ناسا و «راکت لب» می‌خواهند هزینه سفر به مریخ را به ۱/۱۰ هزینه جاری برسانند_خبرخوان

مأموریت تازه ناسا و کمپانی راکت لب (Rocket Lab) راهی یک سفر دو مرحله‌ای است. مرحله اول، یک سفر ۵۵ ساعته از کالیفرنیا به محل پرتاب در کیپ کاناورال در فلوریدا. و مرحله دوم یک سفر ۱۱ ماهه به مریخ. مقصد این مأموریت سفر به مریخ با هزینه ۵۵ میلیون دلار است؛ یعنی فقط ۱/۱۰ هزینه مأموریت‌های قبلی.

این مأموریت «شتاب فرار و پلاسما و کاوشگران دینامیک» یا به‌اختصار ESCAPADE نام دارد. آزمایشگاه علوم فضا (SSL) در دانشگاه کالیفرنیا برکلی یک محموله علمی برای این مأموریت تهیه کرده که بادهای خورشیدی و اتمسفر مریخ را مطالعه می‌کند. اما خود فضاپیمایی را که در فضا حرکت و محموله‌ها را حمل می‌کند، کمپانی راکت لب ساخته است.

با این که راکت لب با راکت «الکترون» (که از لحاظ تعداد پرواز بعد از فالکون ۹ اسپیس‌ایکس در رده دوم است) شناخته می‌شود، ESCAPADE به گمان زیادً در پاییز یا زمستان امسال با راکت «نیو گلن» (New Glenn) بلو اوریجین به فضا پرتاب می‌شود.

در حقیقت، عمده درآمد راکت لب از ساخت و فروش فضاپیما یا تجهیزات فضاپیما می‌آید. راکت لب در سال ۲۰۲۲ نیز یک ماهواره برای مأموریت «عملیات فناوری سیستم جایگیری خودکار بین زمین و ماه و آزمایش مسیریابی» (CAPSTONE) ساخت. این فضاپیما بعد از طی یک مسیر پنج ماهه در اعماق فضا به مدار ماه داخل شد.

اما سفر به مریخ زمان زیاد طویل‌تری ملزوم دارد و هزینه سفر به آن نیز زیاد بالا است. دو مأموریت تازه ارسال ماهواره به مریخ (مدارگرد شناسایی مریخ در ۲۰۰۵ و MAVEN در ۲۰۱۳) هر کدام بیشتر از ۵۰۰ میلیون دلار هزینه برای ناسا داشتند.

افت هزینه سفر به مریخ

در سال ۲۰۱۹، ناسا برنامه «مأموریت‌های نوآورانه کوچک برای کاوش سیاره‌ای» (SIMPLEx) را اغاز کرد. مقصد ناسا این می بود که به‌جای خرج ۵۵۰ میلیون دلار برای هر مأموریت به اعماق فضا، هزینه سفر به مریخ را به ۱/۱۰ افت دهد و به هر مأموریت ۵۵ میلیون (جدا از هزینه پرتاب) اعطا کند.

ESCAPADE یکی از سه مأموریتی است که در برنامه SIMPLEx انتخاب شدند. یقیناً این بودجه ۵۵ میلیون دلاری در اصل به بازرس مهم پروژه، SSL، رسید که برای ساخت دو فضاپیما با راکت لب قرارداد بست.

این دو فضاپیما آبی و طلایی نام دارند و برپایه فضاپیمای کاوشگر راکت لب، CAPSTONE، می باشند که قابلیت تحول شدت بالایی دارد. یکی از چالش‌های بزرگ مهندسان راکت لب ساخت یک فضاپیما می بود که بتواند مسیر طویل زمین تا مریخ را طی کند. به همین علت، ۷۰ درصد وزن فضاپیماهای ESCAPADE را سوخت راه اندازی می‌دهد. این سوخت علتمی‌شود که فضاپیماها بتوانند مقدار تحول شدت خود را به سه کیلومتر بر ساعت برسانند، که برای ماهواره‌ای با این ابعاد زیاد بالا است.

یکی دیگر از چالش‌های راکت لب این می بود که آن‌ها تا فوریه ۲۰۲۳ نمی‌دانستند فضاپیماها با چه راکتی به فضا پرتاب خواهند شد. به این ترتیب، آن‌ها برای طراحی فضاپیمای خود پارامترهایی به‌نام «قیود محرک» (driving constraints) را در اختیار نداشتند.

برای حل این مشکل، آن‌ها فضاپیمای خود را با حداکثر جرمی که سیستم‌شان به‌صورت فیزیکی می‌تواند داخل مدار مریخ کند طراحی کردند، نه با حداکثر جرمی که راکت می‌تواند به فضا رساند.

آن‌ها این چنین فضاپیما را به‌جای حعبه به طور یک «ساندویچ تانک» ساختند. در این طراحی، دو عرشه، تانک‌های سوخت در وسط را احاطه می‌کنند. این طراحی علتشد تا آن‌ها موفق شوند وزن سازه ماهواره را از ۲۰-۲۲ درصد وزن کل فضاپیما در ماهواره‌های متداول، به ۱۲ درصد افت دهند.

این افت وزن به معنی افت سوخت مورد نیاز، افت حجم تانک‌های سوخت، افت ابعاد پنل‌های خورشیدی و تغییرات دیگر می بود.

فضاپیماها ۱۱ ماه بعد از پرتاب به مریخ می‌رسند، اما در آن زمان خورشید بین مریخ و زمین خواهد می بود و برقراری ربط با آن ممکن نخواهد می بود. بعد تیم راکت لب سه ماه صبر خواهد کرد و سپس عملیات جایگیری در مدار را اغاز خواهد کرد. ESCAPADE به زمان ۱۱ ماه به جمع‌آوری و ارسال داده‌ها به زمین مشغول خواهد می بود.