به تازگی فرودگر چاندرایان-۳ هند بر روی منطقه‌ای در قطب جنوب ماه فرود آمده و توجه آژانس‌های فضایی به طرز چشمگیری به سوی قطب جنوب ماه معطوف شده است، حتی ناسا نیز قصد دارد فضانوردان آرتمیس-۳ را در آنجا فرود بیاورد، اما چرا این بخش از ماه تا این اندازه اهمیت پیدا کرده است؟

به گزارش وب ناسا و به نقل از اسپیس، ماموریت چاندرایان-۳ هند روز چهارشنبه(۲۳ اوت) با موفقیت در نزدیکی قطب جنوب ماه فرود آمد. ماموریت سازمان تحقیقات فضایی هند(IRSO) نه تنها به این دلیل تاریخ‌ساز شد که پس از اتحاد جماهیر شوروی، ایالات متحده و چین، تبدیل به چهارمین کشوری شد که با موفقیت روی ماه فرود آمده است، بلکه به این دلیل که نام هند را به عنوان اولین کشوری که در قطب جنوب ماه فرود می‌آید، ثبت کرد.

اما ماموریت آژانس فضایی هند که از زمان فرود، یک ماه‌نورد رباتیک را برای شروع کاوش روی قطب جنوب ماه مستقر کرده است، در پیگیری اهداف خود تنها نیست.

در حدود سال ۲۰۲۵، ناسا به عنوان بخشی از ماموریت آرتمیس ۳، قصد دارد برای اولین بار در ۵۰ سال اخیر، انسان را به ماه برساند. این سفر همچنین شامل اولین زن و اولین فرد رنگین پوستی است که روی ماه قدم برمی‌دارند. اما حتی پیش از آن، انتظار می‌رود ‌ماه‌نورد کاوشگر تحقیقاتی کشف مواد فرّار یا وایپر(VIPER) قطب جنوب ماه را در سال ۲۰۲۴ طی یک ماموریت ۱۰۰ روزه کاوش کند.

چین با صنعت فضایی رو به رشد خود، از قطب جنوب قمر زمین دور نخواهد ماند. آژانس فضایی این کشور قصد دارد ماموریت چانگ‌ای ۷(Chang’e 7) را در سال ۲۰۲۶ همراه با یک ماه‌نورد جدید به آنجا بفرستد.

علت این حد از علاقه‌مندی به قطب جنوب ماه چیست؟

گرانبهاترین کالای قطب جنوب ماه

علاقه به قطب جنوب ماه به عنوان محلی برای فرود عمدتا به دلیل وجود این واقعیت است که دانشمندان می‌دانند این منطقه میزبان آب به شکل یخ است. همانطور که می‌دانید آب برای حیات ضروری است، اما کاربردهای دیگری نیز دارد. به عنوان مثال، می‌تواند به عنوان یک خنک کننده برای تجهیزات عمل کند و حتی سوخت موشک را تامین کند. استفاده از آب برای تولید سوخت موشک می‌تواند برای یک ماموریت مرحله‌ای به مریخ که روزی از ماه پرتاب می‌شود، مفید باشد.

این بدان معناست که وقتی آژانس‌های فضایی در مورد پایداری در فضا و همچنین دور بعدی ماموریت‌های فضایی سرنشین‌دار فکر می‌کنند، توانایی برداشت آب در محل در ماه برای نوشیدن، استفاده در دستگاه‌های خنک‌کننده یا حتی تجزیه آن به هیدروژن و اکسیژن و تامین هوای قابل تنفس یا سوخت ارزش بسیار زیادی پیدا می‌کند.

علاوه بر این، آب روی ماه دارای ارزش علمی منحصر به فردی است. می‌توان از آن به عنوان سابقه‌ای از فعالیت‌های زمین‌شناسی روی ماه مانند آتشفشان‌های قمری استفاده کرد و آب حتی می‌تواند به عنوان ردیاب برخورد سیارک‌ها عمل کند.

اگرچه آب در سراسر سطح ماه شناسایی شده است، اکثر سیگنال‌های آب یخ زده از قطب‌ها می‌آیند.

در قطب جنوب ماه، تنها قله‌های مرتفع توسط نور خورشید روشن می‌شوند و مناطق کم ارتفاع بیشتری وجود دارند که به طور دائمی در سایه فرو رفته‌اند و به معنای واقعی کلمه تحت عنوان مناطق دائما در PSRs نامیده می‌شوند.

دما در این مناطق می‌تواند تا منفی ۴۱۸ درجه فارنهایت(منفی ۲۵۰ درجه‌ سانتیگراد) کاهش یابد که بسیار سردتر از سیاره پلوتون است. اما این بدان معناست که این مکان همچنین یک نقطه‌ ایده آل برای حفظ یخ آب است.

هر مولکول آبی که وارد منطقه‌ دائما در سایه شود، بلافاصله منجمد می‌شود. این مولکوها به دام افتاده‌اند، زیرا برای تبخیر محیط خیلی سرد است. این آب سپس روی سطح می‌افتد و در آنجا با خاک قمری مخلوط می‌شود.

آژانس فضایی هند برای اولین بار در کشف چنین آب قمری نقشی اساسی داشت. این آژانس فضایی در سال ۲۰۰۸ فضاپیمای چاندرایان-۱ را همراه با یک ابزار علمی ارائه شده توسط ناسا به نام نقشه‌بردار کانی‌شناسی ماه(M3) به مدار ماه فرستاد. این امر وجود یخ آب در داخل دهانه‌های قطب جنوب ماه را مشخص کرد.

سال بعد، در سال ۲۰۰۹، مدارگرد شناسایی ماه ناسا(LRO) عمدا همراه با ماهواره‌ مشاهده و سنجش دهانه‌ ماه(LCROSS) به یک دهانه‌ تاریک در قطب جنوبی ماه برخورد کرد. این باعث ایجاد توده‌ای از زباله شد که LCROSS از آن عبور کرد و آن را قادر ساخت تا یخ آبی را که در تاریکی پنهان شده بود، شناسایی کند.

با این حال، نگرانی کوچکی وجود داشت که مولکول هیدروکسیل(OH) با مولکول آب(H2O) اشتباه گرفته شده باشد.

این نگرانی در سال ۲۰۲۰ هنگامی که فاش شد داده‌های تلسکوپ رصدخانه استراتوسفری ناسا برای نجوم فروسرخ(SOFIA) اولین کشف بدون شبهه آب در قطب جنوب ماه را تایید کرده است، برطرف شد.

بر اساس داده‌های سوفیا، دانشمندان تخمین زدند که به ازای هر متر مکعب از خاک در قطب جنوب ماه، ۱۲ اونس آب وجود دارد.

به‌ گفته‌ انجمن سیاره‌ای، هنگام بررسی داده‌های چاندریان-۱ و مدارگرد شناسایی ماه، دو قطب ماه بیش از ۶۰۰ میلیون تن یخ آب را در خود جای داده‌اند. این برای پر کردن ۲۴۰ هزار استخر در اندازه‌ المپیک کافی است.

بنابراین، با وجود چنین منبع فوق‌العاده ارزشمندی که در اطراف قطب جنوب ماه واقع شده است، جای شگفتی است که آژانس‌های فضایی پیش از فرود نرم ماموریت چاندرایان-۳ هند در این هفته روی قطب جنوب ماه، کاوشگرهای فضایی را به آنجا نرسانده بودند.

چرا پیش از این در قطب ماه فرود نیامده‌ بودیم؟

فرود آمدن در نزدیکی قطب جنوب ماه آسان نیست و یکی از دلایل آن همان چیزی است که فرود در آنجا را در وهله‌ اول بسیار مطلوب می‌کند. این مورد چیزی نیست جز ماهیت سایه‌دار قطب جنوب قمر زمین که به حفظ یخ آب کمک می‌کند و این به معنای دشوار بودن فرود نرم در آنجا است.

اکثر وسایل نقلیه‌ای که روی ماه فرود می‌آیند به دوربین‌ها متکی هستند تا نزدیک شدن نهایی به سطح ماه را هدایت کنند و از برخورد با موانع و خطراتی مانند سنگ‌ها یا دهانه‌ها جلوگیری کنند.

فرود آمدن حتی در نواحی پر نور ماه نیز خطرناک است. تنها یک برخورد تصادفی به یک تخته سنگ برای سرنگونی یک فضاپیما و یک فرودگر کافی است و به فاجعه‌ای برای ماموریت ختم می‌شود.

بنابراین، خطر به طور قابل توجهی در قطب سایه‌دار جنوب ماه افزایش می‌یابد.

چنین خطری همچنین با این واقعیت که قطب جنوب ماه فاقد گستره‌ وسیعی از زمین‌های مسطح است که به عنوان مثال در استوای ماه یافت می‌شود، افزایش می‌یابد. سطح ماه در هر دو قطب به شدت شیب‌دار و صخره‌ای شناخته شده است.

علاوه بر این، قطب جنوب ماه حتی از زمین قابل مشاهده نیست.

این بدان معناست که دانش دانشمندان از آن کاملا به فضاپیماهایی وابسته است که به دور ماه می‌چرخند و اطلاعات دقیقی در مورد این منطقه و سطح آن جمع‌آوری کرده‌اند.

هر فضاپیمای قمری که به دنبال فرود در قطب جنوب ماه است، باید بتواند در برابر دمای فوق‌العاده سرد موجود در آنجا مقاومت کند. علاوه بر این، فقدان نور خورشید که این دماها را ایجاد می‌کند، مشکل دیگری را نیز ایجاد می‌کند. یک ماه‌نورد که در یکی از مناطق دائما در سایه در قطب جنوب ماه قرار می‌گیرد، با خورشید تماس نخواهد داشت و بنابراین نمی‌تواند برای به دست آوردن انرژی برای کار کردن به خورشید اتکا کند و در عوض باید منبع انرژی هسته‌ای داشته باشد.

مناطق دائما در سایه از دید زمین خارج هستند و بنابراین انتقال پیام‌ها به آن منطقه و از بخش کنترل ماموریت در مناطق سایه‌دار چالش برانگیز است.

ماموریت‌های آینده نقشه‌برداری از سطح قطب جنوب ماه را به مرحله‌ کاملا جدیدی می‌رسانند، به‌ویژه ماموریت وایپر به دنبال منابعی است که می‌تواند توسط خدمه برنامه آرتمیس استخراج شود و مورد بهره‌برداری قرار بگیرد.

علاوه بر این، مدارگردهای اطراف ماه در حال بررسی مناطق قطبی پرخطر مدار برای یافتن مناطق مناسب برای فرود هستند.

درست چند روز قبل از فرود تاریخ‌ساز چاندریان-۳، روسیه برنامه‌ریزی کرده بود که پس از ۴۷ سال با کاوشگر لونا-۲۵ (Luna-25) که در روز ۱۰ اوت پرتاب شد، با شکوه به سطح ماه بازگردد. اما در روز ۱۹ اوت، روسکاسموس از طریق تلگرام خود اعلام کرد که ارتباطش با ماموریت قطع شده است.

فضاپیمای لونا-۲۵ در حین آماده‌سازی برای فرود به سطح ماه برخورد کرده بود.