اند، هرچند برنامه‌های آن‌ها برای مریخ هنوز به تفصیل اسپیس‌ایکس اعلام نشده است. شرکت‌های دیگری مانند ریِلتیویتی اسپیس (Relativity Space) و ایمپالس اسپیس (Impulse Space) نیز درحال‌توسعه فناوری‌های مرتبط با فرودگرهای تجاری برای مریخ هستند و قصد دارند در اواخر دهه ۲۰۲۰ وارد این عرصه شوند.

ورود بخش خصوصی، نوآوری، رقابت و حس فوریت را به اکتشافات مریخ تزریق کرده و می‌تواند به تسریع برنامه‌های دولتی نیز کمک کند. با این‌حال، موفقیت این تلاش‌ها منوط به غلبه بر چالش‌های فنی عظیمی مانند محافظت در برابر تابش‌های کیهانی، توسعه سیستم‌های فرود ایمن و قابل اعتماد برای فضاپیماهای سنگین، و ایجاد سیستم‌های پشتیبانی حیات پایدار است. همچنین، مسایل مربوط به مقررات، ایمنی و پایداری زیست‌محیطی مریخ نیز باید به دقت مورد توجه قرار گیرند. همکاری‌های بین‌المللی، مانند برنامه بازگرداندن نمونه از مریخ که با مشارکت ناسا و سازمان فضایی اروپا در حال انجام است، می‌تواند مکمل تلاش‌های بخش خصوصی باشد و رویکردی چندوجهی و قدرتمند را برای تحقق رویای حضور انسان در مریخ شکل دهد.

آینده اکتشاف مریخ، با برنامه‌های جسورانه اسپیس‌ایکس برای ایجاد یک شهر خودکفا و پتانسیل رشد روزافزون سرمایه‌گذاری بخش خصوصی، نویدبخش عصری نوین در تاریخ بشریت است. ماموریت‌های انسانی به مریخ، نه‌تنها درک ما از کیهان و جایگاه خود در آن را گسترش خواهند داد، بلکه می‌توانند گامی مهم درراستای تضمین بقای بلندمدت گونه انسان، فراتر از گهواره زمین باشند.