به تماشای آب‌های زمین

ترجمه و گردآوری از احسان سنایی

بامداد دوشنبه، کاوشگر اسموس (SMOS) متعلق به سازمان فضایی اروپا، زمین را با هدف تهیه نخستین نقشه‌های سراسری رطوبت خاک و میزان شوری آب دریاها، به مقصد مدار ٧٥٨ کیلومتری زمین ترک گفت. اسموس، یکی از هشت فضاپیمایی است که ناوگان «کاوش زمین» را در سازمان فضایی اروپا تشکیل می‌دهند.

یک موشک بالستیک تغییر شکل یافته روسی به نام بریز، ماهواره ٣١٥ میلیون یورویی اسموس را همراه با ماهواره پروبا-٢ از پایگاه فضایی پلستسک روسیه در هوای مه‌آلود پگاه‌هنگام روز دوشنبه به فضا پرتاب کرد. ٧٠ دقیقه بعد، مرحله فوقانی موشک ماهواره‌ها را در فضا رها ساخت و با دریافت نخستین داده‌های تله‌متری از پایگاه هارتبیستوک در نزدیکی ژوهانسبورگ آفریقای جنوبی، موفقیت پرتاب اعلام شد.

طرحی از فضاپیمای اسموس

ماهواره «رطوبت خاک و شوری دریا» یا به اختصار اسموس، سه سال آینده را به جمع‌آوری داده‌های گران‌بها با هدف تهیه دقیق‌ترین نقشه‌های چرخه رطوبت و فراوانی املاح موجود در خشکی و دریاهای زمین سپری خواهد کرد. «ژین ژاکوبز دوردین»، مدیرکل سازمان فضایی اروپا می‌گوید:

«این تنها یک ماهواره نیست؛ این، رویدادی بسیار مهم است. این (ماهواره) دومین عضو از کاوشگران زمین ماست و ما با آن نشان می‌دهیم که اسا (سازمان فضایی اروپا)، سازمانی جهانی است که بهترین تلاش‌ها را در راه علوم زمین و درک جدیدی از تغییرات آب و هوایی به انجام می‌رساند.»

اسموس، حامل تنها یک ابزار علمی به شکل پره‌های هلیکوپتر است که «تشعشع‌سنج تداخل‌سنجی» یا به اختصار میراس (Miras) نام دارد و مراحل ساخت آن در اسپانیا طی شده است. این ابزار با استفاده از ٦٩ آنتن متحدالمرکز که به‌طور مساوی در هر سه بازوی آن مستقر شده‌اند، به نقشه‌برداری از امواج میکروویو (ریزموج) تابشی از سطح زمین پرداخته و این‌گونه به بررسی تغییرات میزان رطوبت خاک و شوری آب دریاها خواهد پرداخت. حساسیت میراس، برای محاسبه میزان رطوبت یک قاشق چایخوری آب در زیر لایه‌ای از خاک، از آن ارتفاع کافی‌ست.

این حساسیت باورنکردنی، امکان تهیه اطلاعات جامعی از چرخه اقیانوسی را فراهم خواهد آورد؛ عاملی که از مهم‌ترین موتورهای محرکه اقلیم سراسری زمین است. این چرخه با عملکردی مشابه یک نوار نقاله، آب گرم کم‌چگالی را به ارتفاعات بالا و آب سرد چگال‌تر را به ارتفاعات پایین هدایت می کنند و این‌گونه تعادل آب و هوایی زمین حفظ می‌شود.

موشک بریز، حامل ماهواره‌های اسموس و پروبا-٢، دقایقی پیش از پرتاب در پایگاه فضایی پلستسک روسیه / AFP

البته در این زمینه عامل تعیین‌کننده دیگری نیز دخیل است و آن، میزان املاح دریاهاست که به تنظیم چگالی کلی آب اقیانوس کمک می‌کند؛ به‌عبارتی در نبود املاح معدنی از جمله نمک، این نوار نقاله از حرکت خواهد ایستاد و به همین دلیل است که چشمان تیزبین اسموس، شوری دریاها را نیز نشانه رفته است. «مارک درینک واتر»، مدیر بخش علمی مأموریت‌های سازمان فضایی اروپا می‌گوید:

«توانایی نقشه‌برداری کل زمین در طول تنها چند روز، از مزیت‌های واقعی اسموس است. ما در بازه‌های دو هفته‌ای یا یک ماهه، داده‌ها را جمع‌آوری کرده و می‌توانیم در این بازه زمانی، تصویر سراسری میزان شوری آب را به‌ صورت سلول‌های ستونی، از سرتاسر زمین تهیه کنیم.» تشعشع‌سنج اسموس قادر است یک دهم گرم نمک را در هر لیتر از آب، آن هم از فاصله ٨٠٠ کیلومتری سطح زمین تشخیص دهد.

تمامی ماهواره به منظور استقرار در کلاهک تنگ موشک، جمع شده است که باز شدن صحیح ابزارآلات در روز دوم پس از پرتاب، امری حیاتی برای این مأموریت است. «فرانسیس برمودو»، مدیر پروژه اسموس در سازمان فضایی فرانسه می گوید:

«ما این کار را در دو گام انجام می‌دهیم. هر بازو با ١٢ مهره که به‌صورت چهارتایی در بین بازوهای سه‌گانه تقسیم شده‌اند، (به بدنه ماهواره) اتصال یافته‌اند. ابتدا زنجیره‌ای از انفجارهای ریز، ٩ مهره را آزاد می‌کند و با این حساب هر سه بازو با یک مهره به هم متصل می‌مانند. سپس مهره‌های نهایی را نیز آزاد می‌کنیم تا بازوها هم‌زمان باز شوند. این در حدود ٣ دقیقه طول می کشد.»

«مانوئل مارتین نیرا»، مهندس محموله مأموریت اسموس در خصوص ابزار میراس می گوید: «میراس در واقع یک رادیوتلسکوپ است که به جای نگاه به بالا، پایین را می‌نگرد. برای تهیه عکسی با حساسیت مفید به‌ وسیله آنتن‌های معمولی، به آنتنی حداقل ٨ متری نیاز داشتیم که بسیار پرحجم‌تر از آن است که آن را بتوان بر بدنه ماهواره نصب کرده و سوار بر موشک کرد.»

نقشه شبیه‌سازی شده منابع رطوبتی در فصل زمستان در حوزه خاورمیانه- اروپا -آفریقا. نواحی قرمزرنگ نشان‌دهنده شدت بیشتر حضور رطوبت و نواحی آبی‌رنگ معرف شدت کمتر آن هستند / ESA

نتایج اسموس به درک بهتر ما از چرخه هیدرولوژیکی زمین کمک شایان توجهی خواهد کرد؛ چرخه‌ای که در آن مداوماً آب در بین سطوح خشکی و اقیانوس و نیز جو زمین رد و بدل می‌شود. طبق انتظارات، این نتایج هم‌چنین به بهبود پیش‌بینی‌های متوسط و کوتاه مدت آب و هوایی کمک کرده و از آن‌ها می‌توان به طور عملی در زمینه‌هایی چون مدیریت منابع آبی و زراعی استفاده کرد. به علاوه، مدل‌های اقلیمی نیز از اطلاعات دقیق مربوط به سرعت و مقیاس جابجایی آب در اجزای مختلف چرخه هیدرولوژیکی زمین بهره خواهند برد.

نخستین مأموریت از ناوگان کاوشگران زمین در اواسط سال میلادی جاری در مدار قرار گرفت؛ توسط ماهواره‌ای به نام گوس (GOCE) که به بررسی تغییرات منطقه ای شدت نیروی جاذبه زمین می پردازد، انجام شد. اسموس دومین ماهواره بود و پس از آن نیز ماهواره کرایوست (Cryosat) در اوایل سال آینده راهی فضاست؛ ماهواره‌ای که این‌بار به تماشای پوشش یخی زمین خواهد نشست. دکتر «ولکر لایبیگ»، مدیر برنامه کاوش زمین در اسا می‌گوید:

«ما مدت زمان زیادی را برای راه‌اندازی پروژه کاوشگران زمین صبر کرده‌ایم که تا حدی دلیل آن، انتظار برای آمادگی موشک‌هاست؛ اما بخشی از آن نیز مربوط به برخی مشکلات فنی است؛ چراکه تمامی این مأموریت‌ها در آخرین مرز فناوری قرار داشته و بسیار ابتکاری‌اند. هم‌اکنون ما بسیار خوشحالیم؛ چون اگر کرایوست در ماه فوریه راه‌اندازی شود، در طول ١٢ ماه سه کاوشگر زمین را به فضا پرتاب کرده‌ایم.»

فعالیت‌های علمی ماهواره بایستی تا شش ماه پس از پرتاب آغاز شده و از آن پس اسموس موظف است به مدت دو سال و نیم، به نقشه‌برداری روزبه‌روز هدف‌های تعیین شده بپردازد.

ناسا نیز در نظر دارد به منظور محاسبات بیشتر از رطوبت خاک و شوری آب، ماهواره‌های «آکواریوس» و «اس مپ» را به ترتیب در سال‌های ٢٠١٠ و ٢٠١٤ راهی فضا کند.

ماهواره ١٣٠ کیلوگرمی پروبا-٢ نیز در این سفر اسموس را همراهی می‌کرد. این ماهواره ظریف، حامل ١٧ فناوری جدید حوزه فضا و ٤ آزمایش علمی با هدف بررسی تأثیرات خورشید بر آب و هوای منظومه شمسی است. پروبا-٢ در واقع کلکسیونی از فناوری‌هایی است که در آینده‌ای نه چندان دور قرار است در مأموریت‌های فضایی آتی سازمان فضایی اروپا از جمله بپی‌کولومبو (مأموریت کاوشی سیاره عطارد) و کاوشگر مدارگرد خورشیدی به‌کار گرفته شوند. دوردین می‌گوید:

«با پروبا-٢، از حالا برای مأموریت‌های ١٠ سال آینده آماده می‌شویم.»