کاوشگرها

کاوشگر وسيله اي بدون سرنشين است که براي کاوش هاي فضايي به فضا فرستاده مي شود. يک کاوشگر ممکن است در فواصل دوردست در فضا انجام ماموريت نمايد يا ممکن است دور يک سياره يا قمر گردش کند و يا بر روي سطح آنها فرود آيد. ممکن است يک سفر يک طرفه انجام دهد و يا ممکن است نمونه ها و اطلاعاتي را با خود به زمين بازگرداند. بيشتر کاوشگرها اطلاعات را از طريق راديو در پروسه اي با نام تلمتري ( telemetry ) به زمين ارسال مي کنند.
ماه نوردها و کاوشگرهايي که بر روي سطح مقصد فرود مي آيند بر اساس نحوه فرودشان طبقه بندي مي شوند. گروهي که در هنگام نزديک شدن به جرم مورد نظر، از سرعت خود نمي کاهند( Impact vehicles ). گروهي به تجهيزاتي شبيه به تشک بادي مجهزند که موجب کاهش شدت برخورد مي شوند( Hard-landers ). گروهي به آرامي و با سرعتي بسيار اندک به سطح مورد نظر مي رسند( Soft-landers ). گروهي نيز به داخل سطح جرم مورد نظر نفوذ مي کنند( Penetrator ).

چگونه يک کاوشگر ماموريت خود را انجام مي دهد

کاوشگرها به روش هاي متعددي به تحقيق در فضا مي پردازند. يک کاوشگر مشاهداتي را از دما، پرتوها و اجرام فضايي انجام مي دهد. يک کاوشگر تنها اجرام نزديک به خود را مشاهده مي کند. به علاوه، يک کاوشگر مي تواند مواد و اشيائي را از زمين به فضا برده تا دانشمندان بتوانند تاثيرات را بر روي آن بررسي کنند. يک کاوشگر ممکن است آزمايشاتي را در فضاي پيرامون خود انجام دهد، براي مثال مواد شيميايي را در فضا آزاد کند و يا به حفاري بپردازد. نهايتا حرکت يک کاوشگر اين امکان را به مرکز کنترل در زمين مي دهد تا بتوانند موقعيت کاوشگر را تعيين کنند. تغييرات در مسير و سرعت مي تواند اطلاعاتي در مورد چگالي جوي و مراکز گرانش را در اختيار بگذارد.

اولين کاوش هاي بدون سرنشين

در اوايل 1940 ، راکت هايي تجهيزات علمي را با خود حمل مي کردند و آنها را تا بالاي اتمسفر در مجاورت فضا مي بردند. آنها پديده هاي زيادي را کشف کردند و اولين عکس هاي هوايي از زمين را گرفتند.
سال 1957 با پرتاب اسپاتنيک 1 عصر فضا آغاز شد. اسپاتنيک 1 تجهيزات علمي و فرستنده هاي اندکي را با خود همراه داشت ولي راه گشاي فضاپيماهايي بود که بعدها به فضا فرستاده و مشغول تحقيقات شدند.
بسياري از ماهواره هاي اوليه مسيرهاي نقشه بندي نشده در فضا را کاوش مي کردند. در اواخردهه 60 و ابتداي دهه 70 ، ماهواره اکسپلورر( Explorer ) ايالات متحده و ماهواره کوسموس ( Kosmos ) جماهير شوروي فضاي بين زمين و ماه را آناليز نمودند. ماهواره هاي پگاسوس ( Pegasus ) ايالات متحده شدت ضربات ناشي از برخورد ذرات فضايي را ثبت نمودند. در اوايل دهه 80 ماهواره هاي پروگنوز( Prognoz ) شوروي مطالعاتي بر روي خورشيد انجام دادند.

کاوشگرهاي ماه نورد

در سال 1958 ، ايالات متحده و شوروي شروع به ارسال کاوشگرهايي به سوي ماه نمودند. اولين کاوشگري که توانست به سطح ماه نزديک شود لونا 1 بود که در تاريخ 2 ژانويه 1959 توسط شوروي ارسال شد. اين ماهواره پس از عبور از منطقه اي حدود 6000 کيلومتر(3700 مايل) از ماه، به مداري به دور خورشيد رفت. ايالات متحده نيز دو ماه بعد کاوشگر پايونير 4 ( Pioneer 4 ) را هدايت نمود. کاوشگر لونا 2 شوروي که در تاريخ 12 سپتامبر 1959 ارسال شد اولين کاوشگري بود که سطح ماه را لمس کرد. يک ماه بعد، لونا 3 با گردش در پشت ماه موفق به گرفتن عکس از قسمت مخفي ماه شد.
در سال 1963 اتحاد جماهير شوروي آزمايشاتي را در مورد ماه نوردهاي "هارد لندرز" آغاز کرد. پس از شکست هاي پياپي سرانجام آنها موفق شدند در ژانويه 1966لونا 9 را ارسال کنند. ايالات متحده مجموعه اي ازفرودهاي موفقيت آميز "سافت لندرز" را در سال 1966 آغاز کرد. بين سالهاي 1970و 1972، سه کاوشگر شوروي نمونه هايي از خاک ماه را در کپسول هايي کوچک به زمين آوردند و دو تا از آنها خودروهاي کنترل از راه دوري را به نام لونخود ( Lunokhod ) به ماه فرستادند.
در ابتداي سال 1966، ايالات متحده پنج کاوشگر را به مداري به دور ماه فرستاد تا از سطح ماه عکسبرداري کنند. اين کاوشگرها وجود غيرعادي مناطقي با گرانش بيشتر در سطح گرانشي ماه که در اثر تجمع مواد سنگين در زير درياهاي ماه ايجاد شده اند را آشکار ساختند. به اين مناطق مسکونز ( mascons ) مي گويند که مخفف واژه mass concentrations به معني "غلظت جرم" مي باشد. اگر وجود "مسکونز" کشف نشده بود فضانورداني که در ماموريت هاي آپولو به ماه رفتند با مشکل مواجه مي شدند.
کاوشگر آمريکايي کلمنتاين ( Clementine ) از فوريه تا ماه مي 1994 به دور ماه چرخيد. اين کاوشگر تصاوير بسياري را از ماه تهيه نمود. به علاوه "کلمنتاين" ارتفاعات و عمق دره ها و دهانه آتشفشان ها را اندازه گيري و اطلاعات مربوط به "مسکونز" را جمع آوري نمود. از ژانويه 1998 تا جولاي 1999، کاوشگر ديگر آمريکا با نام لونار پروسپکتور ( Lunar Prospector ) حول قطب هاي ماه به گردش در آمد. اين کاوشگر مدارک محکمي مبني بر وجود مقادير زيادي آب يخ زده همراه با خاک در هر دو قطب ماه به دست آورد.
کاوشگر اسمارت 1 ( SMART-1 ) د رنوامبر 2004 به مدار حول ماه فرستاده شد. اين کاوشگر توسط آژانس فضايي اروپا (ESA) وابسته به اتحاديه اروپا ساخته و ارسال شد. تجهيزات اين کاوشگر به منظور انجام مطالعات مقدماتي درباره خواستگاه ماه و هدايت کردن تحقيقاتي کامل درباره عناصر شيميايي موجود در سطح ماه، طراحي شد.

کاوشگرهاي خورشيدي

اوايل سال 1965، ايالات متحده مجموعه اي از کاوشگرهاي پيش قدم در گردش به دور خورشيد را به منظور مطالعه درباره اشعه هاي خورشيدي ارسال نمود. خيلي از اين کاوشگرها به مدت بيش از بيست سال به ماموريت خود ادامه دادند.
در سال 1974 و 1976، ايالات متحده دو کاوشگر هليوس ( Helios ) ساخت آلمان را ارسال نمود. اين کاوشگرها براي اندازه گيري پرتوهاي خورشيدي وارد مدار عطارد شدند. کاوشگر يوليسس ( Ulysses ) در سال 1990 توسط ايالات متحده و ESA به فضا ارسال شد. در سال 1994، "يوليسس" اولين کاوشگري بود که توانست خورشيد را از مداري بر فراز قطب هاي آن مشاهده نمايد.

کاوشگرهاي مريخ

اتحاد جماهير شوروي در سال 1960اولين کاوشگرها با هدف سياره اي ديگر يعني مريخ را ارسال نمود. البته هيچ کدام به مدار نرسيدند. پس از شکست هاي فراوان شوروي، ايالات متحده دو کاوشگر مارينر( Mariner ) را در سال 1964 به سمت مريخ ارسال کرد. در 14 جولاي 1965، "مارينر4" توانست بر فراز مريخ پرواز کند و تصاوير و اندازه گيري هاي بسيار حائز اهميتي را تهيه نمايد. اين کاوشگر نشان داد که اتمسفر سياره نازک تر از آن است که انتظار مي رفت و سطح آن با سطح ماه مشابهت دارد.
در 1971، کاوشگر شوروي به نام "مارس3" کپسولي را به سطح مريخ انداخت و اولين فرود "سافت لندينگ" بر سطح اين سياره را به انجام رساند. البته اين کپسول نتوانست اطلاعات قابل استفاده اي تهيه و ارسال کند. در همان سال، کاوشگر امريکايي "مارينر9" به مريخ رسيد و عکس هايي از سراسر سطح اين سياره تهيه نمود. "مارينر9" همچنين تصاويري از دو قمر کوچک مريخ، فوبوس ( Phobos ) و ديموس ( Deimos ) تهيه نمود.

سطح کره مريخ عکس از ناسا

کره مريخ عکس از ناسا

دو کاوشگر امريکا، "وايکينگ 1" و "وايکينگ 2" در سال 1976، در سياره مريخ فرود آمدند و سالها آب و هواي مريخ را اندازه گيري کردند و آزمايشات پيچيده اي را براي کشف آثار حيات، هدايت نمودند.
در1992، ايالات متحده کاوشگر مشاهده گر مريخ ( Mars Observer ) را ارسال نمود. در 1993، تماس کاوشگر با ناسا سه روز قبل از رسيدن کاوشگر به مدار، قطع شد. ارتباط هرگز برقرار نشد و به اين ترتيب اين کاوشگر مفقود شد.
ايالات متحده، کاوشگر پتفايندر ( Pathfinder ) را در دسامبر 1996 ارسال کرد. در 4 جولاي 1997، کاوشگر در سطح مريخ فرود آمد. دو روز بعد، خودروي شش چرخه اي با نام سوجورنر ( Sojourner ) به کمک يک سطح شيب دار از کاوشگر به مريخ فرستاده شد. طول اين خودرو23/62 سانتيمتر، عرض آن 5/47 سانتيمتر و ارتفاع آن 68/27 سانتيمتر بود. وزن آن نيز معادل 5/11کيلوگرم در زمين بود.
Pathfinder ) را در دسامبر 1996 ارسال کرد. در 4 جولاي 1997، کاوشگر در سطح مريخ فرود آمد. دو روز بعد، خودروي شش چرخه اي با نام سوجورنر ( Sojourner ) به کمک يک سطح شيب دار از کاوشگر به مريخ فرستاده شد. طول اين خودرو23/62 سانتيمتر، عرض آن 5/47 سانتيمتر و ارتفاع آن 68/27 سانتيمتر بود. وزن آن نيز معادل 5/11کيلوگرم در زمين بود.
اين خودرو مجهز به دستگاهي به نام طيف سنج اشعه ايکس آلفا پروتون، به منظور جمع آوري اطلاعات درباره ساختار شيميايي خاک و سنگ هاي مريخ بود. "سوجورنر" اين اطلاعات را به "پتفايندر" ارسال و اين کاوشگر آنها را به زمين مي فرستاد.
دانشمندان در زمين "سوجورنر" را کنترل مي کردند. ولي از آنجاييکه رسيدن سيگنال هاي راديويي از زمين تا مريخ 10 دقيقه طول مي کشد، دانشمندان نمي توانستند که به طور زنده و در زمان واقعي خودرو را کنترل کنند به همين دليل براي جلوگيري از به مخاطره افتادن خودرو دستگاه هاي اتوماتيکي در آن جاسازي شده بود.
در 1996، ايالات متحده کاوشگري را به نام پيمايشگر مريخ ( Mars Global Surveyor ) به منظور نقشه برداري از سطح سياره ارسال کرد. اين کاوشگر از يک دستگاه ليزر براي تشخيص برآمدگي ها و ارتفاعات مريخي استفاده مي کرد. با دقت اين دستگاه، نقشه اي به دست آمد که ارتفاعات با حداقل بلندي يک متر در آن مشخص شده است. نوع ديگري ازتجهيزات، ترکيب مواد معدني در سطح سياره را مشخص مي نمود. يک دوربين نيز وجود لايه هايي از رسوبات که احتمالا در آب مايع تشکيل شده بودند و آبگذرهايي که به نظر مي رسيد توسط جريان آب ايجاد شده اند را فاش نمود.
در سال 2001، ايالات متحده کاوشگر اديسه مريخ ( Mars Odyssey ) را به اين سياره فرستاد. اين کاوشگر تجهيزاتي را با خود همراه داشت که بتواند به شناسايي مواد معدني موجود در سطح سياره کمک کرده و مدارکي براي وجود آب و يخ در لايه هاي زيرين سياره پيدا کند و ميزان اشعه هاي مضر براي حضور انسان بر روي مريخ را اندازه گيري نمايد. در سال 2002، "اديسه مريخ" مقادير زيادي يخ در سطحي حدود يک متر در نزديکي قطب جنوب سياره کشف نمود.
در سال 2003، يک کاوشگر از ESA و دو کاوشگر از ايالات متحده به مريخ ارسال شدند. مارس اکسپرس ( Mars Express ) که ESA آنرا در دسامبر 2003 به مريخ فرستاد، تصاوير شگفت آوري از سطح اين سياره به زمين فرستاد، حضور يخ آب در نزديکي قطب جنوب سياره را تائيد کرد و در اتمسفر مريخ متان را ، که دليلي بر وجود حيات است، کشف نمود. "مارس اکسپرس" يک لندر به نام بيگل2 ( Beagle 2 ) نيز با خود براي فرود در سطح مريخ به همراه داشت که نتوانست به درستي فرود آيد و مفقود شد.
ايالات متحده دو روبات مريخ نورد به نام هاي مستعار اسپيريت ( Spirit ) و آپرچونيتي ( Opportunity ) را به مريخ فرستاد. در ژانويه 2004، "اسپيريت" در حفره گوسيف کراتر ( Gusev Crater ) و "آپرچونيتي" در منطقه مريدياني پلانوم ( Meridiani Planum ) فرود آمدند. مريخ نوردها از دوربين ها و تجهيزات ديگري براي آناليز خاک و سنگ هاي مريخ استفاده نمودند. در مارس 2004، دانشمندان ايالات متحده به اين نتيجه دست يافتند که زماني در منطقه " مريدياني پلانوم " مقادير زيادي آب مايع وجود داشته است. آناليزهاي " آپرچونيتي " نيز نشان مي دهند که مواد معدني و ترکيب بندي سنگ هاي مريخ شبيه به سنگ هاي زميني تشکيل شده در آب مي باشند.