آنچه از ماه در آسمان شب پیداست تصویری تکراری است و ما همیشه یک طرفش را می‌بینیم. دانشمندان معتقدند سمت دور ماه که همواره پشت به ما و تا ابد از نگاه ما پنهان است، می‌تواند حاوی کلید اسرار بنیادی درباره شکل‌گیری ماه و تاریخ اولیه‌اش باشد. چرخش ماه به دور محورش دقیقا با آهنگ گردشش به دور زمین برابر است و به همین علت به طور دائمی فقط یک سمت آن پیداست
به گزارش سازندگی، ماه هم مثل زمین، پوسته، جبه و هسته دارد. اما تمام آنچه از ترکیبات این نزدیک‌ترین همسایه فضایی مان می‌دانیم به سطح آن محدود می‌شود. نه برنامه فضایی آپولوی آمریکایی‌ها و نه ماموریت‌های شوروی به ماه موسوم به لونا در دهه‌های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ نتوانستند نمونه‌های سنگ حاوی مواد جبه را به زمین برگردانند. در واقع برای دستیابی به این مواد دو راه وجود دارد: حفاری سطح ماه تا رسیدن به لایه جبه یا نمونه برداری از جایی که در آن مواد جبه به سطح ماه آمده باشند.
هیچ یک از تجهیرات اعزامی به ماه توانایی حفاری تا جبه را نداشتند و ظاهرا تنها جایی که احتمال می‌رود مواد جبه ماه به سطح آمده باشد دهانه عظیمی به قطر ۲۵۰۰ کیلومتر موسوم به «حوضه قطب جنوب-آیتکن» است. دهانه آیتکن یکی از بزرگ‌ترین دهانه‌های برخوردی شناخته شده در منظومه شمسی است و برخوردی که منجر به شکل گیری آن شده به حدی شدید بوده که دانشمندان باور دارند طی آن تکه‌هایی از جبه ماه کنده شده و به سطح آمده است. پژوهش درباره این دهانه می‌تواند بهترین راه برای بررسی دومین لایه قمر طبیعی زمین باشد که اطلاعات چندانی از آن نداریم. اما مشکل اینجاست که دهانه آیتکن در نیمه پنهان ماه قرار دارد، همان سمتی از ماه که هیچ وقت رو به زمین قرار نمی‌گیرد.
آنچه از ماه در آسمان شب پیداست تصویری تکراری است و ما همیشه یک طرفش را می‌بینیم. دانشمندان معتقدند سمت دور ماه که همواره پشت به ما و تا ابد از نگاه ما پنهان است، می‌تواند حاوی کلید اسرار بنیادی درباره شکل گیری ماه و تاریخ اولیه اش باشد. سمت دور یا نیمه پنهان ماه را گاهی نیمه تاریک ماه نیز می‌گویند که البته در واقع به لحاظ روشنایی تفاوتی با نیمه پیدای آن ندارد. چرخه تاریکی و روشنایی و دریافت نور خورشید در نیمه پنهان و پیدای ماه یکسان است. اما چرخش ماه به دور محورش دقیقا با آهنگ گردشش به دور زمین برابر است و به همین علت در چشم انداز ماه از زمین به طور دائمی یک سمت آن پیدا و سمت دیگرش پنهان باقی می‌ماند.
اعزام کاوشگر به نیمه پنهان ماه و فرود نرم روی آن مستلزم عملیات پیچیده‌ای است که باعث شد ناسا و سازمان فضایی شوروی پس از چند تلاش ناموفق در دوران آپولو قیدش را بزنند. با این حال کاوشگر‌های بی سرنشینی که به ماه اعزام شدند به ویژه در قالب برنامه مدارگرد قمری در سال‌های ۱۹۶۶ و ۱۹۶۷ مجموعه تصاویر و داده‌های مفصلی درباره نیمه پنهان ماه جمع آوری کردند. اما سرانجام نیم قرن پس از فتح ماه، اوایل سال میلادی جاری کاوشگر چانگی-۴ سازمان فضایی چین موفق شد روی نیمه پنهان ماه فرود بیاید، آن هم درست داخل دهانه برخوردی عظیم آیتکن. چانگی-۴ در واقع از دو بخش تشکیل شده که شامل یک سطح نشین و یک ماه نورد می‌شود. داده‌هایی که ماه نورد ماموریت چانگی-۴ به تازگی ارسال کرده حکایت از آن دارد که گمانه زنی‌های پیشین دانشمندان درباره این دهانه درست بود و دست کم تکه‌هایی از جبه فوقانی ماه در این دهانه وجود دارد.
جبه اسرارآمیز
ماه نورد ماموریت چانگی-۴ موسوم به «یوتو-۲» مجهز به دستگاه طیف سنج نور مرئی و نزدیک به فروسرخ است و می‌تواند ترکیبات خاک را در محل آزمایش کند. داده‌های به دست آمده از کاوش‌های اخیر یوتو-۲ به کمک این تجهیزات طیف سنجی نشان می‌دهد در خاک دهانه آیتکن سطوح بالایی از پیروکسین و الیوین با غلظت کلسیم بالا وجود دارد. این دو ماده معدنی در بسیاری از سنگ‌های آذرین و دگرگونی یافت می‌شود و دانشمندان از مدت‌ها پیش تصور می‌کردند جبه ماه نیز باید از همین مواد ساخته شده باشد. با این حال یافتن الیوین که در جبه زمین نیز بسیار فراوان است، در سطح ماه کار بسیار دشواری بوده است. نتایج یافته‌های اخیر پژوهشگران چینی به سرپرستی چانلای لی (C.Li) از رصدخانه اخترشناختی ملی در آکادمی علوم چین، در شماره ۱۵ مه ژورنال نیچر منتشر شد. به گفته پاتریک پینت (P.Pinet)، دانشمند علوم سیاره‌ای در موسسه پژوهشی اخترفیزیک و سیاره شناسی در فرانسه، «نتایج لی و همکارانش بسیار هیجان انگیز است و می‌تواند مفاهیم ضمنی چشمگیری برای تعیین ترکیب جبه فوقانی ماه داشته باشد.»
دانشمندان علوم سیاره‌ای بر این باورند که پیدایش ماه نتیجه جدا شدن مقادیر بسیار عظیمی از مواد زمین اولیه در خلال یک برخورد غول آسا در روز‌های پرآشوب منظومه شمسی است. در نخستین روز‌های پیدایش ماه، اقیانوسی از ماگمای مذاب کل سطح این قمر را فرا گرفته بود. در آن اقیانوس تفتان، مواد معدنی بر اساس چگالی شان مرتب شدند، به طوری که پلاژیوکلاز‌های سبک‌تر بالا آمدند و در سطح قرار گرفتند و سایر مواد معدنی سرشار از آهن و منیزیم پایین رفتند و در جبه قرار گرفتند.
پینت معتقد است پی بردن به این فرایند در ماه از این نظر اهمیت دارد که ماه نیز همان ساختار سه لایه (پوسته، جبه و هسته) زمین را دارد، اما بدون پیچیدگی‌های ناشی از صفحه‌های زمین ساختی که فقط در زمین هست. به گفته او «به همین علت است که این یافته‌ها می‌تواند برای درک تکامل ساختار درونی سیاره ما بسیار ارزشمند باشد. اما بدون در اختیار داشتن شواهد مستقیم از ترکیب جبه ماه، دستیابی به چنین درکی بسیار دشوار خواهد بود.»
سطح نشین چانگی-۴ می‌تواند شرایط بازی را به کلی تغییر دهد. سوم ژانویه ۲۰۱۹ این سطح نشین در حوضه قطب جنوب-آیتکن فرود آمد. این دهانه عظیم خودش مملو از دهانه برخوردی کوچکتر است. پژوهشگران معتقدند برخوردی که این حوضه را پدید آورد به حدی قدرتمند بود که تا عمق جبه ماه نفوذ کرد و مقداری از مواد معدنی آن را به سطح آورد.
نتایج اولیه به دست آمده از داده‌های دستگاه طیف سنج نور مرئی و نزدیک به فروسرخ نشان می‌دهد که آن برخورد غول آسا در واقع چنین کاری را انجام داده است. این ابزار با تابیدن باریکه‌های نور در قسمت مرئی و نزدیک به فروسرخ طیف و جمع آوری داده‌های مربوط طول موج‌های نوری که از خاک بازتابیده می‌شود، مواد معدنی داخل خاک را آنالیز می‌کند. سپس با مقایسه این داده‌ها با بازتابندگی کانی‌های شناخته شده و یافتن مطابقت‌ها می‌توان معلوم کرد که چه ترکیباتی در خاک وجود دارند.
ماه نورد یوتو-۲ در یک دهانه کوچکتر موسوم به «فون کارمان» که داخل حوضه قطب جنوب-آیتکن قرار دارد، سنگ‌های غنی از آهن و منیزیم کشف کرد که به محض وقوع برخورد از این دهانه پرتاب شده بودند. در این سنگ ها، علاوه بر الیوین و پیروکسین کم-کلسیم، مقدار بسیار کمی پیروکسین با کلسیم بالا هم وجود داشت که علی القاعده نباید در سطح ماه یافت شود.
پژوهشگران چینی در مقاله اخیرشان می‌نویسند: «این ترکیب احتمالا می‌تواند نمایانگر مواد ته نشین شده جبه ماه باشد.» با این حال پینت معتقد است برای تایید این نتایج اولیه باید کاوش‌های بیشتری انجام و نمونه‌های بیشتری از سنگ جمع آوری شود. لی و همکارانش در گام بعدی می‌خواهند چگونگی توزیع این الیوین‌های تازه کشف شده را بررسی کنند تا به درک بهتری از زمین شناسی مواد احتمالی جبه ماه پی ببرند.
کاوش در نیمه پنهان ماه
وقتی کاوشگر لونا ۳ اتحاد جماهیر شوروی در سال ۱۹۵۹ برای نخستین بار تصاویر نیمه پنهان را به زمین ارسال کرد، تفاوت‌های پرسش برانگیز آن با نیمه پیدای ماه معلوم شد. در نیمه پنهان دهانه‌های برخوردی به مراتب بیشتری وجود دارد و به نظر می‌رسد که تقریبا خالی از دریا‌های متشکل از مواد مذاب سردشده باشد. این دریا‌های جامد پهنه‌هایی وسیع موسوم به «ماریا» هستند که بر سطح نیمه پیدای ماه نقش بسته اند و از زمین به شکل لکه‌های تیره رنگ دیده می‌شوند. دانشمندان معتقدند پس از هجوم بی امان سیارک‌ها به سطح ماه در خلال تاریخ باستان منظومه شمسی، جریان‌های عظیم گدازه‌های آتشفشانی در نیمه پیدای ماه بیشتر دهانه‌های برخوردی را پر کرد و امروز دیگر اثر چندانی از آن‌ها باقی نمانده است.
اما در نیمه پنهان ماه، فوران‌های بسیار کمتری رخ داد و در نتیجه دهانه‌های برخوردی آن نیمه به صورت شواهد باستانی دست نخورده باقی مانده اند. قدیمی ترین، عمیق‌ترین و بزرگ‌ترین دهانه برخوردی در نیمه پنهان ماه همان جایی است که کاوشگر چانگی-۴ فرود آمده است. آزمایش ترکیب خاک این منطقه می‌تواند گستره نظریه‌های بسیار متفاوتی را که تاکنون درباره چگونگی شکل گیری ماه و سرآغاز‌های منظومه شمسی مطرح شده است محدود کند. این ماموریت علاوه بر این، نخستین رصد‌های اخترشناختی از نیمه پنهان ماه را نیز انجام خواهد داد که به نظر می‌رسد جای بسیار جذاب و بی همتایی برای پایش آن دسته از امواج رادیویی باشد که از اعماق فضا می‌آیند. اخترشناسانی که در تلسکوپ‌های رادیویی مستقر در زمین کار می‌کنند، همواره مجبورند با تداخل الکترومغناطیسی ناشی از فعالیت‌های انسانی سروکله بزنند. اما نیمه پنهان ماه از این همهمه سیگنالی مصون است و به همین علت آنجا بسیار راحت‌تر می‌توان ردپا‌های رادیویی بسیار ضعیف به جامانده از مه بانگ را شناسایی و دریافت کرد.
این ردپا‌هایی که در سرتاسر کیهان به جا مانده، می‌تواند به روشن شدن این مسئله بسیار بغرنج در کیهان شناسی کمک کند که چگونه جهان در نخستین تریلیونیم ثانیه پس از مه بانگ دستخوش تورمی شده است که ظاهرا با سرعتی غیرقابل تصور رخ داده است. چانگی-۴ همچنین می‌تواند به هموار کردن مسیر بلندپروازی‌های چین در ماموریت‌های فضایی سرنشین دار نیز کمک کند. چانگی-۴ ماموریتی است که خیلی‌ها امیدوارند بتواند منشأ آب در ماه را توضیح دهد. یک نظریه برای توضیح فراوانی غیرعادی آب در خاک ماه این است که این آب در واقع به واسطه واکنش‌های میان باد خورشیدی (جریانی از ذرات باردار از جمله هیدروژن) و مواد معدنی حاوی اکسیژن در خاک ماه تولید شده است. پژوهشگران مدت هاست تلاش می‌کنند این فرآیند را در آزمایشگاه بازتولید کنند، اما انجام دقیق و درست آن کار بی نهایت دشواری است. به نظر می‌رسد تنها راهش این است که به سطح ماه برویم و ببینیم آنجا چه خبر است. محل فرود چانگی-۴ برای بررسی این فرآیند کاملا ایده آل است.
دستاوردهای چین در فضا
چین از سال ۲۰۰۷ تاکنون سه ماموریت به سوی ماه اعزام کرده است. نخستین ماموریت قمری آن‌ها با عنوان چانگی ۱ در اکتبر ۲۰۰۷ در مدار ماه قرار گرفت و در سال ۲۰۱۳ نیز یک ماه نورد را با موفقیت فرود آوردند. آخرین یورش قمری چینی‌ها در نخستین ساعت‌های ۸ دسامبر ۲۰۱۸ و زمانی آغاز شد که فضاپیمای چانگی-۴ بر فراز موشک ماهواره بر March-۳ B. از مرکز پرتاب ماهواره شیچانگ در استان سیچوان در جنوب غربی چین پرتاب شد. چانگی-۴ که از یک سطح نشین و یک ماه نورد تشکیل شده است، سوم ژانویه امسال با موفقیت توانست به عنوان نخستین سفیر زمین در نیمه پنهان ماه فرود بیاید.
درست مثل آمریکا و روسیه، جمهوری خلق چین نیز نخستین بار در خلال توسعه برنامه موشک‌های بالستیک اش در دهه ۱۹۵۰ درگیر فعالیت‌های فضایی شد. با اینکه آن‌ها از برخی کمک‌های اتحاد جماهیر شوروی بهره‌مند شدند، اما برنامه فضایی شان را عمدتا به اتکای خودشان توسعه دادند. در ادامه همه چیز به خوبی پیش نرفت و در واقع سیاست «جهش بزرگ به پیش» مائو تسه تونگ و انقلاب فرهنگی چین روند این برنامه‌های اولیه را مختل کرد.
چینی‌ها نخستین ماهواره شان را در سال ۱۹۷۰ پرتاب کردند. به دنبال آن، برنامه نخستین پرواز فضایی سرنشین دار به تاخیر افتاد تا تمرکزشان بر کاربرد‌های ماهواره‌های تجاری باشد. در سال ۱۹۷۸، دنگ ژیائوپینگ در تبیین سیاست فضایی چین به وضوح بر این نکته تاکید کرد که چین به عنوان یک کشور درحال توسعه درگیر یک مسابقه فضایی نخواهد شد. در عوض، کوشش‌های فضایی چین بر ادوات پرتاب و ماهواره‌های مختلف از جمله مخابراتی، حسگر‌های از راه دور و هواشناسی متمرکز شد. البته این سیاست به هیچ وجه به این معنی نیست که چینی‌ها از قابلیت فعالیت‌های فضایی در تولید قدرت در عرصه بین المللی غافل بودند. در سال ۱۹۹۲، آن‌ها به این نتیجه رسیدند که داشتن یک ایستگاه فضایی می‌تواند یک ژست بزرگ و مایه اعتبار جهانی باشد.
به همین علت، یک برنامه پرواز فضایی سرنشین دار را در پیش گرفتند که منجر به توسعه فضاپیمای شنژو بر اساس فناوری سویوز روسیه شد. یانگ لیوه، نخستین فضانورد چینی، در سال ۲۰۰۳ راهی فضا شد و ۶ ماموریت شنژو در مجموع ۱۲ فضانورد چینی را به مدار پایین زمین برد که میان آن‌ها دو فضانورد نیز به نخستین ایستگاه فضایی چین موسوم به تیانگونگ ۱ اعزام شدند. برنامه‌های آینده چین در این زمینه یک ایستگاه فضایی، پایگاه قمری و ماموریت‌های احتمالی برای برگرداندن نمونه از مریخ به زمین را شامل می‌شود.