Αποστολή εξερεύνησης του Άρη, του κόκκινου πλανήτη
Γράφει ο Δρ Μιχαήλ Χρυσοβέργης Mαθηματικος – Αστροφυσικός
Επιμέλεια: Σίμος Σεχόπουλος – Μαθηματικός
Ο πλανήτης Άρης που ονομάζεται και κόκκινος πλανήτης, φέρει το όνομα του Θεού των Αρχαίων Ελλήνων, του Θεού του πολέμου που βγαίνει πάντοτε αιματοβαμμένος μέσα από τις μάχες.
Πράγματι, ανέκαθεν ο Άρης ο τέταρτος σε απόσταση πλανήτης από τον Ήλιο, μετά τους πλανήτες Ερμή, Αφροδίτη και Γη, κατά την νυκτερινή παρατήρηση εμφανίζεται ερυθρωπός. Αυτό οφείλεται στο γεγονός, ότι η επιφάνειά του έχει κόκκινο έντονο χρώμα που οφείλεται στα οξείδια του σιδήρου (σκουριάς) που την καλύπτουν.
Σύγχρονες παρατηρήσεις, μας αποκαλύπτουν ότι η σκόνη της επιφάνειάς του αποτελείται στο μεγαλύτερο μέρος της από πυρίτιο, σίδηρο και θείο. Το έδαφος του Άρη μοιάζει περισσότερο με εκείνο της Σελήνης, παρά με την επιφάνεια της Γής.
Τον Φεβρουάριο του 2021, τρεις διαστημικές αποστολές έφτασαν με διαφορά λίγων ημερών στον Άρη, εγκαινιάζοντας μια νέα εποχή εξερεύνησης του κόκκινου πλανήτη.
Η πρώτη διαστημική αποστολή στον δεύτερο κατά σειρά μικρότερο πλανήτη του Ηλιακού μας συστήματος, πραγματοποιήθηκε από τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα. Ακολούθησε η δεύτερη αποστολή από την Κίνα την επόμενη ημέρα και μετά από μία εβδομάδα, ακολούθησε η αποστολή των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής. Το 2022 θα ακολουθήσει και η Ευρώπη. Οι 3 αυτές αποστολές έχουν κοινούς κατά βάση στόχους και αυτοί είναι:
Α) Να αποκρυπτογραφηθούν τα μυστικά της ατμόσφαιρας του πλανήτη
Β) Να διερευνηθούν επακριβώς τα συστατικά του εδάφους του και
Γ) Να βρεθούν αναλογίες και οι διαφορές του σχετικά με τη Γη
Ο Άρης απέχει από τη Γη 414 εκατομμύρια χιλιόμετρα, δηλαδή 3,3 αστρονομικές μονάδες (α.μ). Μία αστρονομική μονάδα, είναι η μέση απόσταση μεταξύ Γής και Ηλίου, που ισοδυναμεί με 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα.
Το ταξίδι Γής – Άρη διήρκεσε 7 μήνες περίπου και έτσι το σκάφος “Al – Amal” που σημαίνει ελπίδα στα Αραβικά, μπήκε σε τροχιά γύρω από τον Άρη το απόγευμα της 9ης Φεβρουαρίου του 2021.
Η είσοδος ενός διαστημικού σκάφους σε τροχιά γύρω από έναν πλανήτη, είναι από τα δύσκολα σημεία μίας διαστημικής αποστολής. Το σκάφος που εκινείτο με μία ταχύτητα 121.000 Km την ώρα, έπρεπε να μειώσει την ταχύτητά του σε 18.000 Km μέσα σε 27 πρώτα λεπτά της ώρας. Η γωνία εισόδου του σκάφους στην ατμόσφαιρα του πλανήτη είναι συγκεκριμένη επακριβώς και εάν δεν επιτευχθεί με απόλυτη επιτυχία, τότε δύο τινά μπορούν να συμβούν. Το σκάφος να εξοστρακιστεί και να χαθεί στο διάστημα ή να προσκρούσει στην επιφάνεια του πλανήτη και να καταστραφεί. Ευτυχώς και οι τρεις ανωτέρω αποστολές πέτυχαν το στόχο τους.
Προφανώς είναι η πρώτη και πλήρως επιτυχής αποστολή των Η.Α.Ε. με συμβολική αξία, λόγω της επετείου των πεντηκοστών γενεθλίων των Η.Α.Ε. Δεν είναι η πρώτη αποστολή από την Γη που φτάνει στον Άρη. Έχουν προηγηθεί άλλες, της Αμερικής, της Ρωσίας, της Ευρώπης και των Ινδιών. Η Αραβική αποστολή διαφέρει από τις δύο άλλες στο ότι το σκάφος της θα παραμείνει στην τροχιά περί τον πλανήτη, ενώ οι δύο άλλες προσεδαφίστηκαν στο Άρη με μεγάλη επιτυχία. Το “Al Mal” θα εξερευνήσει με μεγάλη λεπτομέρεια το κλίμα του, κάτι που για πρώτη φορά θα γίνει με τέτοια λεπτομέρεια. Επίσης το Αραβικό σκάφος θα μελετήσει με μεγάλη λεπτομέρεια την ατμόσφαιρά του συλλέγοντας δείγματα καθημερινά και σε βάθος χρόνου.
Η μηχανικός Esa Rasint al Matrusi (ή Matrus, )αναπληρώτρια υπεύθυνη του έργου δήλωσε ότι η μελέτη του κλίματος του Άρη αποσκοπεί σε τρεις στόχους:
Α) Να μελετηθεί η κατώτερη ατμόσφαιρά του
Β) Να μελετηθεί ο τρόπος διαφυγής της θερμότητάς του στο διάστημα και
Γ) Να βρεθούν τα συστατικά που δομούν τα ανώτερα εξωτερικά στρώματα της ατμόσφαιρας του πλανήτη.
Μελέτη και διερεύνηση της ατμόσφαιρας του Άρη
Η καλή και επακριβής γνώση της ατμόσφαιρας του Άρη,θα μας δώσει απαντήσεις σημαντικές στο κατά πόσοήταν παρόμοια με τη Γη, έτσι ώστε να επέτρεπε λόγω της πυκνής ατμόσφαιράς του την ύπαρξη νερού σε υγρή μορφή. Πολύ σημαντικό ερώτημα δεδομένου ότι η ύπαρξη νερού (σε υγρή μορφή) στην επιφάνειά του θα μας απαντήσεις και για την ύπαρξη ζωής.
Επί δύο έτη γήινα τα οποία αντιστοιχούν σε περίπου έναν χρόνο για τον Άρη, το Αραβικό σκάφος “Ελπίδα” θα βρίσκεται σε ελλειπτική τροχιά γύρω από τον πλανήτη σε ύψος που θα κυμαίνεται από 20.000 έως 4-3000 Km από την επιφάνειά του, όπου τα βασικά όργανα του σκάφους όπως ένα φασματόμετρο υπέρυθρου και υπεριώδους ακτινοβολίας και μία ειδική κάμερα θα συλλέγουν πληροφορίες για την ατμόσφαιρα.
Κινέζικο διαστημόπλοιο
Το Κινέζικο διαστημόπλοιο “Τrianwen-1” μπήκε σε τροχιά γύρω από τον Άρη μία ημέρα μετά από το Αραβικό. Μετά από δύο μήνες θα αποκολληθεί από αυτό ένα ρομποτικό όχημα και θα προσεδαφιστεί στον Άρη.Το όχημα αυτό θα (προσαρειωθεί) προσγειωθεί σε μία πεδιάδα εντός ενός μεγάλου κρατήρα με όνομα “Utopia Planitia”. Οι Κινέζοι φιλοδοξούν να μελετήσουν την μορφολογία και τις εδαφικές διακυμάνσεις του Άρη. Επίσης θα μελετήσουν την σύσταση των πετρωμάτων, το υπέδαφος και το μαγνητικό πεδίο του. Φυσικά θα αναζητηθει η υπαρξηνερού σε υγρή μορφή και πάγο. Ανάλογες μελέτες θα πραγματοποιήσει και το σκάφος το οποίο θα υπερίπταται.
Η Κίνα με το σκάφος “Trianwen -1” θα εφαρμόσειτεχνολογίες που θα χρησιμοποιηθούν σε μελλοντικές μη επανδρωμένες αποστολές στην πεδιάδα Outopia, όπου υπάρχει μειωμένο επίπεδο ακτινοβολίας και ενδεχομένως ύπαρξη νερού ή πάγου.
Αμερικανική Αποστολή
Την Πέμπτη 18 Φεβρουαρίου προσεδαφίστηκε στον κρατήρα Τζεζέρο το Αμερικανικό διαστημικό σκάφος της NASA με όνομα “Perseveravce”, που σημαίνει ανθεκτικό στις αντιξοότητες με απόλυτη επιτυχία όπως και τα προηγούμενα.
Η Αμερικανική αποστολή Mars 2020 που περιλαμβάνει το ρομποτικό όχημα “Rerseverence“, σύμφωνα με τον Μιτς Σούλτ επιστημονικό υπεύθυνο, έχει 4 βασικούς στόχους.
Α) Ο πρώτος είναι η χρήση οργάνων του με τα οποία είναι εφοδιασμένο το διαστημικό ρομποτικό όχημα, τα οποία θα προσπαθήσουν να κατανοήσουν την γεωλογία του κρατήρα Τζειέρο και συγκεκριμένα τι είδους πετρώματα βρίσκονται σ’ αυτόν, όπως επίσης και το είδος των μεταλλευμάτων που διαμόρφωσαν το έδαφος του κρατήρα.
Β) Ο δεύτερος στόχος να αναζητηθούν ίχνη ζωής απολιθωμένα πάνω στα πετρώματα τα οποία αν βρεθούν,να αποκαλύψουν αν ο Άρης φιλοξένησε τέτοιου είδους αρχαίας ζωής.
Γ) Ο τρίτος στόχος είναι να επιλεγούν με άκρως επιστημονικό τρόπο κάποια επιλεγμένα πετρώματα. Αυτά θα επιστρέψουν στη Γή μέσω μιάς άλλης αποστολής που σχεδιάζεται από τη ΝΑSΑ και την ESAμε τίτλο “Mars Sample Returne” και
Δ) Ο τέταρτος στόχος είναι αυτός που θα προφέρει η αποστολή σχετικά με πληροφορίες για μελλοντικές ρομποτικές και ανθρώπινες εξερευνήσεις στον Άρη, με βάση τις νέες τεχνολογίες που υπάρχουν.
Ένα στοιχείο αυτών των τεχνολογιών, είναι η δοκιμή που έγινε με πολύ μεγάλη επιτυχία ενός πολύ μικρού ελικοπτέρου για πρώτη φορά στην ιστορία του διαστήματος, που πέταξε (απογειώθηκε διέγραψε σημαντική τροχιά και προσγειώθηκε) στον Άρη σε μία ατμόσφαιρα αισθητά αραιότερη της αντίστοιχης στη Γη.
Να σημειωθεί ότι ο επιστήμονας που κατασκεύασε το ελικόπτερο της ΝΑΣΑ είναι ο Έλληνας Θεόδωρος Τζανέτος
Διεθνής συνεργασία
Ένα μεγάλο ερώτημα που πλανάται και θέλει απάντηση είναι, το αν ήταν τυχαία η αποστολή άφιξη και των τριών αποστολών στον Άρη, δηλαδή της Αμερικανικής, της Κινεζικής και της Αραβικής. Η απάντηση είναι ότι το εγχείρημα αυτό δεν ήταν διόλου τυχαίο αλλά καλά συντονισμένο. Οι αποστολές στον Άρη είναι ιδιαίτερα χρονοβόρες και κοστοβόρες.
Για το λόγο αυτό οι επιστήμονες επιχειρούν αυτό το ταξίδι να γίνεται όταν η Γη και ο Άρης βρίσκονται στην μικρότερη δυνατή απόσταση και αυτό συμβαίνει κάθε δύο χρόνια. Πράγματι λοιπόν και οι 3 αποστολές εκτοξεύτηκαν από τη Γη το 2020 και έφτασαν στον Άρη τον Φεβρουάριο του 2021 διανύοντας την μικρότερη απόσταση μεταξύ των δύο πλανητών. Πιστεύουμε ότι τα συμπεράσματα και τα πορίσματα που θα προκύψουν θα μελετηθούν μεταξύ τους, ώστε να ωφεληθεί όλη η ανθρωπότητα κάτι το οποίο ανακοίνωσε δια του εκπροσώπου της η ΝΑSA. Γιατί όμως η Ευρώπη διά της ESA της Ευρωπαϊκής επιτροπής διαστήματος δεν μετείχε στην εξερεύνηση του Άρη;
Αρχικά είχε προγραμματιστεί η αποστολή του ExMars 2 για το 2018. Για τεχνικούς λόγους όμως δεν πραγματοποιήθηκε. Το 2020 που επρόκειτο να υλοποιηθεί δεν έγινε γιατί κάποιες καθυστερήσεις λόγω του Covid-19, δημιούργησαν ρίσκο για την αποστολή.
Τελικά ο Διευθυντής της ESA Γιόχαν ΝτίντριχΓουόρνερ, ανακοίνωσε ότι η Ευρωπαϊκή αποστολή θα πραγματοποιηθεί το 2022 με στόχο να προσεδαφιστεί στον Άρη το 2023. Στόχος αυτής της αποστολής είναι να διαπιστωθεί αν υπήρξε ζωή και να μελετηθεί το κατά πόσο υπήρξε νερό στον πλανήτη αυτό.
Για τους λόγους αυτούς θα χρησιμοποιηθεί ρομποτικό σκάφος εφοδιασμένο με κατάλληλο εργαλείο – τρυπάνι,για να τρυπήσει και να μελετηθεί το υπέδαφός του. Παράλληλα θα υπάρχει στο σκάφος ένα μικροεργαστήριο που θα αναλύει τα δείγματα για πιθανή ύπαρξη αρχαίας ζωής.
Το κλίμα της Γης και ο Άρης
Ο επιστημονικός υπεύθυνος της αποστολής 2020 στον Άρη Μιτς Σούλτ, της ΝΑΣΑ ανέφερε ότι μελετώντας το κλίμα του πλανήτη, διαπιστώνουμε ότι αυτό είναι πολύ διαφορετικό σήμερα απ’ αυτό που υπήρξε στο παρελθόν. Έτσι ψάχνουμε να βρούμε τις αιτίες αυτής της διαφοροποίησης. Οι αιτίες αυτές μπορεί να μας πληροφορήσουν για τις διαφορετικές περιόδους της ιστορίας της Γης, ώστε να κατανοήσουμε τις προϋποθέσεις που προκαλούν αλλαγές στο περιβάλλον του δικού μας πλανήτη σχετικά με την εξέλιξη της ζωής. Επίσης η μελέτη των παγετώνων του Άρη θα επιτρέψειτην σύγκριση με τους δικούς μας παγετώνες. Με τα συμπεράσματα από τον κόκκινο πλανήτη θα μάθουμε τις αλλαγές που συνέβησαν στη γεωλογία και το κλίμα στον πλανήτη μας.
Πρώτες εικόνες από την προσεδάφιση του αυτοκινούμενου RoverPerseverance στην επιφάνεια του Άρη από την NASA
Η NASA την Πέμπτη στις 22-02-2021 έδωσε στην δημοσιότητα ένα VIDEO διαρκείας 3 λεπτών με όντως εντυπωσιακές εικόνες από την προσεδάφιση του Perseverance στη επιφάνεια του κόκκινου πλανήτη.
Στο VIDEO αυτό φαίνονται οι εικόνες που κατέγραψαν οι πολλές κάμερες που είναι ενσωματωμένες σε διαφορετικά μέρη του Perseverance κατά την είσοδό του στην Αρειανή ατμόσφαιρα.
Μία κάμερα δείχνει το άνοιγμα του υπερηχητικού αλεξιπτώτου, μία άλλη δείχνει το έδαφος του Άρη να έρχεται όλο και πιο κοντά, ενώ δύο άλλες λήψεις δείχνουν πως προσεδαφίζεται το Rover καθώς αιωρείται από τα καλώδια.
Οι κάμερες που χρησιμοποιήθηκαν είναι τυπικές κάμερες εμπορίου και έχουν τοποθετηθεί έτσι ώστε να μην ενοχλούν την λειτουργία του Rover. Ο ελιγμός της προσεδάφισης ήταν ριψοκίνδυνος και το σημείο της προσεδάφισης στον κρατήρα Jevero ήταν το πλέον επικίνδυνο από οποιαδήποτε άλλη αποστολή, εξαιτίας του ανάγλυφου του εδάφους.
Ο Άλεν Τσέν υπεύθυνος της NASA για την προσεδάφιση του Perseverance είπε, «Αυτές οι εικόνες και τα VIDEO είναι όσα ονειρευόμασταν για χρόνια».
Όλο το οπτικό υλικό θα χρησιμοποιηθεί από διάφορες ομάδες επιστημόνων της NASA για να κατανο. ήσουν επακριβώς τις λεπτομέρειες μιας τέτοιας προσεδάφισης.
Κατά την είσοδό του στην Αρειανή ατμόσφαιρα με ταχύτητα 20.000 Km/h (χιλιόμετρα την ώρα) το Rover προστατευόταν από θερμική αψίδα.
Εκτός από τα διάφορα όργανα είχε συνδεδεμένο ένα Drone το οποίο θα πραγματοποιήσει διάφορες διερευνητικές αποστολές και συλλογή δεδομένων. Είναι η πρώτη φορά που ένα ιπτάμενο αυτόνομο όχημα (Σχήμα μικρού ελικοπτέρου) επιχείρησε και κατόρθωσε να πετάξει στον Άρη, σε συνθήκες μιας ατμόσφαιρας ελάχιστης σε σχέση με την γήινη.
Μελλοντικοί Στόχοι
Ο αναγνώστης θα διερωτηθεί γιατί συμβαίνουν όλα αυτά σήμερα στον Άρη;
Από το 1997 η NASA ξεκίνησε ένα μεγαλεπήβολο σχέδιο για την Γεωπλασία του Άρη με απώτερο στόχο μετά από 20 με 30 χρόνια περίπου, μερικές δεκάδες εκατομμύρια άνθρωποι να ζουν στο πλανήτη αυτόν, όπως ακριβώς ζουν στη Γη. Αρχικά θα γίνουν βάσεις στη Σελήνη και μετέπειτα ο Άνθρωπος θα εγκατασταθεί στον Άρη.
Γιατί όλα αυτά;
Πρώτον να διαιωνισθεί το ανθρώπινο είδος, από μία επερχόμενη Φυσική καταστροφή της Γης, ίσως από πτώση Αστεροειδούς , Κομήτη ή τεράστιου Σεισμού.
Δεύτερον για την συνεχή εξερεύνηση και κατάκτηση του Ηλιακού συστήματος και τρίτον για την εκμετάλλευση των τεράστιων ορυκτών πόρων του διαστήματος.
Βιογραφικό
Δρ Μιχαήλ Χρυσοβέργη Mαθηματικος – Αστροφυσικός
Γεννήθηκε στην Αθήνα και τελείωσε το 1ο Πρότυπο Λύκειο στην Πλάκα. Είναι πτυχιούχος Μαθηματικός του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών και κάτοχος Διδακτορικού Διπλώματος από τον Τομέα Αστροφυσικής, Αστρονομίας & Διαστημικής του Τμήματος Φυσικής του ίδιου Πανεπιστημίου.
Κάτοικος και Δημότης Καλλιθέας, υπηρέτησε τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση ως Καθηγητής, Υποδιευθυντής, Γυμνασιάρχης, Προϊστάμενος Γραφείου και 14 χρόνια ως Σχολικός Σύμβουλος, αρχικά στον Πειραιά και μετέπειτα στην Α’ Αθηνών. Δίδαξε επί 7 χρόνια στον Τομέα Αστροφυσικής, Αστρονομίας & Διαστημικής του ΕΚΠΑ, όπου και παράλληλα ασχολήθηκε με την έρευνα της Εξωγαλαξιακής Αστρονομίας.
Από το 1990 ως το 2015 διετελεσε Καθηγητής της Σχολής Ικάρων, όπου διδάξε Ανώτερα Μαθηματικά και Διαστημική. Έχει συγγράψει πλήθος εργασιών και έχει συμμετάσχει σε δεκάδες διαλέξεις.
Είναι μέλος της Παγκόσμιας Ένωσης Αστροφυσικών,(ΙΑUINTERNATINAL ASTRONOMIKAL SOSIETY) της Ευρωπαϊκής Ένωσης Αστρονομίας & Διαστημικής (ESA) και της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρίας(AAS), και ως εκ τουτου μελος ΝΑSΑ και της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών. Ειδικός Γραμματέας του ΔΣ της Ελληνικής Μαθηματικής Εταιρίας τα τελευταία 10 χρόνια, καθώς και ιδρυτικό μέλος της Ελληνικής Αστρονομικής Εταιρίας.
Τέλος, διετέλεσε συντονιστής και συγγραφεας της συγγραφικής ομάδας του βιβλίου των Μαθηματικών της Γ’ Γυμνασίου, που διδάσκεται σε όλα τα Γυμνάσια της χώρας.Απο το 2013 Πρόεδρος του Κέντρου Αξιολόγησης και Επιμόρφωσης της Ελληνικής Μαθηματικής Εταιρείας.
Από τον Μάρτιο του 2017 Μέλος του ΔΣ Της Ε.Μ.Ε κατέχοντας την θέση του Εφόρου Βιβλιοθήκης.
