خبر کامل
چرا فرود بر سیارات گازی و یخی منظومه شمسی غیرممکن است؟
آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که آیا می‌توان روی سیارات غول‌پیکر گازی یا یخی منظومه شمسی قدم گذاشت؟ در حالی که بشر با موفقیت کاوشگرهایی را روی سیارات سنگی مانند مریخ و زهره فرود آورده است، فرود بر سیاراتی چون مشتری، زحل، اورانوس و نپتون چالش‌های بی‌سابقه‌ای را به همراه دارد. این سیارات فاقد سطح جامد بوده و از گازها و مایعات متراکم تشکیل شده‌اند که هرگونه تلاش برای فرود را به ماموریتی غیرممکن تبدیل می‌کند.
سیارات گازی: غرق شدن به جای فرود
سیاراتی مانند مشتری و زحل، برخلاف سیارات سنگی، سطح جامدی ندارند و عمدتاً از گازهایی نظیر هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند. این بدان معناست که هرگونه کاوشگر یا فضاپیما به جای نشستن بر سطح، در لایه‌های گازی آن‌ها فرو خواهد رفت.
ناسا توضیح می‌دهد: «اگر ناظری در بالای ابرهای مشتری مستقر بود، می‌توانست ورود کاوشگر گالیله را تماشا کند که از زاویه‌ای حدود ۲۲ درجه بالاتر از افق محل دید آن ناظر، وارد جو می‌شد و با سرعت بالا به سوی درون سیاره سقوط می‌کرد.»
نزدیک‌ترین اقدام بشر در این زمینه، ارسال کاوشگرهایی بوده که در مراحل پایانی مأموریت خود عمداً به درون سیارات غول‌پیکر گازی سقوط داده شده‌اند. به عنوان مثال، کاوشگر گالیله با سرعت ۴۸.۲ کیلومتر بر ثانیه وارد جو مشتری شد. این سرعت به قدری زیاد است که می‌توان فاصله لس‌آنجلس تا نیویورک را تنها در ۸۲ ثانیه طی کرد.
کاوشگر گالیله پس از ورود به جو مشتری، توانست تقریباً به مدت یک ساعت اطلاعات علمی را به زمین ارسال کند، اما پیش از رسیدن به هر سطح جامدی (در صورت وجود)، بر اثر فشار، گرما و شرایط شدید جوی سیاره از بین رفت. اگرچه باور بر این است که مشتری دارای هسته‌ای جامد است، اما این موضوع هنوز تأیید نشده و به دلیل دمای بسیار بالا و فشار فوق‌العاده شدید، حتی در صورت رسیدن به آن، تجربه‌ای مشابه قدم زدن بر روی سیاره‌ای سنگی نخواهد بود.
غول‌های یخی: اورانوس و نپتون
غول‌های یخی مانند نپتون و اورانوس نیز عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند، اما وجود عناصر دیگر در ترکیب آن‌ها، تصویر کلی را پیچیده‌تر می‌سازد. موادی مانند آب، آمونیاک و متان که درون آن‌ها وجود دارد، به دلیل فشار بسیار زیاد به حالت جامد یخی نیستند، بلکه به شکل مایعات متراکم یا حالت‌های غیرعادی ماده درآمده‌اند.
دانشمندان نمی‌توانند با قطعیت بگویند ساختار درونی این سیارات چگونه است، اما احتمال می‌دهند که درون آن‌ها خبری از سطح سخت و جامد مانند زمین یا مریخ نباشد. علت نامگذاری آن‌ها به «غول‌های یخی» این است که دانشمندان بر این باورند آب، آمونیاک و متان موجود در آن‌ها در زمان شکل‌گیری سیارات به صورت یخ بوده‌اند.
اورانوس و نپتون سطح مشخص و جامدی ندارند که بتوان روی آن فرود آمد یا ایستاد. آنچه از بیرون دیده می‌شود، تنها لایه‌هایی از گازهای متلاطم و متحرک است. ناسا در توضیحی درباره نپتون بیان می‌کند:
«نپتون سطح جامدی ندارد. جو آن که عمدتاً از هیدروژن، هلیوم و متان تشکیل شده است، تا اعماق زیادی ادامه می‌یابد و به تدریج با موادی مانند آب و یخ‌های ذوب‌شده ترکیب می‌شود. این لایه‌ها سرانجام به هسته‌ای سنگین و نسبتاً جامد می‌رسند که جرم آن با جرم زمین برابری می‌کند.»
گمان می‌رود وضعیت در سیاره اورانوس نیز مشابه باشد. طبق توضیحات ناسا، اورانوس سطح سفت و مشخصی ندارد که فضاپیما بتواند روی آن بنشیند. ساختار این سیاره بیشتر از مایعات و گازهای در حال چرخش تشکیل شده است. بنابراین، حتی اگر فضاپیما تلاش کند وارد جو اورانوس شود، به دلیل فشار و دمای بسیار شدید پیش از رسیدن به اعماق، از بین خواهد رفت.
چالش‌های فرود و کاوش
اگر انسان یا فضاپیما بخواهد روی سیاراتی مانند اورانوس یا نپتون فرود بیاید، در نهایت پس از عبور از لایه‌های گازی و مایع، به هسته‌ای سنگی می‌رسد. اما پیش از آن، فشار و گرمای شدید درون این سیارات باعث می‌شود بدن انسان (یا حتی فضاپیمای فلزی) کاملاً متلاشی و نابود شود.
لوئیس والپوت از آژانس فضایی اروپا در سال ۲۰۲۳، پس از تلاش برای شبیه‌سازی کاوشگری که بتواند به سیارات گازی نفوذ کند، اظهار داشت:
«اگر بخواهیم کاوشگری را به درون جو سیاراتی مانند اورانوس یا نپتون بفرستیم، باید آن را به گونه‌ای طراحی کنیم که فشار و گرمای بسیار شدید این جوها را تحمل کند. بدون سیستم حفاظتی حرارتی بسیار پیشرفته، کاوشگر در همان مراحل اولیه ورود از بین می‌رود و فرصت ارسال داده‌های علمی را نخواهد داشت.»
برای طراحی سیستم محافظ حرارتی مناسب برای کاوشگرهای اعزامی به این سیارات، ابتدا باید تجهیزات و آزمایشگاه‌های فعلی را به‌روزرسانی کرد تا بتوانند شرایط واقعی این سیارات، از جمله ترکیب گازهای موجود در جو و سرعت بالای ورود کاوشگر به آن‌ها را به طور دقیق شبیه‌سازی کنند. بدون این شبیه‌سازی‌ها، طراحی مؤثر و ایمن چنین سیستم‌هایی ممکن نخواهد بود.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
