به دنبال موفقیت بادبان خورشیدی «دانشگاه برن»(University of Bern) سوئیس در ماموریت‌های ماه «آپولو»(Apollo) ناسا در دهه ۱۹۶۰، موسسه فیزیک دانشگاه برن قرار است اوایل سال ۲۰۲۷ با «طیف‌سنج جرمی یونیزاسیون لیزری»(LIMS) به ماه بازگردد. این ماموریت، بخشی از برنامه «خدمات تجاری باربری به ماه»(CLPS) ناسا خواهد بود.

«باز آلدرین»(Buzz Aldrin) به عنوان دومین مردی که در ۲۱ ژوئیه ۱۹۶۹ از ماژول قمری خارج شد، اولین کاری که انجام داد این بود که بادبان خورشیدی برن را باز کرد و آن را روی زمین ماه کاشت. این آزمایش «ترکیب باد خورشیدی»(SWC) که توسط پروفسور «یوهانس گیس»(Johannes Geiss) و گروهش در موسسه فیزیک دانشگاه برن برنامه‌ریزی و تحلیل شد، اولین نقطه برجسته در تاریخ اکتشاف فضایی برن بود.

بودجه طیف‌سنج جرمی یونیزاسیون لیزری دانشگاه برن توسط «آژانس فضایی اروپا»(ESA) در چارچوب برنامه «PRODEX» اعطا می‌شود. ناسا برای رساندن محموله‌های علم و فناوری به سطح ماه در برنامه CLPS، با چندین شرکت آمریکایی همکاری می‌کند.

«پیتر وورز»(Peter Wurz) استاد اخترفیزیک دانشگاه برن و سرپرست پروژه LIMS گفت: ما بسیار مفتخریم که در برنامه CLPS ناسا مشارکت داریم و طیف‌سنج جرمی ما قرار است برای مطالعه شیمی سنگ‌های ماه استفاده شود.

یک سیستم بسیار حساس برای بررسی سطح ماه

طیف‌سنج LIMS یک فناوری قوی برای بررسی طیف گسترده‌ای از نمونه‌هاست که اهداف علمی قمری را برآورده می‌کند. «آندریاس ریدو»(Andreas Riedo) مدیر ارشد پروژه LIMS در بخش تحقیقات فضایی و علوم سیاره‌ای مؤسسه فیزیک دانشگاه برن گفت: LIMS از یک سیستم لیزر پالسی استفاده می‌کند. پالس‌های لیزر به کمک این سیستم متمرکز می‌شوند و به سمت نمونه‌ علمی مورد نظر ما می‌روند.

با هر پالس لیزر، لایه کوچکی از نمونه جدا می‌شود و مقداری از مواد جداشده، بار مثبت می‌گیرند. ریدو ادامه داد: ذرات دارای بار مثبت به سیستم بازمی‌گردند تا ترکیب شیمیایی آنها اندازه‌گیری شود. این بدان معناست که ما عناصر شیمیایی و ایزوتوپ‌های آنها را اندازه‌گیری می‌کنیم و این کار ما را قادر می‌سازد تا فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی روی ماه را بفهمیم.

طیف‌سنج LIMS قرار است روی یک پلتفرم فرودگر قمری برنامه CLPS نصب شود که تجهیزات گوناگونی را برای اکتشاف ماه و نمایش فناوری در خود جای خواهد داد. فرود CLPS در منطقه قطب جنوب ماه به LIMS امکان می‌دهد تا اندازه‌گیری‌های ثابتی را در محل انجام دهد.

ریدو توضیح داد: این منطقه به ویژه جالب است زیرا از عناصر خاصی تشکیل شده که ایزوتوپ‌های آنها به ما امکان می‌دهند سن ماده را تعیین کنیم و بدین ترتیب، زمان‌بندی فرآیندهای زمین‌شناسی را بفهمیم. این کار به ما امکان می‌دهد تا اطلاعات قابل توجهی را به دست بیاوریم که در غیر این صورت فقط می‌توانستیم آنها را در آزمایشگاه‌های روی زمین تولید کنیم.

وی افزود: علاوه بر این، هیچ‌کس پیش از ما هرگز از این فناوری اندازه‌گیری در یک ماموریت فضایی استفاده نکرده است. ما نه تنها اولین نفر خواهیم بود، بلکه اطلاعات فنی قابل توجهی را در مورد سیستم خود به دست خواهیم آورد. این به ما امکان می‌دهد تا سیستم را برای سایر پرسش‌های علمی و مأموریت‌های دیگر بهینه‌سازی کنیم. این شبیه به کاری است که قبلا با آزمایش بادبان خورشیدی در دانشگاه برن انجام داده‌ایم و می‌توانستیم از آن هم در مأموریت‌های آپولو و هم برای اندازه‌گیری گاز میان‌ستاره‌ای محلی استفاده کنیم.

ریدو خاطرنشان کرد که در بلندمدت می‌توان طیف‌سنج LIMS را برای ماموریت‌های اکتشاف فضایی آینده استفاده کرد که به کشف حیات در مناطق دوردست مانند جو زهره، مریخ و قمرهای یخی مشتری و زحل اختصاص دارند.

همکاری نزدیک با صنعت

در آزمایشگاه‌های بخش پژوهش‌های فضایی و علوم سیاره‌ای مؤسسه فیزیک دانشگاه برن، تجهیزاتی برای مأموریت‌های فضایی مانند LIMS ساخته شده‌اند. وورز توضیح داد: در این زمینه، ما از نزدیک با صنعت محلی کار می‌کنیم. ما یک سیستم LIMS را که در سوئیس ساخته شده است، روی ماه قرار خواهیم داد. توسعه LIMS بیش از ۲۰ سال پیش آغاز شد و خوب است که بتوانیم ثمره چندین سال استفاده موثر از آن را درو کنیم.

ریدو گفت: ناگفته نماند این حوزه‌ای است که ما در آن همواره از تجربه و تخصص چندین ساله دانشگاه برن برای طراحی تجهیزات بهره می‌بریم. (به گزارش ایسنا)