تاریخ انتشار : ۱۳۹۴/۰۸/۱۰ ساعت ۱۲:۱۹
کد مطلب : ۹۳۷۴۳
پرتاب جایگزین شاتل فضایی به فضا در2018
۵ فناوری شگفت‌انگیز برای تحقق سفر به مریخ
گروه فناوری: ناسا در تلاش برای توسعه‌ی جدیدترین تجهیزات و فناوری‌ها است تا در سال ۲۰۳۰ سفر خود به مریخ را محقق کند. در نقشه‌ی راه ارائه شده توسط این آژانس به برخی موارد عجیب و شگفت‌انگیزی نیز اشاره شده بود که در ادامه به مرور آن‌ها خواهیم پرداخت.
ناسا تلاش زیادی برای به حقیقت پیوستن وعده‌ی خود مبنی بر سفر به مریخ می‌کند. به تازگی این آژانس برنامه‌ی خود برای سفر به مریخ را اعلام کرده است. هر چند این برنامه مملو از خوشبینی‌ها و اهداف بلند پروازانه است، اما چند فناوری مهم و شگفت‌انگیز نیز در بین آن‌ها وجود دارد که ناسا امیدوار است در دهه‌های آینده به آن‌ها دسترسی پیدا کند. در ادامه‌ی مطلب به برخی از شگفت‌انگیزترین آن‌ها اشاره خواهیم کرد.
۱. راکت‌های غول پیکر
جایگزین شاتل فضایی در سال ۲۰۱۸ به احتمال زیاد آماده‌ی پرتاب به فضا خواهد بود. زمانی که این اتفاق رخ دهد، ناسا بیش از ۷۰ تن آذوقه را به فضا خواهد فرستاد. در آینده نیز این شاتل می‌تواند ۱۳۰ تن بار را به مریخ حمل کند. SLS ارتفاع ۱۱۶ متری داشته و در زمان پرتاب بزرگ‌ترین ماشین ساخت بشر خواهد بود. این شاتل قدرتمندتر از Saturn V است که فضانوردان آپولو را به ماه برده بود. ناسا در گزارش خود بیان کرده بود که این فضاپیما با اختلاف زیاد بیشترین توان حمل بار در بین فضاپیماهای ساخته شده تا به امروز را خواهد داشت. در کنار فضاپیمای Orion این فضاپیما توانایی حمل فضانوردان به مریخ و سایر نقاط دور دست را خواهد داشت.
۲. سیستم پرتاب قدرتمند
SLS قدرت خود را از سوختن هیدروژن و اکسیژن مایع می‌گیرد. اما SLS به منظور حمل فضانوردان در خارج از مدار زمین طراحی شده است. استفاده از سوخت راکتی برای پیش راندن فضاپیما در طی سفر ۷ ماهه به مریخ، نیاز به مخزنی بزرگ دارد که هزینه‌ای عظیمی را نیز در برخواهد داشت. برای غلبه بر این هزینه‌ی زیاد، ممکن است ناسا رو به استفاده از نیروی خورشید بیاورد تا با استفاده از این انرژی لوازم مورد نیاز را فراهم کرده و حتی فضانوردان را به مریخ اعزام کند.
این روش که پیش‌رانش الکتریکی خورشیدی نام دارد، با استفاده از شلیک یون‌ها از پشت فضاپیما، آن را به جلو خواهد راند. این روش شبیه به عملکرد موتوری است که فضاپیمای Dawn ر به Ceres فرستاد. الکترون‌ها گاز زنون را به پلاسما تبدیل کرده و میدانی الکتریکی به ذرات شتاب می‌دهد تا از بخش پشتی موتور با سرعت بسیار زیاد به بیرون پرتاب شوند. نیروی خورشیدی الکترون‌های مورد نیاز را تامین خواهد کرد. پیش‌رانش الکتریکی خورشیدی، پیشرانه‌ای عظیم، همانند سوخت راکتی ایجاد نمی‌کند؛ اما با گذشت زمان بر سرعت فضاپیما می‌افزاید تا آن که در نهایت به سرعت ۳۲۰ هزار کیلومتر در ساعت برسد. پیش‌رانش یونی بسیار کم مصرف نیز هست و تا ۱۰ برابر بهتر از سوخت راکتی عمل می‌کند.
این فناوری در حال حاضر به واقعیت پیوسته؛ اما باید ناسا ابعاد عملکرد آن را در ابعاد بزرگ‌تر آزمایش کند. برای حمل باری سنگین‌تر، موتورهای یونی موجود باید حداقل بیش از ۱۰ برابر مقدار کنونی، قدرتمندتر شوند. ناسا در نظر دارد تا در طی ماموریت Asteroid Redirect خود نسخه‌ای از این موتور را که ۵ برابر قوی‌تر ازموتورهای کنونی است مورد آزمایش قرار دهد.
۳. محل‌های قابل سکونت در اعماق فضا
اگر می‌خواهیم فضانوردان مدت زیادی را در فضا دوام بیاورند نمی‌توانیم آن‌ها در کپسول کوچکی همانند Orion به مدت سه سال نگه داریم. ناسا نیاز دارد تا محل قابل سکونت بیشتری را برای فضانوردان فراهم کند. برای این کار ناسا نیاز به ایجاد فضای بیشتر در فضاپیما و محلی قابل سکونت در مریخ دارد. محل سکونتی این چنینی نیاز به داشتن ملزومات زندگی، سیستم پیشگیری از حریق و پیشگیری از تابش‌های مضر دارد. به علاوه باید به فضانوردان فضای لازم برای تمرین و انجام کار نیز داده شود. ناسا طرح‌های مفهومی بسیاری برای رفع این مشکل دارد و امیدوار است در سال‌های آینده این طرح‌ها را اجرا کند.
۴. لباس‌های مناسب زندگی در فضا
فضانوردان ممکن است بیش از یک سال را در این سیاره سپری کنند. در این مدت فضانوردان به حرکت در سطح این سیاره و جمع‌آوری اطلاعات مشغول خواهند بود. لباس‌های جدید علاوه بر مراقبت از این فضانوردان در مقابل امواج مخرب مریخ، هوای سرد و جو کم ضخامت آن، این اجازه را می‌دهند تا فضانوردان به کار خود نیز به راحتی بپردازند. لباس‌های فضانوردی امروزی مانند بالون هستند که حرکت بدن و به خصوص دست را به شدت دشوار می‌کنند. اما محققان در حال طراحی لباسی خاص هستند که حرکت دادن اعضای بدن در آن‌ها بسیار آسان‌تر خواهد بود. ناسا در نظر دارد این لباس‌ها را برای اولین بار در ماموریت فضایی Asteroid Redirect خود مورد استفاده قرار دهد.
۵. پرتوافکن‌های عظیم لیزری
در نزدیک‌ترین فاصله، مریخ از زمین بیش از ۵۳ میلیون کیلومتر فاصله دارد. ارتباط اینترنت در مریخ بسیار مشکل‌دار بوده و نیاز به بهبودهای بسیاری دارد. گزارش جدید ناسا نشان می‌دهد که فضاپیماهای این آژانس می‌توانند با سرعتی بالغ بر ۲ میلیون بیت در هر ثانیه تبادل داده داشته باشند. برای مقایسه، ایستگاه فضایی بین‌المللی نرخ تبادل داده‌ی ۳۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه دارد. ناسا برای حرکت و زندگی در مریخ به سرعت ارتباطی بسیار بالایی دارد. ناسا باید این سرعت را به یک میلیارد بیت در هر ثانیه یا همان یک گیگابیت در هر ثانیه برساند که راه‌حل آن استفاده از لیزر است.
در طی تستی که ناسا در سال ۲۰۱۳ میلادی انجام داده، این آژانس با استفاده از لیزر به سرعت تبادل داده‌ی ۶۲۲ میلیون بیت در هر ثانیه نیز رسیده است. توسعه‌ی این فناوری‌ها آسان نبوده و ممکن است حتی دهه‌ها به طول بیانجامد و بسیاری نیز معتقد هستند که ممکن است ناسا نتواند به این پیشرفت‌ها دست پیدا کند. چالش‌های زیادی در مسیر سفر به مریخ پیش پای ناسا خواهد بود، اما این آژانس با وجود تمامی مشکلات، به آینده و دستیابی به هدف خود امیدوار است.
۱. راکت‌های غول پیکر
جایگزین شاتل فضایی در سال ۲۰۱۸ به احتمال زیاد آماده‌ی پرتاب به فضا خواهد بود. زمانی که این اتفاق رخ دهد، ناسا بیش از ۷۰ تن آذوقه را به فضا خواهد فرستاد. در آینده نیز این شاتل می‌تواند ۱۳۰ تن بار را به مریخ حمل کند. SLS ارتفاع ۱۱۶ متری داشته و در زمان پرتاب بزرگ‌ترین ماشین ساخت بشر خواهد بود. این شاتل قدرتمندتر از Saturn V است که فضانوردان آپولو را به ماه برده بود. ناسا در گزارش خود بیان کرده بود که این فضاپیما با اختلاف زیاد بیشترین توان حمل بار در بین فضاپیماهای ساخته شده تا به امروز را خواهد داشت. در کنار فضاپیمای Orion این فضاپیما توانایی حمل فضانوردان به مریخ و سایر نقاط دور دست را خواهد داشت.
۲. سیستم پرتاب قدرتمند
SLS قدرت خود را از سوختن هیدروژن و اکسیژن مایع می‌گیرد. اما SLS به منظور حمل فضانوردان در خارج از مدار زمین طراحی شده است. استفاده از سوخت راکتی برای پیش راندن فضاپیما در طی سفر ۷ ماهه به مریخ، نیاز به مخزنی بزرگ دارد که هزینه‌ای عظیمی را نیز در برخواهد داشت. برای غلبه بر این هزینه‌ی زیاد، ممکن است ناسا رو به استفاده از نیروی خورشید بیاورد تا با استفاده از این انرژی لوازم مورد نیاز را فراهم کرده و حتی فضانوردان را به مریخ اعزام کند.
این روش که پیش‌رانش الکتریکی خورشیدی نام دارد، با استفاده از شلیک یون‌ها از پشت فضاپیما، آن را به جلو خواهد راند. این روش شبیه به عملکرد موتوری است که فضاپیمای Dawn ر به Ceres فرستاد. الکترون‌ها گاز زنون را به پلاسما تبدیل کرده و میدانی الکتریکی به ذرات شتاب می‌دهد تا از بخش پشتی موتور با سرعت بسیار زیاد به بیرون پرتاب شوند. نیروی خورشیدی الکترون‌های مورد نیاز را تامین خواهد کرد. پیش‌رانش الکتریکی خورشیدی، پیشرانه‌ای عظیم، همانند سوخت راکتی ایجاد نمی‌کند؛ اما با گذشت زمان بر سرعت فضاپیما می‌افزاید تا آن که در نهایت به سرعت ۳۲۰ هزار کیلومتر در ساعت برسد. پیش‌رانش یونی بسیار کم مصرف نیز هست و تا ۱۰ برابر بهتر از سوخت راکتی عمل می‌کند.
این فناوری در حال حاضر به واقعیت پیوسته؛ اما باید ناسا ابعاد عملکرد آن را در ابعاد بزرگ‌تر آزمایش کند. برای حمل باری سنگین‌تر، موتورهای یونی موجود باید حداقل بیش از ۱۰ برابر مقدار کنونی، قدرتمندتر شوند. ناسا در نظر دارد تا در طی ماموریت Asteroid Redirect خود نسخه‌ای از این موتور را که ۵ برابر قوی‌تر ازموتورهای کنونی است مورد آزمایش قرار دهد.
۳. محل‌های قابل سکونت در اعماق فضا
اگر می‌خواهیم فضانوردان مدت زیادی را در فضا دوام بیاورند نمی‌توانیم آن‌ها در کپسول کوچکی همانند Orion به مدت سه سال نگه داریم. ناسا نیاز دارد تا محل قابل سکونت بیشتری را برای فضانوردان فراهم کند. برای این کار ناسا نیاز به ایجاد فضای بیشتر در فضاپیما و محلی قابل سکونت در مریخ دارد. محل سکونتی این چنینی نیاز به داشتن ملزومات زندگی، سیستم پیشگیری از حریق و پیشگیری از تابش‌های مضر دارد. به علاوه باید به فضانوردان فضای لازم برای تمرین و انجام کار نیز داده شود. ناسا طرح‌های مفهومی بسیاری برای رفع این مشکل دارد و امیدوار است در سال‌های آینده این طرح‌ها را اجرا کند.
۴. لباس‌های مناسب زندگی در فضا
فضانوردان ممکن است بیش از یک سال را در این سیاره سپری کنند. در این مدت فضانوردان به حرکت در سطح این سیاره و جمع‌آوری اطلاعات مشغول خواهند بود. لباس‌های جدید علاوه بر مراقبت از این فضانوردان در مقابل امواج مخرب مریخ، هوای سرد و جو کم ضخامت آن، این اجازه را می‌دهند تا فضانوردان به کار خود نیز به راحتی بپردازند. لباس‌های فضانوردی امروزی مانند بالون هستند که حرکت بدن و به خصوص دست را به شدت دشوار می‌کنند. اما محققان در حال طراحی لباسی خاص هستند که حرکت دادن اعضای بدن در آن‌ها بسیار آسان‌تر خواهد بود. ناسا در نظر دارد این لباس‌ها را برای اولین بار در ماموریت فضایی Asteroid Redirect خود مورد استفاده قرار دهد.
۵. پرتوافکن‌های عظیم لیزری
در نزدیک‌ترین فاصله، مریخ از زمین بیش از ۵۳ میلیون کیلومتر فاصله دارد. ارتباط اینترنت در مریخ بسیار مشکل‌دار بوده و نیاز به بهبودهای بسیاری دارد. گزارش جدید ناسا نشان می‌دهد که فضاپیماهای این آژانس می‌توانند با سرعتی بالغ بر ۲ میلیون بیت در هر ثانیه تبادل داده داشته باشند. برای مقایسه، ایستگاه فضایی بین‌المللی نرخ تبادل داده‌ی ۳۰۰ میلیون بیت در هر ثانیه دارد. ناسا برای حرکت و زندگی در مریخ به سرعت ارتباطی بسیار بالایی دارد. ناسا باید این سرعت را به یک میلیارد بیت در هر ثانیه یا همان یک گیگابیت در هر ثانیه برساند که راه‌حل آن استفاده از لیزر است.
در طی تستی که ناسا در سال ۲۰۱۳ میلادی انجام داده، این آژانس با استفاده از لیزر به سرعت تبادل داده‌ی ۶۲۲ میلیون بیت در هر ثانیه نیز رسیده است. توسعه‌ی این فناوری‌ها آسان نبوده و ممکن است حتی دهه‌ها به طول بیانجامد و بسیاری نیز معتقد هستند که ممکن است ناسا نتواند به این پیشرفت‌ها دست پیدا کند. چالش‌های زیادی در مسیر سفر به مریخ پیش پای ناسا خواهد بود، اما این آژانس با وجود تمامی مشکلات، به آینده و دستیابی به هدف خود امیدوار است.
مرجع : زومیت
