بادبان نقره‌ای در اعماق فضا

هجدهم ماه می برابر با 28 اردیبهشت روز بزرگی برای صنایع فضایی جهان به شمار می‌آید. ژاپن که در سال‌های اخیر خود را به عنوان یک قدرت نوظهور در عرصه اکتشافات فضایی نشان داده است این بار دست به ماجراجویی بزرگی زده و نخستین فضاپیمای خورشیدی جهان را راهی مرزهای فضایی زمین و فراتر از آن می‌کند. قرار است این فضاپیما که بی‌شباهت به یک کایت بزرگ نیست از مرکز فضایی تانگاشیمای ژاپن راهی مدار زمین شود. تسودا یکی از کارشناسان سیستم‌های فضایی آژانس اکتشافات هوا ـ فضای ژاپن می‌گوید:‌ Ikaros یک قایق فضایی است که نیروی پیش‌رانش خود را از فشار ذرات نور خورشیدی به دست آمده از بادبانش دریافت می‌کند.

بادبان‌های این فضاپیما از انعطاف‌پذیری قابل توجهی برخوردارند و این همه به لطف نازکی خیره‌کننده آنهاست. مهندسان ژاپنی این بادبان‌ها را به قطر کمتر از موی انسان ساخته‌اند و در ساختار تشکیل‌دهنده آنها از سلول‌های خورشیدی نیز استفاده کرده‌اند. این سلول‌ها الکتریسیته لازم برای تولید ترکیب مورد نیاز فشار و الکتریسیته را تأمین می‌کنند. درحقیقت می‌توان این بخش را به عنوان برگ برنده ایده مهندسان ژاپنی به شمار آورد. نازک بودن این بادبان‌ها تأثیر قابل توجهی در کاهش وزن کلی این فضاپیما دارد.

فضاپیمایی که با تکیه بر انرژی خورشیدی راهی فضا می‌شود نیازی به سوخت دیگری ندارد. گذشته از آن با استفاده از الکتریسیته‌ای که از ذرات خورشیدی به دست می‌آید می‌توان حساب ویژه‌ای روی سیستم‌های مسیریاب در سراسر منظومه شمسی باز کرد. تا زمانی که خورشید وجود دارد و می‌سوزد می‌توان روی ایده‌هایی همچون این فضاپیمای خورشیدی کار کرد. این فضاپیما با هزینه‌ای درحدود 16 میلیون دلار طراحی و ساخته شده است و نخستین فضاپیما در جهان به شمار می‌آید که با استفاده از انرژی خورشیدی راهی اعماق فضا می‌شود.

البته در گذشته تلاش‌های مشابهی در این زمینه انجام شده است اما تمامی آنها نهایتا به مدار زمین رسیده‌اند اما Ikaros نخستین فضاپیمای خورشیدی جهان به شمار می‌آید که از مدار زمین نیز عبور کرده و به نقاط دوردست فضایی می‌رود. اما یکی از مهم‌ترین پرسش‌هایی که درخصوص این فضاپیما مطرح می‌شود به چگونه کنترل کردن مسیر حرکتی آن باز می‌گردد. به طور کلی هدایت دقیق یک فضاپیمای بدون سرنشین نیاز به یک سری محاسبات پیچیده دارد اما در خصوص این فضاپیما کار به مراتب دشوارتر است چون به دلیل آن‌که از سوخت‌های رایج فضایی استفاده نمی‌شود در زمینه استفاده از تجهیزات مختلف مسیریاب محدودیت‌هایی وجود دارد. مهندسان آژانس اکتشافات هوا ـ فضای ژاپن برای این منظور ایده‌های مختلفی را مورد بررسی قرار داده و در نهایت به این نتیجه رسیدند که با تغییر زاویه‌ای که میان بادبان‌های فضاپیما و پرتوهای خورشیدی ایجاد می‌شود می‌توان به‌راحتی مسیر حرکت فضاپیما را تحت کنترل درآورد.

Ikaros در زمان پرتاب همچون یک سیلندر فشرده عمودی شکل است اما پس از پرتاب بتدریج بادبان نقره‌ای 14 متری آن باز می‌شود تا فرآیند استفاده از پرتوهای خورشیدی آغاز شود. نام این فضاپیما اشاره به یکی از افسانه‌های قدیمی یونان دارد. پیکره مورد نظر در این افسانه در آسمان به پرواز در آمده و پس از آن‌که به خورشید نزدیک می‌شود در دریا فرو می‌رود. با این حال مهندسان آژانس اکتشافات هوا ـ فضای ژاپن می‌گویند قرار نیست این فضاپیما راهی خورشید شود بلکه درحالی که از آن دور می‌شود از انرژی پرتوهای آن نهایت استفاده را می‌برد.

راکتی که این فضاپیما را با خود به فضا می‌برد مأموریت دیگری نیز پیش روی دارد. این راکت حامل نخستین ماهواره ژاپن برای تحقیقات مربوط به سیاره ونوس نیز به شمار می‌آید. این ماهواره Akatsuki یا سیاره C نام دارد که پس از قرار گرفتن در مدار حرکتی از پیش تعیین شده همکاری نزدیکی با کاوشگر Venus Express خواهد داشت. این کاوشگر چندی پیش و از سوی آژانس فضایی اروپا راهی ونوس شد.

البته این پرتاب‌ها تنها بخشی از جاه‌طلبی‌های فضایی ژاپن به شمار می‌آیند. این کشور که رقابت تنگاتنگی با چین، هند و حتی کره جنوبی در زمینه فضا آغاز کرده است در سال‌های پیش روی پروژه‌های فضایی دیگری نیز دارد.

از سال‌ها پیش کمیته مخصوصی در این زمینه در دولت ژاپن تشکیل شده است. دانشمندانی که در این پروژه حضور دارند به دولت این کشور پیشنهاد داده‌اند طرحی را به تصویب برسانند که در آن روبات چرخداری ساخته شده و از آن برای اکتشافات گسترده در ماه استفاده شود. پیش‌بینی می‌شود در صورت تأیید نهایی این پروژه، روبات مورد نظر در مدت 5 سال ساخته شود. گذشته از آن ژاپن به دنبال آن است تا نخستین پایگاه خود را تا سال 2020 روی ماه احداث کند.

گفته می‌شود این پایگاه مقر استراتژیکی برای توسعه سیاست‌های فضایی چشم بادامی‌ها خواهد بود. بر اساس این طرح و با بهره‌گیری از روبات چرخدار یاد شده، نمونه‌برداری‌های دقیقی از سطح ماه صورت می‌گیرد. این نمونه‌برداری‌ها شامل جمع‌آوری اطلاعات گوناگون درخصوص ماه و سطح آن و ارسال آن به زمین خواهد بود.

این روبات در عین حال صفحات خورشیدی را نیز در سطح ماه برای تولید الکتریسیته از پرتوهای خورشیدی احداث خواهد کرد. البته پیش از این پیشنهاد شده بود روبات انسان نمای دوپایی برای این منظور به ماه ارسال شود اما اعضای کمیته در نهایت به این نتیجه رسیدند که ساخت روباتی چرخدار گزینه منطقی تر و کارآمدتری به شمار می‌آید. یکی از کارشناسان آژانس اکتشافات هوا ـ فضای ژاپن در این خصوص می‌گوید:‌ راه رفتن روبات انسان‌نمای دوپا روی سطح ناهموار و ناشناخته ماه چندان منطقی به نظر نمی‌رسد. ما هنوز نتوانسته‌ایم روبات دو پای انسان‌نمایی بسازیم که به راحتی بر سطوح پر فراز و نشیب زمین حرکت کند. این کمیته تحقیقاتی همچنین چشم انداز جالب توجهی را ترسیم می‌کند که در آن تا سال 2020 نخستین ایستگاه فضایی روی ماه به وسیله ژاپن ساخته می‌شود. در این ایستگاه فضایی انبوهی از روبات‌های چرخدار، کارهای روزمره و نمونه برداری‌های لازم را انجام می‌دهند.

برآورد شده است که هزینه کلی این پروژه بزرگ فضایی نزدیک به 2 میلیارد دلار باشد که طی 10 سال آینده صرف خواهد شد.

پروژه این فضاپیمای خورشیدی در صورتی که با موفقیت کامل همراه باشد موجب خواهد شد تا سایر قدرت‌های فضایی جهان به ژاپن به عنوان یک قدرت فضایی نگاه کنند. استفاده از پرتوهای خورشیدی به عنوان تأمین‌کننده انرژی مورد نیاز برای پیش‌رانش فضاپیمایی که قرار است از مدار زمین نیز فراتر رود به عنوان یک جسارت بزرگ علمی به شمار می‌آید که از هم‌اکنون همگان شمارش معکوس برای مشخص شدن نتیجه آن را آغاز کرده‌اند.

مهدی کیا

منابع:‌ popular science / physorg