موشک استارشیپ می‌تواند زمان سفر به اورانوس را به نصف کاهش دهد
موشک استارشیپ امکان داردد زمان سفر به اورانوس را به نصف کاهش دهد
غول‌های یخی همچنان از جالب‌ترین نقاط برای کاوش در منظومه شمسی به شمار می‌روند. به‌طور خاص، اورانوس در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده هست؛ به‌ویژه پس از آنکه «بررسی ده‌ساله ۲۰۲۲» از آکادمی‌های ملی ایالات متحده، این سیاره را به‌عنوان مقصدی با بالاترین اولویت معرفی کرد. اما هنوز هیچ مأموریت کامل و برنامه‌ریزی‌شده‌ای برای استفاده از پنجره‌های پرتاب متعدد اورانوس در دهه‌ی ۲۰۳۰ آماده نیست.
بااین‌حال، اینکه هنوز مأموریتی به مقصد اورانوس برنامه‌ریزی نشده، امکان داردد مزیت محسوب شود؛ زیرا از راه‌رسیدن یک وسیله‌ی پرتاب جدید، یعنی موشک استارشیپ اسپیس ایکس که به‌تازگی رشته‌ی موفقیت‌آمیز آزمایش‌هایش را تداوم داده، ممکن هست طراحی کلی مأموریت را به‌طور بنیادین تغییر دهد.
مقاله‌ی جدیدی که به‌تازگی در کنفرانس IEEE Aerospace توسط پژوهشگران MIT ارائه شده، بررسی کرده هست که چگونه سامانه‌ی حمل‌ونقل نسل بعدی و بسیار توانمندتر اسپیس ایکس امکان داردد بر ساخت مدارگرد و کاوشگر اورانوس (UOP) که بررسی ده‌ساله ۲۰۲۲ پیشنهاد کرده قرار دارای بود، تأثیر بگذارد.
نفرستادن کاوشگر به اورانوس و نپتون به خاطر نبود علاقه به آن‌ها نیست
اورانوس یکی از کم‌کاوش‌شده‌ترین سیارهها محسوب خواهد گردید. اولین و آخرین کاوشگری که از آن بازدید کرد، وویجر ۲ قرار دارای بود که ۴۰ سال پیش پروازی سریع از کنار این سیاره انجام داد. نه خود اورانوس و نه همتای غول یخی‌اش، یعنی نپتون هرگز فضاپیمای مدارگرد اختصاصی نداشته‌اند و هیچ حضور منسجمی در منظومه‌ی آن‌ها ثبت نشده هست؛ بنابراین این دو غول یخی تنها سیاره‌هایی هستند که تاکنون از نزدیک به‌طور کامل بررسی نشده‌اند.
نفرستادن کاوشگر به اورانوس و نپتون به خاطر نبود علاقه به آن‌ها نیست. اورانوس ویژگی‌های عجیب زیادی دارد که مطالعه‌ی دقیق‌تر از نزدیک، امکان داردد به توضیح آن‌ها کمک کند. این سیاره به پهلو خوابیده، از میدان مغناطیسی نسبتاً عجیبی برخوردار هست و تعداد زیادی قمر دارد که ممکن هست اقیانوس‌هایی زیر سطح یخی خود پنهان کرده باشند. به علاوه، سیاره‌هایی مانند اورانوس از رایج‌ترین دنیاهای فراخورشیدی هستند که تاکنون در راه شیری یافته‌ایم؛ درنتیجه، مطالعه‌ی نزدیک این سیاره، درک ما از آن دنیاهای بیگانه را نیز بهبود خواهد داد.
مشکل اصلی این هست که اورانوس بسیار دور هست. این سیاره ۱۹ برابر مسافت بین زمین تا خورشید از ما فاصله دارد. وویجر ۲ برای رسیدن به منظومه اورانوس بیش از ۹ سال و نیم در راه قرار دارای بود و حتی پس از این مدت طولانی، تلاش نکرد تا سرعتش را کاهش دهد و قدری در آنجا توقف کند.
محاسبات قبلی در بررسی ده‌ساله برای فرستادن کاوشگر به اورانوس، با استفاده از موشک فالکون هوی و چندین کمک گرانشی از سایر سیارهها انجام گردید، اما سرانجام بیش از ۱۳ سال طول می‌کشد تا کاوشگر بدین شیوه به اورانوس برسد. این مدت زمانی هست که مأموریت باید از نظر عملیاتی و مالی حفظ شود و نیز مدت زمانی هست که احتمال می‌رود کارکنان کلیدی تغییر کنند یا اگر به وضعیت کنونی ناسا نگاه کنیم، تعدیل شوند. درنتیجه رساندن UOP به مقصد نهایی با سرعت بیشتر، بدون شک بهتر هست.
اینجاست که استارشیپ وارد خواهد گردید. با وجود چندین مشکل آزمایشی در اوایل سال، وسیله‌ی پرتاب انقلابی اسپیس ایکس به‌تازگی با یک آزمایش موفق به بلوغ خود رسیده هست. اگر این روند مثبت ادامه یابد، استارشیپ امکان داردد تا پایان دهه برای استفاده‌ی منظم آماده باشد و گزینه‌ای عملی برای پرتاب مدارگرد و کاوشگر اورانوسی محسوب شود.
علاوه بر افزایش ظرفیت حمل بار، دو ویژگی دیگر استارشیپ آن را برای مأموریت UOP جذاب انجام می‌دهد. نخست قابلیت سوخت‌گیری در مدار هست. اسپیس ایکس، این موشک را طوری طراحی کرده که بتواند در مدار سوخت را ذخیره و دریافت کند تا بدین وسیله امکان رسیدن بسیار سریع‌تر به مقاصد دوردست فراهم شود. اگرچه این قابلیت هنوز به‌طور کامل نشان داده نشده، آزمایش‌های بعدی قطعاً آن را بررسی خواهند کرد.
ویژگی دیگر، استفاده از خود استارشیپ به‌عنوان «سپر ترمز هوایی» هست. در مقاله، پژوهشگران ایده‌ی استفاده از استارشیپ را که به‌طور پیش‌فرض برای تاب‌آوری دربرابر گرمای بازگشت به زمین و مریخ طراحی شده، به‌عنوان سپر برای گرمای ناشی از ترمز هوایی در جو اورانوس را بررسی کردند. در این حالت، استارشیپ به‌جای جداشدن از کاوشگر پس از تأمین نیروی رانش پس از پرتاب، مدارگرد و کاوشگر را تا منظومه اورانوس همراهی انجام می‌دهد و از سیستم حفاظتی حرارتی خود به‌عنوان ترمز هوایی بهره دریافت می‌کند تا سرعت بین‌سیاره‌ای خود را کاهش دهد و در منظومه باقی بماند.
براساس محاسبات مقاله، ترکیب سوخت‌گیری در فضا و استفاده از استارشیپ به‌عنوان ترمز هوایی امکان داردد زمان رسیدن به منظومه‌ی اورانوس را به نصف کاهش دهد و به حدود شش و نیم سال برساند. نیز هیچ کمک گرانشی از سیاره‌های دیگر لازم نخواهد قرار دارای بود. حتی با احتساب هزینه‌ی اضافی ارسال یک استارشیپ به اورانوس، این شیوه به‌طور چشمگیری هزینه‌ی عملیاتی مأموریت را کاهش می‌دهد؛ زیرا زمان سفر را عملاً نصف انجام می‌دهد.
استارشیپ امکان داردد مدارگرد و کاشگر اورانوسی را تا مقصد حمل کند و از سپر حرارتی خود برای محافظت از آن‌ها دربرابر گرمای ناشی از ترمز در جو این سیاره بهره بگیرد
بااین‌حال، UOP هنوز فاصله‌ی زیادی تا واقعیت دارد و استارشیپ نیز برای ترمزکردن در جو یک غول یخی آماده نیست. با وجود اینکه مدارگرد و کاوشگر اورانوسی بالاترین اولویت در بررسی ده‌ساله هست، مشخص نیست که آیا هم‌اکنون بودجه‌ی لازم را دریافت خواهد کرد یا خیر و نظر به آشفتگی‌های فعلی ناسا، شاید این وضعیت مدتی نامشخص باقی خواهد ماند.
اگر پنجره‌های پرتاب دهه‌ی ۲۰۳۰ را از دست بدهیم، فرصت بعدی پرتاب در اواسط دهه‌ی ۲۰۴۰ خواهد قرار دارای بود؛ به این معنا که حدوداً ۷۰ سال بین سفر وویجر و مأموریت بعدی فاصله خواهد افتاد. همه‌ی علاقه‌مندان به علوم سیاره‌ای و کاوش فضا باید امیدوار باشند که سازمان‌هایی که ممکن هست از چنین مأموریتی حمایت کنند، آماده عمل شوند و از بازگشت به آنجا حمایت کنند، چه با استارشیپ و چه بدون آن.
نظرات
خانواده ما
ارسال دیدگاه
دیدگاه‌ها