۷ ماموریت مهم فضایی ۲۰۲۱ (+تصاویر)

با وجود این اعزام سه فضاپیما به‌سوی مریخ، نمونه‌ برداری از سیارک‌ها، کاوش خورشید از نزدیک، پیشرفت‌ های چشمگیر در ساخت موشک‌ های چندبار مصرف و ارزان‌قیمت و اعزام چند ماموریت موفقیت‌آمیز دیگر موجب می‌شود به پیشرفت صنعت فضایی در سال ۲۰۲۱ نیز خوشبین باشیم.

نگاهی به تقویم کاری سازمان‌های فضایی مختلف جهان از در پیش بودن ماموریت‌های بسیار جذابی خبر می‌دهد که در ادامه مهم‌ترین موارد آنها را بررسی می‌کنیم.

دیدار با تروجان‌های مشتری در ماموریت لوسی

در ماموریت لوسی قرار است یک فضاپیما از نزدیکی هفت سیارک در مدت ۱۲ سال عبور کند. اولین سیارکی که در این ماموریت مورد بررسی قرار می‌گیرد عضوی از کمربند اصلی سیارک‌ها‌ست.

از این سیارک به‌عنوان مرحله آزمایشی فضاپیما پیش از رسیدنش به تروجان‌های مشتری استفاده می‌شود.

سیارک‌های تروجان که جمعیتی جالب، از اجرام باقی مانده از فرآیند شکل‌گیری سیاره‌های منظومه شمسی هستند به علت گرانش در زاویه ۶۰ درجه‌ای خط واصل سیاره مشتری و خورشید قرار گرفته‌اند.

این سیارک‌ها اجرامی هستند که در راه پیوستن به مشتری و زحل در این نقاط گرانشی به دام افتاده‌اند و چون برخلاف سیاره‌های منظومه شمسی طی فرآیندهای شکل‌گیری سیاره‌ها تغییر نکرده‌اند، اطلاعات بسیاری در مورد شرایط فیزیکی و نحوه شکل‌گیری و حرکت سیارات در خود پنهان کرده‌اند.

سیارک‌های تروجانی در دو جمعیت پیش و پس از مشتری قرار دارند. این فضاپیما در مدار اول به سمت جمعیت پیشین می‌رود و به چهار سیارک در این جمعیت نزدیک می‌شود و پس از آن گردشی به دور زمین خواهد داشت که آن را به سمت جمعیت دیگر تروجان‌ها یعنی جمعیت پسین هدایت می‌کند؛ جایی که یک سیارک دوتایی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

در ماموریت لوسی تنوع، اندازه، رنگ و ترکیبات این سیارک‌ها ثبت خواهد شد و برای اولین‌بار جزئیات بسیاری از سطح این سیارک‌ها آشکار می‌شود.

نام این ماموریت برگرفته از فسیلی به اسم لوسی است که در سال ۱۳۴۹ کشف آن فهم ما را نسبت به تکامل نوع بشر تغییر داد.

دانشمندان امیدوارند ماموریت لوسی نیز نگاه ما نسبت به چگونگی تکامل منظومه شمسی را تغییر دهد. این فضاپیما در تاریخی بین مهر تا آبان۱۴۰۰/ اکتبر و نوامبر۲۰۲۱ به فضا پرتاب خواهد شد.

اولین قدم در بازگشت به ماه با آرتمیس-۱

طی ماموریت آرتمیس-۱ که اولین گام در مسیر بازگشت دوباره انسان به ماه محسوب می‌شود، ناسا به آزمایش کپسول اوریون (Orion) خواهد پرداخت.

این کپسول که نخستین‌بار سال۱۳۹۳/ ۲۰۱۴ آزمایش شده بود امسال برای اولین‌بار به ورای مدار زمین پرتاب می‌شود.

اوریون در این سفر فضایی قرار است بدون سرنشین به سطح ماه برود و سالم به زمین بازگردد. طی این ماموریت ۲۵ روزه، سامانه پشتیبانی حیات، سخت‌افزار و نرم‌افزار این کپسول آزمایش می‌شود.

همچنین دو پیکره مصنوعی انسان که دارای حسگرهای سنجش تابش هستند در صندلی‌های این کپسول تعبیه شده‌اند تا میزان برخورد اشعه‌های کیهانی به سرنشینان را در چنین سفرهایی ثبت کنند.

به‌علاوه در جریان ماموریت آرتمیس-۱ شاهد آغاز به کار پرتابگر اس‌ال‌اس ناسا (Space Launch System) خواهیم بود.

ساخت کپسول اوریون و این پرتابگر -که به ادعای ناسا قوی‌ترین پرتابگر جهان در نوع خود است- با تاخیرهای بسیاری روبه‌رو شده است اما باید گفت اگر برنامه‌ها طبق انتظار پیش برود شاهد یک پرتاب فوق‌العاده در اواخر سال ۲۰۲۱ میلادی خواهیم بود.

گردشگری فضایی با نیوشپرد و نیوگلن

شرکت بلو اوریجین به رهبری جف بزوس دو ماموریت را برای سال میلادی جدید در نظر دارد. این شرکت قصد دارد با فضاپیمای جدید خود به نام نیوشپرد (New Shepard) افراد را به پروازهای زیر مداری بفرستد.

نیوشپرد تا‌کنون ۱۳ بار آزمایش شده و هر بار بوستر آن در فرودها، قابلیت استفاده دوباره خود را اثبات کرده است.

بلو اوریجین قصد دارد از نیوشپرد برای اعزام افراد به پروازهای زیرمداری چند‌دقیقه‌ای با هدف گردشگری فضایی استفاده کند.

ماموریت بزرگ‌تر این شرکت، آزمایش پرتابگر نیوگلن (New Glenn) است که به افتخار فضانورد پیشگام آمریکایی، جان‌گلن نامگذاری شده است.

این پرتابگر نیز مانند نیوشپرد چند بار قابل استفاده خواهد بود و برای ارسال انسان و محموله‌های مختلف به مدار زمین و فراتر از آن طراحی شده است.

هنوز چیزی از سخت‌افزار آن دیده نشده است اما ظاهرا این پرتابگر حتی از فالکون‌هوی شرکت اسپیس‌ایکس هم قدرتمندتر است. بلو اورجین امیدوار است تا پیش از پایان سال ۲۰۲۱ میلادی بتواند نیوگلن را آزمایش کند.

پیشدستی ناسا برای نجات از برخوردهای سیارکی

طرح فضایی دیگر ناسا برای سال ۲۰۲۱ میلادی، ماموریت تغییر مسیر سیارک دوتایی یا به اختصار دارت (DART) است.

«دارت» ماموریتی با هدف دفاع از سیاره زمین برای جلوگیری از برخوردهای احتمالی خطرناک سیارک‌ها با سیاره زمین است.

در حال حاضر خطری زمین را به‌طور ویژه تهدید نمی‌کند اما دانشمندان ناسا با ماموریت‌هایی از این قبیل خود را برای برخوردهای احتمالی در آینده آماده می‌کنند.

«دارت» اولین آزمایش روش اصابتگر جنبش برای تغییر مسیر حرکت یک سیارک در فضا خواهد بود. سیارک دوتایی دیدیموس (Didymos) که در نزدیکی زمین قرار دارد هدف اصلی این ماموریت است زیرا بیشتر سیارک‌هایی که می‌توانند برای زمین خطرساز شوند از این نوع هستند.

پهنای قطعه اصلی سیارک دوتایی دیداموس تقریبا ۷۸۰ متر است و قمر آن دیمورفس (Dimorphs) که جزء دیگر این منظومه دوتایی به حساب می‌آید حدود ۱۶۰ متر پهنا دارد.

در این ماموریت قرار است فضاپیمای دارت با سرعت تقریبی ۶/۶ کیلومتر بر ثانیه با دیمورفس یعنی جزء کوچک‌تر این سیارک دوتایی برخورد کند.

این برخورد با هدایت‌های دوربین داخلی و نرم‌افزار پیچیده ناوبری این فضاپیما صورت خواهد گرفت. در نتیجه این برخورد، سرعت حرکت دیمورفس در مدارش به دور سیارک اصلی به اندازه کمتر از یک ‌درصد تغییر خواهد کرد.

گرچه این عدد کوچک به‌نظر می‌رسد اما باعث تغییر چند دقیقه‌ای دوره مداری این قمر خواهد شد؛ به‌طوری‌که اگر روزی برخورد سیارکی زمین را تهدید کند به کمک این روش بتوان مسیر آن را منحرف کرد.

دارت از پایگاه نیروی هوایی وندنبرگ کالیفرنیا با موشک فالکون- ۹ شرکت اسپیس‌ایکس به فضا پرتاب می‌شود و پس از جدایی از موشک بعد از یک سال پرواز به مقصد خود یعنی سیارک دوتایی دیدیموس در ۱۱ میلیون کیلومتری زمین خواهد رسید؛ سپس تکانه وارده بر قمر سیارک به کمک تلسکوپ‌های مستقر در زمین و رادارهای سیاره‌ای اندازه‌گیری خواهد شد.

این ماموریت در حال حاضر تحت نظارت برنامه منظومه شمسی ناسا و با هدایت ای‌پی‌ال (سرواژه
Applied Physical Laboratory به معنی آزمایشگاه فیزیکی کاربردی) در حال پیگیری است. بازه زمانی پرتاب این فضاپیما از حدود مرداد ۱۴۰۰/ اواخر جولای ۲۰۲۱ آغاز می‌شود.

پایان انتظار چند ساله برای پرتاب تلسکوپ فضایی جیم‌زوب

تلسکوپ فضایی جیمزوب با هزینه ۱۰ میلیارد دلاری بی‌اغراق پیچیده‌ترین و چالش‌برانگیزترین تلسکوپ فضایی ساخته شده تا به امروز است.

این تلسکوپ که به‌دلیل پیچیدگی‌های فنی تاریخ پرتاب اولیه خود که سال ۱۳۸۶ شمسی/ ۲۰۰۷ میلادی بود را از دست داد و فعلا طبق برنامه قرار است در ۹ آبان ۱۴۰۰‌/ ۳۱ اکتبر ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شود.

جیمزوب با آینه‌ای به پهنای ۶/۵ متر توان جمع‌آوری نور بسیار بیشتری نسبت به آینه اصلی ۲۴۰ سانتی‌متری تلسکوپ فضایی هابل دارد که فعلا بزرگ‌ترین تلسکوپ فضایی مشغول کار است.

تلسکوپ فضایی جیمزوب که به دوربین‌های مختلف فروسرخ مجهز است در دمای بسیار پایین قابلیت کار دارد. منظور از دمای پایین، دمایی نزدیک به دمای سطح سیاره کوتوله پلوتو یعنی حدود منفی۲۲۰ درجه سانتی‌گراد است.

جیمز‌وب به پنج لایه روکش خورشیدی مجهز شده که بزرگی هر یک از آنها به اندازه یک زمین تنیس است. این روکش‌ها تجهیزات تلسکوپ را از پرتوهای تابیده‌ شده از خورشید، زمین و ماه مصون می‌دارد.

این سازه غول‌آسا به جست‌وجوی دورترین کهکشان‌های جهان خواهد رفت؛ کهکشان‌هایی بیش از ۱۳ میلیارد سال پیش یعنی حدود ۳۰۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ بیگ بنگ به‌وجود آمده‌اند و نگاه به آنها در واقع نگاه به گذشته عالم است.

دانشمندان امیدوارند بتوانند پاسخ بسیاری از پرسش‌های اساسی خود را به کمک داده‌های حاصل از رصد این کهکشان‌ها پیدا کنند.

سؤالاتی از قبیل چگونگی شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها و نحوه شکل‌گیری ستاره‌ها از مراحل اولیه تا ساخته شدن منظومه‌های سیاره‌ای.

از دیگر اهداف این پروژه اندازه‌گیری خواص فیزیکی و شیمیایی منظومه‌های سیاره‌ای از جمله منظومه شمسی خودمان و همچنین بررسی احتمال وجود حیات در دیگر منظومه‌هاست.

ارسال چنین سازه غول‌پیکری به فضا از چالش‌های مهندسی تلسکوپ جیمزوب بوده است. در حالت آماده به کار، این تلسکوپ بزرگ‌تر از آن است که در موشکی جا بگیرد.

به‌همین دلیل سازندگان آن را طوری طراحی کرده‌اند که مانند کاغذ اوریگامی تا می‌شود. به‌کمک این راه‌حل، آینه این تلسکوپ در موشک آرین۵ آژانس فضایی اروپا (ECA arian۵) جاگذاری خواهد شد.

پس از پرتاب، ۱۸ قطعه آینه تلسکوپ که روکش نازکی از طلا دارد به کمک موتورهایی که در پشت هر قطعه شش‌ضلعی آن قرار گرفته‌است در کنار یکدیگر قرار می‌گیرد.

فرآیند باز شدن آینه تلسکوپ و هم‌راستا شدن قطعات این آینه ۷۰۵ کیلوگرمی حدود سه هفته طول خواهد کشید و بعد از آن‌که به اندازه کافی سرد شد، تلسکوپ فضایی جیمز‌وب ماموریت هیجان‌انگیز خود را آغاز خواهد کرد.

باید منتظر ماند و دید این شاهکار مهندسی که حاصل همکاری هزاران متخصص از آمریکا، کانادا و اروپاست چگونه دانسته‌های امروز ما را به چالش خواهد کشید و از رموز و زیبایی‌های دوردست‌های عالم پرده‌برداری خواهد کرد.

ادامه بلندپروازی‌های اسپیس ایکس

سال گذشته میلادی برای اسپیس ایکس با اعزام فضانوردان به ایستگاه فضایی بین‌المللی از خاک آمریکا بی‌شک سال فوق‌العاده‌ای بود.

این شرکت امسال هم این پرتاب‌ها را طی ماموریت کرو-۲ (Crew-۲) در بهار و سپس کرو-۳ (Crew-۳)
در پاییز سال۲۰۲۱ پیگیری خواهد کرد.

ایلان ماسک، مالک نام‌آشنای این شرکت که حالا ثروتمندترین مرد جهان نیز شده است همچنین قصد دارد در اواخر سال، چهار فضانورد شرکت آکسیوم اسپیس (Axiomspace) -که یک شرکت خصوصی- است را با کپسول دراگون به ایستگاه فضایی بین‌المللی ببرد. این اولین ماموریت کاملا خصوصی سرنشین‌دار در سطح مدار ایستگاه فضایی خواهد بود.

بویینگ برای دومین‌بار استارلاینر را آزمایش می‌کند

کپسول‌های دراگون شرکت اسپیس ایکس که سال گذشته فضانوردان را به ایستگاه فضایی بین‌المللی بردند تنها وسیله‌ای نیست که ناسا امیدوار است از آن برای اعزام فضانوردان به ماه و مریخ استفاده کند.

اکنون شرکت بويینگ هم در حال ساخت وسیله‌ای به همین منظور است که استارلاینر (Starliner) نام دارد.

استارلاینر سال گذشته ماموریت بدون‌سرنشینی به ایستگاه فضایی بین‌المللی داشت که به‌دلیل خطاهای نرم‌افزاری بسیار با شکست رو‌به‌رو شد اما شرکت بويینگ بار دیگر این ماموریت را پس از اصلاح کامل و دقیق نرم‌افزار استارلاینر ۹ فروردین ۱۴۰۰ / ۲۹ مارس ۲۰۲۱ آزمایش خواهد کرد.

اگر استارلاینر این مرحله آزمایشی را بدون مشکل پشت‌سر بگذارد، پیش‌بینی می‌شود اواخر سال آینده میلادی کپسول استارلاینر بويینگ، فضانوردان را به ایستگاه فضایی بین‌المللی اعزام کند.

منابع: nasa.gov ، Space ، Technology Review و Washington Post

سمیرا کیان پور - دانش / روزنامه جام جم