برنامه دیسکاوری ناسا (NASA Discovery Program) یکی از ابتکارات کلیدی ناسا در حوزه اکتشافات علمی منظومه شمسی است که در سال ۱۹۹۲ با هدف اجرای مأموریتهای فضایی کمهزینه، متمرکز و کارآمد تأسیس شد. این برنامه با شعار «سریعتر، بهتر، ارزانتر» (Faster, Better, Cheaper) تحت هدایت دنیل اس. گلدین، مدیر وقت ناسا، شکل گرفت و رویکردی نوآورانه در اکتشافات فضایی ارائه داد. برخلاف مأموریتهای پرهزینه و گسترده ناسا مانند برنامههای پرچمدار (Flagship) یا نیو فرانتیرز (New Frontiers)، برنامه دیسکاوری بر مأموریتهای کوچکتر با اهداف علمی مشخص تمرکز دارد که با بودجه محدود و زمان توسعه کوتاهتر اجرا میشوند. این برنامه با تشویق مشارکت دانشگاهها، صنایع، و آزمایشگاههای دولتی، فرصتی برای دانشمندان فراهم کرد تا ایدههای خلاقانه خود را در قالب مأموریتهای علمی متمرکز پیادهسازی کنند.
تا سال ۲۰۲۵، برنامه دیسکاوری ۱۷ مأموریت اصلی و چندین «مأموریت فرصت» (Missions of Opportunity) را اجرا کرده که به اکتشاف سیارات، سیارکها، دنبالهدارها، و حتی سیارات فراخورشیدی منجر شده است. این برنامه نقش مهمی در حفظ برتری علمی ایالات متحده در اکتشافات فضایی داشته و دادههای ارزشمندی به جامعه علمی ارائه کرده است.
برنامه دیسکاوری ناسا چیست؟
برنامه دیسکاوری ناسا مجموعهای از مأموریتهای اکتشافی منظومه شمسی است که توسط اداره مأموریتهای سیارهای ناسا (Planetary Missions Program Office) تأمین مالی میشود. این برنامه در سال ۱۹۹۲ برای اجرای مأموریتهای علمی با هزینههای محدود (معمولاً کمتر از ۴۵۰ میلیون دلار، بدون احتساب هزینه پرتاب) تأسیس شد. برخلاف مأموریتهای سنتی ناسا که اهداف و مقاصد از پیش تعیینشده داشتند، برنامه دیسکاوری از طریق فراخوان پیشنهادات (Announcement of Opportunity) عمل میکند، جایی که دانشمندان و مهندسان از سراسر جهان ایدههای خود را ارائه میدهند و از طریق فرآیند بررسی همتا (Peer Review) انتخاب میشوند. هر مأموریت توسط یک محقق اصلی (Principal Investigator) هدایت میشود که تیم علمی و مهندسی را تشکیل میدهد.
این برنامه شامل مأموریتهای اصلی، مانند کاوشگرهای سیارهای و مدارگردها، و مأموریتهای فرصت است که مشارکت ایالات متحده در مأموریتهای سایر آژانسهای فضایی یا استفاده مجدد از فضاپیماهای ناسا برای اهداف جدید را در بر میگیرد. هدف اصلی برنامه، پاسخ به سؤالات علمی کلیدی با استفاده از فناوریهای نوآورانه و رویکردهای مدیریت کارآمد است.
اهداف کلیدی برنامه Discovery
اهداف کلیدی برنامه دیسکاوری شامل موارد زیر است:
- افزایش درک از منظومه شمسی از طریق کاوش سیارات، قمرها، سیارکها، و دنبالهدارها
- افزودن دادهها، نقشهها، و محصولات علمی به آرشیو سیستم دادههای سیارهای (Planetary Data System) برای دسترسی جامعه علمی
- انتشار نتایج علمی در نشریات علمی، رسانههای عمومی، و برنامههای آموزشی برای الهامبخشی به نسل بعدی محققان
- آزمایش و استفاده از فناوریهای جدید برای بهبود عملکرد مأموریتها و کاهش هزینهها
- افزایش همکاری بین دانشگاهها، صنایع، و آزمایشگاههای دولتی برای اجرای مأموریتها
- گسترش تعداد محققان اصلی و مدیران پروژه از طریق مشارکت در مأموریتهای دیسکاوری
نخستین مأموریتهای برنامه دیسکاوری
نخستین مأموریتهای برنامه دیسکاوری شامل دو مأموریت برجسته بودند که موفقیت این برنامه را تثبیت کردند:
مأموریت NEAR Shoemaker: این مأموریت، که در ۱۷ فوریه ۱۹۹۶ پرتاب شد، اولین فضاپیمایی بود که به مدار سیارک ۴۳۳ اروس (Eros) وارد شد و در نهایت روی آن فرود آمد. NEAR دادههای بیسابقهای از سطح و ساختار داخلی این سیارک ارائه کرد.
مأموریت Mars Pathfinder: این مأموریت در ۴ دسامبر ۱۹۹۶ پرتاب شد و در ۴ ژوئیه ۱۹۹۷ روی مریخ فرود آمد. پثفایندر با استفاده از فناوری کیسههای هوای نوآورانه، اولین کاوشگر مریخی ناسا به نام سوجورنر (Sojourner) را به سطح مریخ برد و دادههای شیمیایی و جوی ارزشمندی جمعآوری کرد.
مروری بر مهمترین مأموریتهای برنامه دیسکاوری
| نام مأموریت | سال پرتاب | هدف / دستاورد |
|---|---|---|
| Lunar Prospector | 1998 | این مدارگرد قمری اولین شواهد مستقیم از وجود یخ آب در قطبهای ماه را کشف کرد و نقشهای از توزیع سنگهای اصلی ماه ارائه داد. |
| Stardust | 1999 | این مأموریت نمونههایی از غبار دنبالهدار ۸۱P/Wild جمعآوری کرد و آنها را به زمین بازگرداند، که اولین مأموریت بازگرداندن نمونه از یک دنبالهدار بود. |
| Genesis | 2001 | این مأموریت ذرات باد خورشیدی را جمعآوری کرد و به زمین بازگرداند تا ترکیب شیمیایی خورشید را مطالعه کند. |
| MESSENGER | 2004 | اولین مدارگرد عطارد، که اطلاعات جامعی از سطح، جو، و میدان مغناطیسی این سیاره ارائه داد. |
| Deep Impact | 2005 | این مأموریت با برخورد یک ضربهزن به دنبالهدار تمپل ۱، اطلاعاتی درباره ترکیب داخلی دنبالهدارها فراهم کرد. |
| Dawn | 2007 | اولین مأموریت برای مدارگردی دور دو جرم کمربند سیارکی، وستا و سرس. |
| Kepler | 2009 | تلسکوپی که بیش از ۱,۰۰۰ سیاره فراخورشیدی را کشف کرد. |
| GRAIL | 2011 | دو مدارگرد که ساختار داخلی و تاریخچه حرارتی ماه را مطالعه کردند. |
| InSight | 2018 | کاوشگری که دادههای ژئوفیزیکی مریخ را جمعآوری کرد. |
| Lucy | 2021 | مطالعه سیارکهای تروجان مشتری |
| Psyche | 2023 | بررسی سیارک فلزی 16 Psyche |
| DAVINCI و VERITAS | 2028–2030 (برنامهریزیشده) | کاوش جو و سطح سیاره زهره |
تفاوت برنامه دیسکاوری با مأموریتهای پرهزینه ناسا
برنامه دیسکاوری در مقایسه با مأموریتهای پرهزینه ناسا، مانند برنامههای پرچمدار (مانند کاوشگر کاسینی یا مریخنورد پرسیورنس) و نیو فرانتیرز (مانند نیوهورایزنز)، ویژگیهای متمایزی دارد. دیسکاوری هزینهای کمتر از ۴۵۰ میلیون دلار (بدون احتساب پرتاب) دارد، در حالی که مأموریتهای پرچمدار معمولاً بیش از ۱ میلیارد دلار هزینه دارند. دیسکاوری بر اهداف علمی خاص و متمرکز تأکید دارد، در حالی که مأموریتهای پرچمدار اهداف گستردهتری را دنبال میکنند. مأموریتهای دیسکاوری در کمتر از ۳۶ ماه توسعه مییابند، در مقابل سالها زمان برای مأموریتهای پرچمدار. دیسکاوری توسط محققان اصلی (PI) هدایت میشود، در حالی که مأموریتهای پرچمدار معمولاً توسط مراکز ناسا مدیریت میشوند. دیسکاوری از فناوریهای جدید و آزمایشی استفاده میکند، در حالی که مأموریتهای پرچمدار به فناوریهای آزمایششده وابستهاند تا ریسک را کاهش دهند.
فضاپیمای Kepler و کشف هزاران سیاره فراخورشیدی
فضاپیمای کپلر (Kepler)، پرتابشده در ۶ مارس ۲۰۰۹، یکی از موفقترین مأموریتهای برنامه دیسکاوری است که با استفاده از یک تلسکوپ فضایی، بیش از ۲,۶۰۰ سیاره فراخورشیدی را کشف کرد. کپلر با روش گذر (Transit Method)، کاهش نور ستارگان هنگام عبور سیارات را اندازهگیری کرد و دادههایی درباره سیارات زمینمانند ارائه داد. این مأموریت در سال ۲۰۱۴ بهعنوان مأموریت K2 تمدید شد و تا سال ۲۰۱۸ به فعالیت خود ادامه داد.
تلسکوپ کپلر درک ما از فراوانی سیارات در کهکشان راه شیری را متحول کرد و نشان داد که سیارات زمینمانند ممکن است بسیار رایج باشند. دادههای کپلر همچنان در تحقیقات نجومی استفاده میشود و به جستجوی حیات فرازمینی کمک کرده است.
مأموریت Dawn و بررسی کمربند سیارکی
مأموریت داون (Dawn)، پرتابشده در ۲۷ سپتامبر ۲۰۰۷، اولین فضاپیمایی بود که به دور دو جرم در کمربند سیارکی، وستا (۲۰۱۱-۲۰۱۲) و سرس (۲۰۱۵-۲۰۱۸)، مدارگردی کرد. داون با استفاده از پیشرانه یونی، که فناوری نوآورانهای بود، دادههای دقیقی از ترکیب سطحی، ساختار داخلی، و تاریخچه زمینشناختی این دو جرم ارائه داد. این مأموریت نشان داد که سرس دارای یخ آب و احتمالاً فعالیتهای زمینشناختی اخیر است، در حالی که وستا شباهتهایی به سیارات سنگی دارد. داون با هزینه حدود ۴۵۰ میلیون دلار، نمونهای از موفقیت برنامه دیسکاوری در دستیابی به نتایج علمی بزرگ با بودجه محدود بود.
مأموریت MESSENGER و مطالعه عطارد
مأموریت مسنجر (MESSENGER)، پرتابشده در ۳ اوت ۲۰۰۴، اولین فضاپیمایی بود که به دور عطارد، نزدیکترین سیاره به خورشید، مدارگردی کرد (۲۰۱۱-۲۰۱۵). این مأموریت دادههای جامعی از سطح، جو نازک، میدان مغناطیسی، و ساختار داخلی عطارد ارائه داد. مسنجر شواهدی از یخ آب در قطبهای عطارد کشف کرد و نقشههای دقیقی از سطح این سیاره تهیه کرد. این مأموریت همچنین اطلاعاتی درباره تعامل عطارد با باد خورشیدی ارائه داد. مسنجر با هزینهای حدود ۴۴۶ میلیون دلار، توانایی برنامه دیسکاوری در اجرای مأموریتهای پیچیده به مقاصد چالشبرانگیز را نشان داد.
مأموریت NEAR و اولین فرود روی یک سیارک
مأموریت NEAR Shoemaker، پرتابشده در ۱۷ فوریه ۱۹۹۶، اولین مأموریت برنامه دیسکاوری بود که به سیارک ۴۳۳ اروس رسید. این فضاپیما در ۱۴ فوریه ۲۰۰۰ به مدار اروس وارد شد و در ۱۲ فوریه ۲۰۰۱ بهطور موفقیتآمیز روی سطح آن فرود آمد، که اولین فرود کنترلشده روی یک سیارک بود. NEAR دادههای دقیقی از ترکیب سطحی، ساختار داخلی، و میدان گرانشی اروس ارائه کرد و بیش از ۱۶۰,۰۰۰ تصویر و ۱۰ برابر دادههای مورد انتظار جمعآوری کرد. این مأموریت با هزینه حدود ۲۲۴ میلیون دلار، استانداردی برای مأموریتهای کمهزینه و با بازده بالا در برنامه دیسکاوری تعیین کرد.
پروژه InSight و دادههای ژئوفیزیکی مریخ
مأموریت اینسایت (InSight)، پرتابشده در ۵ مه ۲۰۱۸، یک کاوشگر مریخی بود که برای مطالعه ساختار داخلی و فعالیتهای لرزهای مریخ طراحی شد. اینسایت با استفاده از لرزهسنج و حسگرهای حرارتی، دادههایی درباره زلزلههای مریخی (Marsquakes) و جریان گرمایی زیرسطحی مریخ جمعآوری کرد. این مأموریت اطلاعاتی درباره هسته، پوسته، و جبه مریخ ارائه داد و به درک بهتر شکلگیری سیارات سنگی کمک کرد. اینسایت، با هزینه حدود ۴۳۰ میلیون دلار، نشاندهنده تمرکز برنامه دیسکاوری بر سؤالات علمی خاص و استفاده از ابزارهای تخصصی بود.
مأموریت Lucy و جستجوی تروجانهای مشتری
مأموریت لوسی (Lucy)، پرتابشده در ۱۶ اکتبر ۲۰۲۱، برای مطالعه سیارکهای تروجان مشتری طراحی شد، که در دو گروه پیشرو و دنبالرو در مدار مشتری قرار دارند. لوسی قرار است یک سیارک کمربند اصلی (دونالدجوهانسون) و شش سیارک تروجان را بررسی کند و دادههایی درباره تشکیل منظومه شمسی ارائه دهد. این مأموریت در آوریل ۲۰۲۵ از کنار سیارک دونالدجوهانسون عبور کرد و تصاویر خیرهکنندهای ثبت کرد. لوسی با بودجه حدود ۴۵۰ میلیون دلار، نمونهای از توانایی برنامه دیسکاوری در کاوش مقاصد چندگانه با یک فضاپیما است.
سازوکار انتخاب مأموریتها در این برنامه
انتخاب مأموریتهای دیسکاوری از طریق فرآیند رقابتی فراخوان پیشنهادات (Announcement of Opportunity) انجام میشود. ناسا هر چند سال یکبار فراخوانی منتشر میکند که در آن دانشمندان میتوانند پیشنهادات خود را برای مأموریتهای علمی ارائه دهند. این پیشنهادات توسط پنلهای کارشناسی بررسی همتا ارزیابی میشوند و معیارهای انتخاب شامل اهمیت علمی، امکانپذیری فنی، و رعایت سقف بودجه است. معمولاً از میان دهها پیشنهاد (مثلاً ۲۸ پیشنهاد در سال ۲۰۱۴)، چند پیشنهاد به مرحله نهایی میرسند و بودجهای برای توسعه بیشتر دریافت میکنند.
برای مثال، در رقابت سال ۲۰۱۴ برای مأموریتهای ۱۳ و ۱۴، لوسی و سایکی از میان ۵ پیشنهاد نهایی انتخاب شدند. این فرآیند رقابتی امکان نوآوری و تنوع علمی را فراهم میکند و به دانشمندان اجازه میدهد ایدههای خلاقانه خود را آزمایش کنند.
وضعیت فعلی پروژه، آیا برنامه دیسکاوری ادامه خواهد یافت؟
برنامه دیسکاوری ناسا همچنان فعال است و مأموریتهای جدیدی مانند DAVINCI و VERITAS در حال توسعه برای پرتاب بین ۲۰۲۸ تا ۲۰۳۰ هستند. با این حال، چالشهایی مانند محدودیتهای بودجهای و فشارهای مالی ناشی از پروژههای بزرگ مانند مأموریت بازگرداندن نمونه مریخ (Mars Sample Return) باعث شده که ناسا اعلام بعدی فراخوان پیشنهادات را به تأخیر بیندازد. مقامات ناسا در سال ۲۰۲۴ اعلام کردند که مأموریت بعدی احتمالاً تا اوایل دهه ۲۰۳۰ پرتاب نخواهد شد.
