چه موانعی بر سر راه رسیدن انسان به مریخ قرار دارد؟

به نقل از آی‌ای، در سال‌های اخیر، بازیکنان دیگری از جمله آژانس فضایی ملی چین(CNSA) و غول فضایی تجاری ایلان ماسک یعنی شرکت اسپیس ایکس، به «مسابقه برای مریخ» پیوسته‌اند. به گفته چندین منبع، چین نیز مانند ناسا قصد دارد زیرساخت هایی را روی ماه بسازد که به این کشور کمک می‌کند تا اوایل سال ۲۰۳۳ اولین فضانوردانش را به مریخ بفرستد.

برنامه‌های اسپیس‌ایکس حتی جاه‌طلبانه‌تر هستند و ماموریت‌هایی را برای اواخر دهه ۲۰۲۰ برنامه‌ریزی کرده و تا قبل از پایان این دهه قصد ساخت یک شهر خودکفا در مریخ را دارد. متأسفانه، بسیاری از مخالفان گفته‌اند که رسیدن به مریخ تا سال ۲۰۳۳ یا زودتر از آن غیرواقعی است.

همچنین تأخیرهای متعددی در این مسیر وجود داشته است که نشان می‌دهد چگونه کل ماموریت «از ماه به مریخ» می‌تواند از جدول زمانی برنامه‌ریزی شده خود عقب بماند.

طبق بیانیه‌هایی که تابستان سال گذشته توسط جیم رویتر(Jim Reuter) معاون مدیر صادر شد، سال ۲۰۴۰ ممکن است سال محتمل‌تری برای یک مأموریت سرنشین‌دار به سطح مریخ باشد. در حالی که تاخیر در پروازهای فضایی رایج است، تاخیر هفت ساله قابل توجه به نظر می‌رسد و سوالاتی را ایجاد می‌کند.

برای مثال چرا انجام چنین ماموریتی تا این اندازه طول می‌کشد؟ و برای فرستادن اولین انسان‌ها به مریخ چه چیزی لازم است؟

پاسخ به این سؤالات نیاز به یادآوری خاطراتی دارد.

سفر آغاز می‌شود

تلاش‌ها برای انجام ماموریت‌ها به مریخ با انتشار خبر پروژه‌ای موسوم به چشم‌انداز اکتشاف فضاییVision for Space Exploration (VSE) ناسا در سال ۲۰۰۴ به طور جدی آغاز شد. این چشم انداز در پاسخ به فاجعه شاتل فضایی کلمبیا، وضعیت پروازهای فضایی انسان در ناسا و میل به برانگیختن مجدد علاقه عمومی به اکتشاف فضایی ارائه شد.

اهداف خاص این پروژه شامل تکمیل ایستگاه فضایی بین‌المللی(ISS)، بازنشستگی شاتل فضایی تا سال ۲۰۱۰ و ایجاد گروه جدیدی از وسایل نقلیه پرتابی سنگین بود که مأموریت‌های سرنشین‌دار به ماه، مریخ و فراتر از آن را امکان‌پذیر می‌کرد.

این طرح شامل مجموعه‌ای از ماموریت‌های رباتیک به ماه برای آماده‌سازی و پشتیبانی از فعالیت‌های اکتشافی انسانی در آینده بود که از سال ۲۰۰۸ آغاز شد.

این طرح همچنین از استفاده از اکتشافات، علم و منابع ماه برای توسعه فناوری‌ها و سیستم‌های لازم برای حمایت از اکتشاف پایدار فضایی انسانی به مریخ و سایر مقاصد حمایت می‌کند.

در همین حال، ناسا ارسال ماموریت‌های رباتیک به مریخ را برای جستجوی شواهدی از حیات و آماده شدن برای رسیدن نهایی ماموریت‌های سرنشین‌دار از سر خواهد گرفت. این امر منجر به شکل‌گیری برنامه مریخ‌نوردهای کاوشگر مریخ ناسا(MER) شد که متشکل از مریخ‌نوردهای اسپیریت(Spirit) و آپورچونیتی(Opportunity) و مریخ نوردهای کنجکاوی(Curiosity) و استقامت (Perseverance) شد.

به دنبال آن قانون مجوز ناسا در سال ۲۰۰۵، به طور رسمی برنامه صورت فلکی را آغاز کرد.

این برنامه خواستار ایجاد گروه جدیدی از وسایل نقلیه پرتابی شد، از جمله یک وسیله نقلیه پرتاب خدمه(CLV) و یک وسیله نقلیه پرتاب محموله(CaLV) که منجر به طراحی موشک‌های اریز ۱ (Ares I) و اریز ۵ (Ares V) شد.

سایر وسایل نقلیه شامل فضاپیمای اکتشافی خدمه(CEV) و ماژول دسترسی سطحی ماه(LSAM) بودند.

ناسا قصد داشت از اریز ۱ و ۵ به صورت پشت سر هم برای فرستادن فضانوردان به ماه و مریخ استفاده کند. قرار بود خدمه با استفاده از موشک دو مرحله‌ای اریز ۱ که قادر است ۵۶۰۰۰ پوند (۲۵۴۰۰ کیلوگرم) را به مدار پایین زمین(LEO) برساند، اعزام شوند. محموله به طور جداگانه روی اریز ۵ ارسال می‌شد، که قادر به ارسال ۸۸ هزار کیلوگرم به مدار پایین زمین بود. این برنامه در سال ۲۰۰۹ زمانی که ناسا سیستم توقف پرتاب(LAS) و اولین مرحله موشک اریز ۱ را تکمیل کرد، به ثمر نشست. مورد دوم در روز ۲۸ اکتبر همان سال با موفقیت آزمایش شد.

متأسفانه، به دلیل بحران مالی جهانی معروف به «رکود بزرگ» که در سال ۲۰۰۷ -۲۰۰۸ آغاز شد، برنامه صورت فلکی در سال ۲۰۱۰ لغو شد. تقریبا یک سال بعد، دولت اوباما مأموریت «سفر به مریخ» را امضا کرد.

جزئیات و اهداف این برنامه در قانون مجوز ناسا در سال ۲۰۱۰ و سیاست ملی فضایی ایالات متحده در همان سال منتشر شد. اولویت‌های ناسا در این مورد به شرح زیر خلاصه شده است:

گام بعدی ما اعماق فضا است، جایی که ناسا یک ماموریت رباتیک را برای گرفتن و هدایت یک سیارک به مدار ماه می‌فرستد. فضانوردان سوار بر فضاپیمای اوریون در دهه ۲۰۲۰ سیارک را کاوش خواهند کرد و با نمونه‌هایی به زمین باز خواهند گشت. این تجربه در پرواز فضایی انسان فراتر از مدار پایین زمین به ناسا کمک می‌کند تا سیستم ها و قابلیت های جدیدی مانند پیشرانه الکتریکی خورشیدی را آزمایش کنند.

با شروع سال مالی ۲۰۱۸، موشک سامانه پرتاب فضایی قدرتمند ناسا این مأموریت‌ها را قادر می‌سازد تا قابلیت‌های جدیدی را آزمایش کنند. ماموریت‌های انسانی به مریخ به اوریون و نسخه تکامل‌یافته موشک سامانه پرتاب فضایی تکیه خواهند کرد که قدرتمندترین پرتاب‌کننده‌ای خواهد بود که تاکنون پرواز کرده است.

از بسیاری جهات، «سفر به مریخ» از جایی که برنامه صورت فلکی متوقف شد ادامه یافت.

در حالی که موشک اریز ۱ و فرودگر ماه دور انداخته شدند، پرتابگر اریز ۵ و فضاپیمای اکتشافی خدمه حفظ شدند و مبنایی برای سامانه پرتاب فضایی(SLS) و فضاپیمای اوریون(Orion) شدند.

جدول‌های زمانی نیز به‌روزرسانی شد و مأموریت‌ها به مریخ برای اوایل دهه ۲۰۳۰ برنامه‌ریزی شد.

سفر پیشنهادی شامل سه فاز و ۳۲ پرتاب سامانه پرتاب فضایی بین سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۳۰ خواهد بود. این ماموریت‌ها قبل از فرود خدمه روی سطح مریخ، تمام اجزای لازم را به فضای بین زمین و ماه و سپس به فضای نزدیک به مریخ می‌فرستند.

فاز یک که فاز متکی به زمین نام دارد به مطالعات طولانی مدت بیشتر بر روی ایستگاه فضایی بین‌المللی تا سال ۲۰۲۴ و آزمایش فضاپیمای سامانه پرتاب فضایی و اوریون خواهد پرداخت. این شامل ماموریت اکتشافی ۱(EM-۱) در سال ۲۰۱۸، اولین پرواز سامانه پرتاب فضایی و دومین پرواز آزمایشی بدون خدمه سرنشین اوریون بود.

مانند برنامه صورت فلکی، ناسا همچنین برنامه‌ریزی کرد تا یک ماموریت تغییر مسیر سیارک(ARM) را در سال ۲۰۲۰ انجام دهد، که در آن یک فضاپیمای رباتیک با یک سیارک نزدیک به زمین ملاقات می‌کند و آن را به سمت مدار ماه می‌کشد.

ماموریت اکتشافی ۲(EM-۲) شامل یک پرواز سرنشین‌دار در اطراف ماه و سیارک ARM بین سال‌های ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۳ خواهد بود. در این مرحله، ناسا به فاز دو می‌رود و تمرکز را از زمین به فضای بین زمین و ماه تغییر می‌دهد. پرتاب‌های چندگانه سامانه پرتاب فضایی، اجزای مهم مأموریت را در این مرحله به سطح ماه و مدار می‌رسانند.

از سال ۲۰۱۲، این عناصر شامل دروازه قمری معروف به زیستگاه فضای عمیق بوده است که یک ایستگاه فضایی در حال چرخش متشکل از یک عنصر نیرو و رانش(PPE)، پایگاه سکونت و لجستیک(HALO)، سیستم تامین کننده سوخت‌گیری و زیرساخت است. و ماژول مخابرات(ESPRIT)، ماژول بین‌المللی سکونت(I-Hab) و یک فرودگر ماه قابل استفاده مجدد دارد.

عناصر دیگر شامل کمپ پایه آرتمیس می‌شود که متشکل از یک زیستگاه با سطح پایه ماه، یک سکوی متحرک قابل سکونت، یک وسیله نقلیه زمینی قمری(LTV) و یک وسیله نقلیه فضای عمیق (DST) است. این فضاپیما با اوریون ادغام می‌شود تا خدمه تا چهار نفر را به مریخ و دیگر مقاصد اعماق فضا منتقل کند.

در اوایل دهه ۲۰۳۰، فاز سه(مستقل از زمین) آغاز می‌شود که شامل عناصر ضروری است که توسط وسیله نقلیه فضای عمیق به مریخ تحویل داده می‌شود. این ایستگاه فضایی دوم به یک فرودگر مریخ قابل استفاده مجدد مجهز خواهد شد که به خدمه اجازه می دهد روی سطح فرود آمده، عملیات علمی را انجام دهند و سپس به مدار بازگردند.

نقشه راه شکل می‌گیرد

در سال ۲۰۱۷، چشم انداز بلند مدت ناسا برای بازگرداندن فضانوردان به ماه و مریخ آغاز شد. طبق قانون مجوز انتقال سازمان ملی هوانوردی و فضایی در سال ۲۰۱۷، اولویت‌های ناسا برای برنامه «ماه به مریخ» مشخص شد.

این اولویت‌ها شامل توسعه مداوم  سامانه پرتاب فضایی، اوریون، دروازه قمری و سایر عناصر مهم ماموریت بودند. این لایحه همچنین به ناسا دستور داد تا ماموریت تغییر مسیر سیارک را به نفع چیزی مقرون به صرفه‌تر لغو کند. اولویت‌های دیگر شامل گسترش تعهد ایالات متحده به ایستگاه فضایی بین‌المللی و بازیابی قابلیت پرتاب داخلی از طریق خدمات حمل‌ونقل مداری تجاری(COTS) و برنامه خدمه تجاری(CCP) بود.

طبق جدول زمانی آنها، ساخت ایستگاه فضایی دروازه ماه تا سال ۲۰۲۸ به پایان می‌رسد. اولین مأموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ از دروازه ماه در سال ۲۰۳۳، پرتاب می‌شوند. خدمه تا یک سال را صرف انجام عملیات علمی می‌کنند، سپس در سفر برگشت خود به زمین قرار می‌گیرند.

پس از آن فضاپیما و خدمه ۶ تا ۹ ماه را در راه سپری می‌کنند و به دروازه قمری بازمی‌گردند و با کپسول اوریون به زمین می‌رسند. ماموریت‌های بعدی هر ۲۶ ماه یک بار انجام می‌شود. این ماموریت‌ها منجر به ایجاد یک زیستگاه طولانی مدت در مریخ می‌شود که امکان بازدیدهای مجدد را فراهم می‌کند. همچنین می‌تواند اولین نمونه مریخ را به زمین برساند به شکلی مشابه روشی که فضانوردان آپولو سنگ‌های ماه را برای تجزیه و تحلیل بازگرداندند.

با این حال، تا سال ۲۰۱۹، ناسا مجبور شد اولویت‌ها و اهداف بلندمدت خود را مورد ارزیابی مجدد قرار دهد، زیرا دولت ترامپ برنامه جدیدی را افتتاح کرد.

همانطور که می‌بینید، چشم انداز بلند مدت ناسا برای انجام اولین ماموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ از زمان آغاز به کار آن در ۲۰ سال پیش تکامل یافته است و حتی در مراحل اولیه آن، تردیدهایی وجود داشت که زمان بندی‌ها و تعهدات واقعی هستند یا خیر. با همه این چالش‌ها مهم‌ترین عوامل فشار هنوز از راه نرسیده بودند.