ماموریت کشف راز حیات در زمین

فضایی که اطراف یک سیاره را در بر می‌گیرد نقش مهمی در این تشخیص دارد که چه مولکول‌هایی در اتمسفر آن وجود دارد و اینکه آیا آن سیاره برای زندگی مناسب است یا نه. تحقیقات تازه ناسا نشان می‌دهد که میدان‌های الکتریکی اطراف سیاره زهره یا ونوس به پاک کردن اتمسفر آن از اجزای موردنیاز برای تولید آب کمک کردند.

امکان حیات در کره زمین
«ما چرا اینجاییم؟» گلین کالینسون، دانشمند هوا و فضا در مرکز پروازهای فضایی «گودارد» در مریلند آمریکا و یکی از محققان اصلی ماموریت Endurance ناسا است. او در گفت‌وگویی توضیح می‌دهد که در ماموریت جدید خود به دنبال جواب یکی از اساسی‌ترین سوال‌های علمی می‌گردد: چرا در زمین حیات وجود دارد ولی در سیارات دیگر نه؟
محققان ناسا در ماموریت اندورانس، قرار است پتانسیل الکتریکی جهانی کره زمین را اندازه‌گیری کنند و بسنجد که میدان الکتریکی زمین، چقدر ذرات باردار الکتریکی موجود در هوای اطراف را به سمت خود می‌کشد. انتظار می‌رود این پتانسیل الکتریکی بسیار ضعیف باشد و اندازه‌گیری آن کاری بسیار سخت. اما تنها دلیلی است که حیات در زمین را ممکن می‌کند. فضاپیما اندورانس قرار است به زودی از شهر کوچکی در مجمع‌الجزایر سوالبار در نروژ پرتاب شود.
میلیاردها سال پیش سیاره زهره آب داشته
کره زمین پرآب است و یکی از دلایلی که حیات در این سیاره وجود دارد همین است. ممکن است میلیاردها سال پیش نیز درباره سیاره زهره چنین چیزی را گفته باشیم. دانشمندان معتقدند سیاره زهره زمانی پرآب‌تر از حالا بوده اما به دلایلی که هنوز مبهم است، خشک شده. درک علت آن می‌تواند تفاوت اصلی میان کره زمین و دیگر سیارات را مشخص کند و از ماده‌ای پنهانی پرده‌برداری کند که برای سیاره قابل زیست لازم است.
تفاوت پتانسیل الکتریکی زمین و زهره
سال ۲۰۱۶ در ماموریت کاوشگر ونوس اکسپرس که به وسیله آژانس فضایی اروپا انجام شد، سرنخی به ‌دست آمد. این فضاپیما پتانسیل الکتریکی ۱۰ ولتی را شناسایی کرد که اطراف این سیاره می‌چرخد. یعنی ذرات باردار مثبت از سطح آن دور می‌شوند. این پتانسیل الکتریکی مانند جاروبرقی بزرگی به سایز کره زمین اطراف سیاره وجود دارد که می‌تواند ذرات آب را از سطح آن خالی کند و به فضا بریزد؛ مانند اکسیژن باردار مثبتی که به ‌وسیله تابش شدید اشعه خورشید از هیدروژن جدا می‌شود. در طول زمان این پتانسیل الکتریکی احتمالا نقشی در خالی شدن آب به فضا داشته است.
یافته‌های علمی درباره سیاره زهره سوالاتی را درباره کره زمین مطرح کرده است. پتانسیل الکتریکی زهره به ‌وسیله یونوسفر یا خارجی‌ترین لایه یونیزه که بیرون از اتمسفر این سیاره قرار دارد، به‌ وجود آمده. اما کره زمین هم دارای لایه جوی یونوسفر است. آیا زمین هم پتانسیل الکتریکی مشابهی دارد؟ اگر دارد چرا هنوز آب داریم؟
ماموریت به شمالی‌ترین نقطه جهان
کالینسون می‌گوید: «ما فکر می‌کنیم یکی از دلایلی که زمین قابل زیست است به دلیل همین پتانسیل الکتریکی بسیار ضعیف است.» تیم اندورنس تخمین می‌زند قدرت این میدان ۳/۰ ولت باشد؛ ۲۵ برابر ضعیف‌تر از زهره و آنقدر ضعیف که تمام تلاش‌های پیشین برای اندازه‌گیری آن را خنثی می‌کند. کالینسون در ادامه می‌گوید: «حتی به اندازه باتری یک ساعت هم قوی نیست، اما باید وجود داشته باشد.»

یافته‌های علمی درباره سیاره زهره سوالاتی را درباره کره زمین مطرح کرده است. پتانسیل الکتریکی زهره به ‌وسیله یونوسفر یا خارجی‌ترین لایه یونیزه که بیرون از اتمسفر این سیاره قرار دارد، به‌ وجود آمده. اما کره زمین هم دارای لایه جوی یونوسفر است. آیا زمین هم پتانسیل الکتریکی مشابهی دارد؟ اگر دارد چرا هنوز آب داریم؟

کالینسون به همراه تیم خود برای اجرای این ماموریت به شمالی‌ترین نقطه زمین در مجمع‌الجزایر نروژ در اقیانوس منجمد شمالی می‌رود. تیم کالینسون قرار است از طریق میدان مغناطیسی قطب شمال آزمایش خود را آغاز می‌کنند. کالینسون می‌گوید که ما باید تکنولوژی جدیدی را برای این اکتشاف اختراع می‌کردیم و از تکنیک‌هایی استفاده کنیم که در تحقیقات سیاره زهره پیش‌رو بوده‌اند.
ماموریت اندورنس
زمانی که فضاپیما پرتاب شود، اندورنس الکترون‌هایی را اندازه‌گیری می‌کند که از جو زمین فرار می‌کنند؛ فرآیندی که میلیاردها سال است رخ می‌دهد و بخشی از روند تدریجی «گریز جوی» است. این الکترو‌ن‌ها با سرعتی مشخص و قابل پیش‌بینی از زمین می‌گریزند اما احتمالا به واسطه پتانسیل الکتریکی جهانی کره زمین سرعت کندتری پیدا می‌کنند. تیم کالینسون تلاش می‌کند که با استفاده از تجهیزات خود آن اثر کندکننده را اندازه‌گیری کند تا میزان قدرت آن را بسنجند.
اگر همه‌چیز طبق برنامه پیش رود، برای اولین بار پتانسیل الکتریکی جهانی کره زمین اندازه‌گیری می‌شود.
کالینسون می‌گیود: «اگر موفق بشویم، پاداش آن معرکه است. چون یکی از اساسی‌ترین ویژگی‌های زمین را اندازه‌گیری کردیم که ارتباط مستقیمی با درک این موضوع دارد که چرا ما اینجاییم.»

کالینسون می‌گوید: «ما فکر می‌کنیم یکی از دلایلی که زمین قابل زیست است به دلیل همین پتانسیل الکتریکی بسیار ضعیف است.» تیم اندورنس تخمین می‌زند قدرت این میدان ۳/۰ ولت باشد؛ ۲۵ برابر ضعیف‌تر از زهره و آنقدر ضعیف که تمام تلاش‌های پیشین برای اندازه‌گیری آن را خنثی می‌کند

کشف قدرت میدان الکتریکی دوقطبی
فرآیند اولیه از دست رفتن یونوسفر کره زمین، از بادهای قطبی است که در امتداد خطوط میدان مغناطیسی باز موجود در بالای کلاهک‌های یخی قطبی کره زمین به خارج از آن جریان دارند. تصور می‌شود یکی از اصلی‌ترین اجزایی که در تشکیل این ریزش بیرونی مهم است، میدان الکتریکی دو قطبی ضعیف باشد. در واقع افت پتانسیل ناشی از این میدان الکتریکی به فرار جوی زمین کمک می‌کند. با این حال میدان الکتریکی دو قطبی به دلیل قدرت ضعیف آن هیچ‌وقت اندازه‌گیری نشده است. به همین ترتیب اداره کلی ملی هوانوردی و فضا یا ناسا، دو سال پیش اعلام کرد که سال ۲۰۲۲ اقدام به پرتاب فضاپیما اندورنس می‌کند تا به این کشف بزرگ علمی دست پیدا کند: کشف قدرت میدان الکتریکی دو قطبی که به وسیله یونوسفر ایجاد می‌شود.