ماموریت تاریخ‌ ساز

پرتابگر فالکون هِوی (Heavy Falcon به معنای موشک سنگین) حدود ساعت 15 دقیقه بامداد چهارشنبه 18بهمن به وقت ایران (4 بعد‌از‌ظهر ششم فوریه به وقت محلی) از پایگاه فضایی کندی به مدار زمین پرتاب شد تا لحظه‌ای تاریخی را در ماموریت‌های فضایی رقم زند.

این ماموریت موفقیت‌آمیزبار دیگر ثابت کرد بشر برای رفتن به خارج از سیاره زمین، قدرتمندتر شده است و پس از این می‌توان به مسیرهای تازه‌ای در فضای بیکران دست یافت.

دروازه‌ای برای ورود به فضای دوردست

پرتابگر فالکون هِوی بزرگ‌ترین و قوی‌ترین وسیله حمل‌ونقل فضایی ساخته دست بشر بعد از پرتابگر
ساترن 5 (Saturn5) ناسا است که تاکنون به فضا فرستاده شده است. این پرتابگر 70متری علاوه بر داشتن یک پرتاب قابل‌بازگشت تقریبا موفقیت‌آمیز، توانست محموله شبیه‌ساز خودروی الکتریکی تسلا رودستر را به مدار بیضی شکل به دور خورشید بفرستد.

در این ماموریت دو بخش جانبی پرتابگر فالکون هِوی هم بعد از پرتاب موفق به زمین بازگشت و بخش اصلی موفق به بازگشت نشد. این در حالی است که پیش از ماموریت قرار بود در مسیر بازگشت، هسته اصلی پرتابگر روی سکوی رباتیک شناور اسپیس ایکس روی سطح اقیانوس و دو بخش جانبی نیز روی زمین فرود آید.

با پرواز موفق این پرتابگر،دروازه جدیدی در کسب و کار شرکت اسپیس ایکس (SpaceX) گشوده می‌شود و احتمالا سازمان فضایی آمریکا (ناسا) هم از توانایی‌های جدید این گروه بیشتر استقبال می‌کند. بعد از این فالکون هِوی می‌تواند محموله‌های سنگین فرای مدار زمین را به مقصدهای مختلف خارج از سیاره زمین بفرستد. محموله‌هایی که می‌تواند ماهواره‌های مداری، تلسکوپ‌های فضایی بزرگ، قسمتی از سکونتگاه‌های فضایی و حتی انسان باشد.

فالکون هِوی در واقع ترکیبی از سه پرتابگر فالکون 9 و پرتابگری سه هسته‌ای است که در مجموع 27 موتور دارد. در این ماموریت قرار بود هر سه بخش پرتابگر، بعد از پرتاب به زمین باز گردد. دو پرتابگر جانبی دقایقی بعد از پرتاب با موفقیت به جایگاه دقیق فرود خود روی زمین بازگشتند. اما پرتابگر اصلی هیچ‌گاه به سکوی شناوری که قرار بود محل فرود این قسمت پرتابگر باشد، بازنگشت.

گرچه این ماموریت به‌طور کامل موفقیت‌آمیز انجام نشد، با وجود این اسپیس‌ایکس یک قدم به برنامه پرتاب محموله‌های سنگین به مدار مریخ نزدیک‌تر شد. احتمالا در مدت کوتاهی بعد از رفع مشکلات پیش‌آمده در این پروژه، اسپیس‌ایکس برنامه خود را برای ماموریت‌های چالشی به مریخ
آغاز خواهد کرد.

انقلاب در الگوهای حمل‌ونقل، از زمین تا آسمان

بامداد روز چهارشنبه 18بهمن به وقت ایران، با جمع شدن سه فالکون کنار یکدیگر، الگوی سفر به اعماق فضا تغییر کرد و بعد از این می توان به سفرهای کم هزینه تر به اعماق فضا فکر کرد.

آیدین محمدی، کارشناس ارشد دینامیک پرواز و از کارشناسان سابق سازمان فضایی ایران، درباره ایده‌های جدید ماسک که نه‌تنها فضا، بلکه فناوری‌های دیگر روی زمین را تحت‌تاثیر قرار داده است، به جام جم می‌گوید: در واقع ایلان‌ماسک در حال تغییر الگوهای حمل‌و‌نقل است. طراحی خودروی الکتریکی تسلا برای حمل‌و‌نقل زمینی، پروژه‌ هایپرلوپ برای تغییر الگوی حمل‌و‌نقل ریلی و شرکت اسپیس‌‌ایکس و پرتاب موشک‌های قابل‌بازیابی به‌منظور تغییر الگوی حمل‌ونقل فضایی، نمونه‌های موفقی از تلاش ماسک برای این الگوهاست.

این کارشناس دینامیک پرواز درباره خودروی تسلا که همراه این پرتابگر از جو زمین خارج شد، ادامه می‌دهد: محموله‌ای مثل خودروی تسلا که دیروز به‌صورت نمادین داخل این پرتابگر قرار گرفت، نشان از امکان ارسال محموله به دوردست‌های فضا را دارد. این خودرو در مداری قرار گرفت که از مدار مریخ می‌گذرد و به کمربند اصلی سیارک‌ها می‌رسد. معمولا هنگام تست پرتابگرها محموله‌ای برای تست داخل آن قرار می‌دهند تا توان پرتابگر برای فرستادن محموله به سطح انرژی مورد نظر را آزمایش کنند. ایلان‌ماسک برای این تست یکی از محصولات شرکت دیگر خود را انتخاب کرد و به نوعی تبلیغی برای دیگر ایده‌هایش انجام داد. البته این خودرو با وجود برقی بودن، امکان انجام هیچ عملکردی در فضا ندارد و فقط به شکل نمادین از مدار زمین خارج و وارد مدار مریخ می‌شود.

وی افزود: خودروی الکتریکی تسلا از مدار مریخ عبور کرده و تا مدار سیارکی پیش می‌رود و بعد از آن برای همیشه در یک مدار بیضی‌شکل به دور خورشید می‌گردد. از این به بعد کنترلی روی این خودرو نیست و قرار نیست ماموریت خاصی انجام دهد. هدف از ارسال این خودرو به مدار گردش به دور خورشید نشان دادن توانایی ارسال محموله به این سطح انرژی است. مداری که این خودرو به آن تزریق شده از سطح انرژی مدار مریخ هم بالاتر است و با این سطح انرژی براحتی می‌توان به مدار مریخ رسید.

فالکون هِوی، مرزهای سفر به فضا را جابه‌جا کرد!

پرتابگر فالکون هِوی قدرتی برابر 18بوئینگ 747 دارد و با اتکا به چنین قدرتی می‌تواند سیستم سفر به مریخ را نسبت به آنچه امروز برای آن برنامه‌ریزی شده به‌کلی تغییر دهد. گرچه برای پرتاب این خودروی صدهزاردلاری دلیل علمی و هدف فناورانه خاصی وجود نداشت، اما نشان از موفقیت یک ایده نو و تضمین آینده‌ای روشن برای چشم‌انداز فضاست.

آیدین محمدی اهمیت انجام این ماموریت مهم را ورود شرکت‌های خصوصی به حمل‌ونقل فضایی مطرح می‌کند و می‌گوید: بعد از آن که شرکت متعلق به خانم انوشه انصاری جایزه‌ای برای فعالیت شرکت‌های خصوصی در حوزه حمل‌ونقل فضایی درنظر گرفت، شرکت‌های خصوصی وارد این حوزه شدند. از نظر من بزرگ‌ترین اتفاق در این ماموریت این بود که در حال حاضر این یک شرکت خصوصی است که مرزهای سفر به اعماق فضا را جابه‌جا می‌کند. این شرکت می‌تواند هزینه سفرهای فضایی را به زیر هزار دلار برساند و بزرگ‌ترین پرتابگر ساخته دست بشر را به فضا فرستاده است.

نکته قابل توجه دیگر در این ماموریت، آینده‌ای است که برای ماموریت‌های فضایی رقم می‌زند. هنگامی که عکس باز آلدرین را در حال تماشای پرتاب این پرتابگر دیدم، به این فکر می‌کردم که او اکنون به پرتابگری نگاه می‌کند که قرار است فضانوردان چند نسل بعد از خود را به مریخ برساند. باز آلدرین دومین فضانوردی بود که قدم روی کره ماه گذاشت و این پرتاب را از همان سکوی پرتابی می‌دید که «آپولو» از آنجا به سمت ماه پرتاب شد.

ارزش اقتصادی این پرتاب

هزینه پایه ارسال پرتابگر فالکون 9 حدود 62 میلیون دلار است و ارسال فالکون هِوی نیز در نخستین برنامه اجرایی، حدود 90 میلیون دلار هزینه داشت. اگر ناسا به ساخت چنین پرتابگری تصمیم بگیرد، هزینه آن ممکن است بیش از ده برابر هزینه ساخت و پرتاب فالکون هِوی باشد بنابراین حداقل تا پنج سال دیگر امکان پرتاب چنین پرتابگری برای ناسا وجود ندارد ؛ چرا که پرتابگرهای فالکون امکان بازگشت مجدد به زمین و آماده‌سازی برای استفاده دوباره ندارند. بنابراین به نظر می‌رسد بهترین راه حل پیش روی ناسا برای بازگشت دوباره احتمالی به ماه یا سفر به مریخ استفاده از پرتابگرهای قدرتمند و کم هزینه فالکون باشد.

محمدی دلیل اصلی به صرفه بودن این پرتابگر را امکان بازیابی دوباره عنوان می‌کند و ادامه می‌دهد: بیش از 85 درصد هزینه یک پرتاب فضایی صرف سازه، موتور و پرتابگر است و درصد بسیار کمتری از هزینه‌ها صرف سوخت پرتابگرها می‌شود. اگر امکان استفاده از پرتابگرها برای بار دوم و سوم و بیشتر وجود داشته باشد، قیمت یک پرتاب فضایی بشدت پایین می‌آید. ادعای ایلان ماسک هم همین است که هزینه سفر به فضا را برای هر نفر به حدود هزار دلار برساند. در راستای همین هدف، طراحی و ساخت فالکون 9 انجام شد که می‌تواند به فضا پرتاب شود و دوباره روی زمین ‌فرود آید. این ماموریت تا به حال چند تست موفق و ناموفق داشته است و در مسیر کاهش هزینه سفرهای فضایی نقشی بزرگ داشته است. به این ترتیب با بازیابی پرتابگرها، بعد از هرپرتاب فقط هزینه سوخت باقی می‌ماند.

از طرف دیگر فالکون هِوی قابلیت حمل محموله‌های بسیار سنگین به مدار عبور از جاذبه زمین را دارد که در تاریخ حمل‌ونقل فضایی بی‌سابقه است. این پرتابگر به طرز اعجاب‌آوری قادر است یک هواپیمای بوئینگ 737 را با سوخت و خدمه و مسافران آن، در مدار زمین قرار دهد!

سفر خودروی برقی تسلا به مدار زمین

حمل خودروی الکتریکی تسلا رودستر (Roadster) در اولین ماموریت پرتابگر فالکون هِوی از تفاوت‌های اصلی این ماموریت با پرتاب‌های قبلی فالکون است. در این برنامه محموله حاوی خودروی آلبالویی رنگ تسلا با وزنی حدود 64 هزار کیلوگرم به سمت مدار مریخ فرستاده شد.

ایده ماسک برای این پرتاب همراه کردن مرحله سوم پرتابگر با محموله به سمت کمربند ون آلن (Van Allen) زمین بود. شش ساعت بعد از قرارگیری قسمت بالایی پرتابگر در این مدار، خودروی تسلا از پرتابگر جدا شد و به سمت مدار مریخ فرستاده شد. این خودرو بعد از گذشتن از مدار مریخ وارد مدار سیارکی شده و در مداری بیضی شکل به حرکت به دور خورشید ادامه خواهد داد.

اما این کار به این سادگی انجام نشد و با خطراتی همراه بود که ماموریت را دشوارتر می‌ساخت. مرحله سوم پرتابگر با نزدیک شدن به کمربند ون آلن در معرض اشعه رادیواکتیو و ذرات با انرژی بالا قرار گرفت. در این شرایط ممکن بود سوخت پرتابگر یخ زده و اکسیژن تبخیر شود. به این ترتیب سوخت مورد نیاز برای تامین انرژی و فرستادن محموله به سمت مریخ از دست می‌رفت و احتمالا محموله وارد جو زمین شده و می‌سوخت.

سه دوربین نصب شده روی این خودرو تصاویری شگفت‌انگیز و باورنکردنی از قرارگیری یک خودرو در مدار زمین و فراتر از آن را به تصویر کشیدند. اما بعد از این کنترلی روی این خودرو وجود ندارد و این موفقیت فقط راه را برای ماموریت‌های آینده هموار می‌سازد.

عصر جدید پرتابگرهای فضایی

کارشناسان اسپیس ایکس، فالکون هِوی را آغازی برای فرصت‌های جدید ماموریت‌های فضایی می‌دانند. از فرستادن دوباره انسان به ماه تا انجام ماموریت‌های رباتیک اکتشافی به اهداف دوردستی مثل انسلادوس، قمر سیاره زحل، قابلیت‌هایی است که برای فالکون هِوی قابل دسترس به نظر می‌رسد.

اسپیس ایکس بعد از موفق عمل کردن این پرتابگر، در سه تا شش ماه آینده ماموریت بعدی را آغاز خواهد کرد. به گفته این شرکت، بعد از موفقیت این ماموریت، برنامه بعدی فالکون هِوی فرستادن دو گردشگر فضایی که هنوز نام آنها مشخص نیست، به مدار ماه تا پایان سال 2018 میلادی است. از طرف دیگر شرکت بلو اوریجین (Blue Origin) که به‌عنوان رقیب اسپیس ایکس در برنامه پرتاب پرتابگرها به فضا شناخته می‌شود، در حال توسعه پرتابگر سنگین مشابه به نام نیوگلن (New Glenn) برای ارسال محموله به فضاست.

بلو اوریجین اعلام کرده در دهه 2020 میلادی ماموریت این پرتابگر آغاز خواهد شد، اما مشخص نیست تا آن زمان فالکون چند فضانورد را به فضا برده و بازگردانده باشد. با این حال همه این تلاش‌ها خبر ازآغاز عصری جدید در فضا دارد که غول‌های حمل‌ونقل فضایی به رقابت چالش‌برانگیز تازه‌ای وارد می‌کند.

آنچه پیش از پرتاب فالکون‌هِوی گذشت ...

پیش از پرتاب فالکون هِوی، بزرگ ترین موفقیت اسپیس ایکس در پرتابگرهای فالکون، به زمین باز گرداندن موفق فالکون 9 بود. فناوری فرود آوردن مرحله اول پرتابگرهایی که به مدار زمین ارسال می‌شوند، پیش از این استفاده نشده بود و ایلان ماسک، موسس شرکت اسپیس ایکس برای نخستین‌بار چنین پروژه‌ای را آغاز کرد. به این ترتیب او با نشان دادن عملیاتی بودن این پروژه، تحول بزرگی در حمل‌ونقل فضایی ایجاد کرد که باعث صرفه‌جویی قابل توجه در هزینه‌های پرتاب محموله‌ها به فضا می‌شود.

نخستین ایده ساخت و پرتاب این پرتابگر سال 2011 میلادی مطرح شد و ماسک در اواخر سال 2013 میلادی خبر از راه‌اندازی اولیه این پرتابگر داد. اکنون با گذشت چهار سال، این ماموریت با موفقیت انجام شده و رویای سفر انسان به مریخ را یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر کرده است.

سپیده شعرباف - دانش