چرا ماموریت آرتمیس III ناسا یکی از پیچیده ترین پروازهای آن تا کنون خواهد بود؟

تصور هنرمند از نشستن فرودگر ماه آبی با جبار. -ناسا

آخرین باری که افراد ناسا یک فرودگر ماه سرنشین دار را در مدار پایین زمین آزمایش کردند، در اینجا نحوه انجام این کار آمده است. ابتدا یک موشک Saturn 5 از مرکز فضایی کندی (KSC) در فلوریدا بلند شد که حامل سه فضانورد، یک فضاپیمای آپولو و یک ماژول قمری بود. سپس آنها به مدار رسیدند و فضانوردان با هر دو کشتی پرواز کردند. بعد آمدند خانه. این ماموریت مستقیم 57 سال پیش در طی پرواز آپولو 9 انجام شد.

دفعه بعد که ناسا اقدامی از این دست انجام دهد - در طول پرواز برنامه ریزی شده Artemis III در تابستان 2027 - همه چیز بسیار پیچیده تر خواهد بود. ابتدا یک موشک بلو اورجین نیو گلن بدون خدمه از KSC پرتاب می شود و فرودگر ماه آبی این شرکت را به مدار می برد. سپس ناسا موشک ماه خود را به نام سیستم پرتاب فضایی (SLS) پرتاب خواهد کرد که چهار فضانورد آرتمیس III را سوار بر فضاپیمای اوریون خواهد برد. سپس خدمه با ماه آبی ملاقات می کنند، با آن پهلو می گیرند و وارد آن می شوند و قبل از بازگشت به جبار، سیستم های آن را بررسی می کنند.

سپس اسپیس ایکس یک موشک استارشیپ را با کاوشگر استارشیپ خود به فضا پرتاب خواهد کرد که بدون سرنشین نیز خواهد بود. فضانوردان نیز با آن کشتی می‌نشینند و پهلو می‌گیرند، اما وارد آن نمی‌شوند زیرا هنوز به سیستم پشتیبانی حیات مجهز نیست. سپس آنها از هم جدا می شوند و خدمه چند روز دیگر را در حال انجام آزمایشات روی Orion خواهند بود. همه این کارها از اولین بارگیری تا پاشش 17 روز طول می کشد.

و تنها در صورتی که همه چیز با آن ماموریت درست پیش برود، ناسا می‌تواند به هدف خود برای فرود فضانوردان روی سطح ماه در طول پرواز Artemis 4 در سال 2028 دست یابد - و در این روند، در مسابقه فضایی جدید با چین برنده شود.

در 23 اکتبر، جارد آیزاکمن، مدیر ناسا – به همراه آمیت کشتریا، مدیر برنامه آرتمیس و جرمی پارسونز، مدیر برنامه آرتمیس – یک کنفرانس مطبوعاتی دو ساعته دو ساعته در KSC برگزار کردند و جزئیات برنامه‌های Artemis III و IV را تشریح کردند و پذیرفتند که موانع قابل توجه هستند، اما اصرار دارند که به اهداف دست پیدا کنند. ناسا فعلی، با بودجه محدود و زمان‌بندی طولانی‌اش، ممکن است ناسا قدیمی نباشد که از بودجه‌های سخاوتمندانه و گاراژ پر از موشک‌های خود برای پرتاب 9 مأموریت ماه آپولو خدمه فقط از سال 1968 تا 1972 استفاده کرد، اما موفقیت کمتری هم نخواهد داشت.

ایزاکمن می گوید: «در آن بازه زمانی بسیار کوتاه، جاه طلبی های نسل هایی که زمانی محدود به صفحات داستان های علمی تخیلی بودند، به بزرگترین دستاورد بشریت تبدیل شد و برای اولین بار در میلیاردها سال، زندگی متولد شده روی زمین پا به دنیای دیگری گذاشت. اکنون، در این تجارت بسیار سخت و خطرناک بازگرداندن فضانوردان [بازگشت] به ماه، ناسا باید مالک چیزی تقریبا غیرممکن باشد... به این ترتیب است که ما به آرتمیس چهارم بیشترین شانس ممکن را برای بازگرداندن ایمن و موفقیت آمیز آمریکایی ها به سطح ماه در سال 2028 می دهیم.»

پیچیدگی فوق‌العاده آرتمیس III تا حدی به خاطر تصمیم‌های ناسا در سال‌های 2021 و 2023 و تا حدودی به محدودیت‌های ساده فناوری موشکی است. اگر فیزیک مهندسی کامل بود - و فیزیک مهندسی هرگز کامل نیست - یک خدمه ماه می‌توانست فقط از یک فضاپیما برای رسیدن به ماه، فرود، انفجار و بازگشت به خانه استفاده کند. اما فضاپیمایی که بتواند همه این کارها را انجام دهد و به اندازه کافی قوی بماند تا دوباره وارد جو زمین شود، برای فرود روی ماه و بلند شدن بعدی آن بسیار سنگین خواهد بود.

در عوض، مانند روزهای آپولو، کار بین دو کشتی تقسیم می‌شود - یکی سبک وزن برای انجام فرود و بلند کردن و یک کشتی مادر در حال چرخش برای بازگرداندن خدمه به خانه پس از اتمام اکتشاف ماه. در طول آپولو، آژانس فضایی مهندسی هواپیمای گرومن را برای ساخت اسکات چهار پا به ارتفاع 23 فوت انتخاب کرد. ماژول قمری بلند (LM). این یک کشتی ساده با مرکز ثقل پایین بود که جای پای ثابتی را روی سطح ماه تضمین می کرد. گرومن این قرارداد را در سال 1962 امضا کرد و کالاها را به موقع برای آپولو 9 و ماموریت های پس از آن تحویل داد.

در سال 2021، ناسا به طور مشابه قراردادی را برای یک فضاپیمای ماه خدمه اعطا کرد - این بار به SpaceX و فرودگر Starship آن. این تصمیم یک سر خراش بود.

استوانه ای سیلو مانند با مخروط دماغه مخروطی به ارتفاع 165 فوت است که در مقایسه با کتاب مصور سال 1953 درباره ماجراهای تن تن در ماه، فضاپیمای واقعی را به یاد نمی آورد. فضانوردان آپولو از یک نردبان 9 پله ای برای پایین آمدن به سطح ماه استفاده کردند. فضانوردان آرتمیس در استارشیپ از آسانسور استفاده خواهند کرد.

منتقدان و رقبا به این طرح هجوم آوردند - نه حداقل به دلیل خطر واژگونی ماشین غول‌پیکر روی ماه - و در سال 2023، ناسا دومین قرارداد را امضا کرد، این بار با Blue Origin که قول داد یک فرودگر بیشتر مطابق با ماژول ماهرانه آپولو بسازد. هر دو شرکت به تولید فرودگرهای خود ادامه داده‌اند و هر دو یک شات برای پرواز در ماموریت تاریخی Artemis IV دریافت خواهند کرد که برنده آن با عملکرد کشتی‌ها در طول Artemis III مشخص می‌شود.

اما هیچ یک از این دو شرکت به راحتی کارها را انجام نداده اند. اسپیس ایکس از سال 2023 تاکنون 14 کشتی ستاره ای پرتاب کرده است که برای اولین بار در سپتامبر 2026 به مدار زمین رسید. در همین حال، موشک نیو گلن شرکت Blue Origin، سه بار از ژانویه 2025 تا آوریل 2026 پرتاب شد، قبل از اینکه انفجاری مهیب در سکوی پرتاب در طی آزمایشی از اولین مرحله موتور اصلی آن رخ داد. برای Blue Origin، نه تنها به این دلیل که خود زیرساخت پد در انفجار تا حدی تخریب شد. این شرکت از آن زمان تا کنون به شدت در حال کار برای بازگشت است و در اکتبر.

23 کنفرانس مطبوعاتی، ناسا برنج تلاش های خود را تحسین کرد.

پارسونز گفت: «تیم نیو گلن Blue Origin جهان را با پیشرفت خود برای بازگشت به پرواز پس از حادثه در ماه می شگفت زده کرده است. "ما از نزدیک با آنها کار می کنیم. ما بیش از 100 تیم [عضو] ناسا در طول بازگشت به پرواز درگیر هستیم... و من دیده ام که Blue Origin یک ارتش مطلق را بسیج می کند که شبانه روز کار می کند."

با فرض اینکه شرکت بتواند این سرعت را حفظ کند، شانس خوبی برای برنده شدن در قرعه کشی Artemis III دارد. این تا حدی به این دلیل است که رقیبش، اسپیس ایکس، در طول ماموریت با نسخه کامل فرودگر استارشیپ خود پرواز نخواهد کرد، بلکه بیشتر به یک کشتی بخارپز مجهز به یک درگاه لنگرگاه است که فقط آزمایش می‌کند که آیا شکارچی و کشتی ستاره‌ای می‌توانند در مدار قرار بگیرند و به هم متصل شوند. فرودگر Blue Moon متعلق به Blue Origin نیز یک وسیله نقلیه کاملا عملیاتی نخواهد بود، اما دارای یک محفظه خدمه کارآمد خواهد بود که به فضانوردان Artemis III اجازه ورود و آزمایش را می دهد.

پارسونز می گوید: "آنها دریچه را باز می کنند. آنها وارد فرودگر می شوند. آنها می خواهند کنترل های محیطی، سیستم های پشتیبانی حیات را ارزیابی کنند." ما تأیید می‌کنیم که فضاپیما می‌تواند فشار جوی مناسب را حفظ کند، و همچنین سناریوهای اضطراری، کنترل دوگانه وسیله نقلیه را آزمایش می‌کنیم، و تیم‌های کنترل مأموریت خود را با سرعت بالا می‌بریم.»

با وجود تمام اعتماد به نفسی که در کنفرانس مطبوعاتی بیان شد، هیچ‌کس در ناسا وانمود نمی‌کند که ماموریت آرتمیس III قطعات متحرک زیادی ندارد و بسیاری از چیزهایی که ممکن است قبل از اینکه آژانس فضایی بتواند فرود Artemis 4 2028 را فرود بیاورد، به شدت خراب شود. و حتی اگر این ماموریت کاملا موفقیت آمیز باشد، ناسا همچنان به هر دو فضاپیمای رقیب نیاز دارد تا برای اثبات توانایی خود، یک فرود و بلند شدن بدون خدمه ماه را انجام دهند. تنها در این صورت است که فرودگرها برای حمل خدمه گواهینامه دریافت خواهند کرد.

اینکه آیا این دو شرکت می توانند مهندسی را کامل کنند و ماموریت های بدون خدمه را در حداکثر 18 ماه که بین پرتاب Artemis III و پرواز Artemis IV در پایان سال 2028 سپری می شود، انجام دهند، مشخص نیست. ایزاکمن، برای مثال، ابراز اطمینان می کند که تاریخ هدف می تواند بدون لغزش به سال 2029 یا بعد از آن محقق شود.

اما او اذعان می‌کند که سال‌ها عدم قطعیت ناسا از زمان برنامه آپولو – با تغییر اولویت‌ها از Skylab به شاتل به ایستگاه فضایی بین‌المللی، و با برنامه‌های start-stop برای بازگشت به ماه که از طریق پول سوزانده شد اما هرگز به جایی نرسید – باعث عقب‌نشینی آژانس شده است، به‌ویژه در مورد رقابت مداوم با چین.

او می‌گوید: «امروز اینجا هستیم، بسیار در یک مسابقه فضایی جدید، و علی‌رغم دهه‌ها دانش انباشته و پیشرفت‌های خارق‌العاده در فناوری، این مسابقه بسیار نزدیک‌تر از آن چیزی است که نیاز بود.» این ما را به لحظه‌ای می‌رساند که امروز در آن قرار داریم، زیرا اشتها برای تحمل و دفاع از وضعیت موجود به نتیجه رسیده است. ما برای این مأموریت و ارائه نتایجی که جهان از موفق‌ترین آژانس فضایی تاریخ انتظار دارد، اینجا هستیم.