اتومبیلی برقی فراتر از زمان؛ مروری بر داستان توسعه و قابلیت های خودروی ماه نورد

اینکه بشر نه تنها به سطح ماه قدم گذاشته، بلکه روی آن رانندگی نیز کرده حقیقتا امری شگفت انگیز است. با اینکه در ماموریت آپولو 11 خبری از وسیله نقلیه مخصوص برای فضانوردان نبود، اما در ماموریت های 15، 16 و 17 از خودروهایی پیشرفته برای حرکت روی سطح پودر مانند ماه استفاده شد. این خودروها با نام ماه نورد (Lunar Roving Vehicle یا به اختصار LRV) یا باگی ماه شناخته می شوند.

در نوشتار حاضر قصد داریم نگاهی گذرا به تاریخچه خودروهای ماه نورد انداخته و روند طراحی و توسعه آنها را با هم مرور کنیم. اگر این موضوع برایتان جذابیت دارد، دعوت می کنیم با ادامه مطلب دیجیاتو را همراهی فرمایید.

17 ماه تلاش بی وقفه

در ابتدا هدف اصلی، طراحی و تولید یک وسیله نقلیه موتوری با کابین تحت فشار و امکان حرکت روی سطح ماه بود. این وسیله نقلیه باید می توانست فضای لازم برای حمل لوازم مورد نیاز فضانوردان را فراهم نموده و امکان زندگی دو هفته ای آنها را میسر می ساخت. قرار بر این بود که پس از اتمام پروژه خودروی نهایی با ماموریتی جداگانه و از طریق راکت ساترن 5 به سطح ماه ارسال شود. این ایده مورد توجه ناسا قرار گرفت و قراردادی برای توسعه و تست نمونه اولیه امضا شد.

اما در این بین مخالفانی نیز وجود داشتند، چرا که آنها فکر می کردند ارسال چنین خودرویی همراه با فضانوردان ماموریت را پیچیده تر می کند؛ از سوی دیگر در صورت ارسال خودرو با راکتی جداگانه هزینه ها بسیار بیشتری می شوند.

بروز اختلاف نظرها باعث شد تنها 17 مانده به مهلت تعیین شده، روند طراحی و تست خودروی ماه نورد آغاز شود. شرکت های مختلفی برای تولید این خودرو اعلام آمادگی کرده بودند که در نهایت طرح بوئینگ توانست بیش از بقیه نظرات مثبت را جلب کند. جالب اینکه در بین این شرکت ها، نام کرایسلر نیز دیده می شد.

آن چیزی که تیم بوئینگ با همکاری جنرال موتورز در عرض 17 ماه تولید کرد، حاصل نبوغ بالا و خلاقیت مهندسین حاضر در پروژه بود. خودروی ارایه شده توسط این تیم وزن بسیار کمی داشت و از پیشرانه ای الکتریکی بهره می برد. این خودرو به گونه ای ساخته شده بود که می توانست در دمای مابین منفی 328 الی 392 درجه فارنهایت (منفی 200 الی مثبت 200 درجه سانتیگراد) کارایی خود را حفظ کند.

پس از تولید LRV، مساله مهم امکان جا دادن آن در ماژول ارسالی به سطح ماه بود. برای این خودرو فضایی به اندازه یک میز غذاخوری کوچک در نظر گرفته شده بود، حال آنکه باید می توانست دو سرنشین، لوازم، سنگ ها و نمونه ای از خاک سطح ماه را با خود حمل کند.

خودروی ماه نورد طولی برابر با سه متر و وزنی برابر با 210 کیلوگرم داشت و می توانست تا 490 کیلوگرم بار را با خود حمل کند

راهکاری که برای حل این مساله ارایه شد، تبدیل LRV سه متری به اوریگامی بود. مهندسین بوئینگ سیستمی طراحی کردند که به فضانوردان اجازه می داد به راحتی با کشیدن دو کابل خودروی خود را روی ماه آماده به کار کنند.

مشخصات فنی

باگی از پیشرانه ای تمام الکتریکی بهره می برد. این پیشرانه چهار موتور مستقل (هر چرخ یک موتور) داشت و هر کدام از این موتورها می توانستند تنها 0.25 اسب بخار قدرت تولید کنند. به عبارت دیگر پیشرانه LRV در مجموع یک اسب بخار تولید می کرد!

تایرهای باگی ماه نورد دارای جنسی از فولاد و تیتانیوم بودند. این خودرو می توانست به حداکثر سرعت 8 مایل (12.8 کیلومتر) در ساعت دست پیدا کند، اما در طول ماموریت آپولو 17 یوجین سرنان (Eugene Cernan) موفق به ثبت سرعت 11 مایل (17.7 کیلومتر) با LRV شد؛ این رقم رکورد بیشترین سرعت روی سطح ماه محسوب می شود.

شعاع گردش باگی ماه نورد تنها سه متر بود

هر چهار چرخ LRV فرمانپذیر طراحی شده بودند تا این خودرو توانایی بالایی در انجام مانورهای مختلف داشته باشد. با توجه به تامین نیروی چرخ ها توسط موتورهای مستقل، باگی ماه نورد قادر بود بسته به شرایط به صورت تک، دو یا هر چهار چرخ محرک حرکت کند. در حالت عمومی هر چهار چرخ این خودرو محرک بودند.

برخلاف خودروهای الکتریکی کنونی، LRV قابل شارژ نبود

وظیفه تامین نیروی پیشرانه LRV بر عهده باتری 36 ولتی نقره-زینکی گذاشته شده بود. با تکیه بر این باتری LRV توانایی پیمایش مسافت 57 مایلی (91.7 کیلومتر) را داشت. با وجود این حداکثر مسافت پیموده شده با باگی ماه نورد 22.3 مایل (35.8 کیلومتر) است که در جریان ماموریت آپولو 17 ثبت شد.

فضانوردان LRV را به وسیله یک جوی استیک T شکل کنترل و هدایت نموده و مسیریابی را از طریق ژیروسکوپی که با کیلومترشمار و ساعت آفتابی (به عنوان پشتیبان) ترکیب شده بود، انجام می دادند.

به دلیل اینکه در آن زمان خبری از نقشه های با کیفیت از سطح ماه نبود، فضانوردان نمی توانستند فقط با استفاده از نقشه های موجود ابتدایی مسیریابی کنند. در عوض برای جلوگیری از هر گونه سر در گمی، باگی ماه نورد تمامی حرکات، چرخش ها و تنظیمات هر چرخ را به طور دقیق ثبت می کرد تا فرمانده ماموریت بتواند در صورت نیاز با تکیه بر این ویژگی مسیر پیموده شده را عینا بازگشته و به محل فرود ماژول برسد.

با صرف بودجه 38 میلیون دلار در سال 1969 چهار دستگاه از خودروی ماه نورد تولید شد. این رقم برای سال 2019 معادل چیزی در حدود 265 میلیون دلار می شود. با این حساب هر دستگاه LRV ارزشی برابر با 66.25 میلیون دلار دارد

طبق شنیده ها ظاهرا سه تیم فضانورد که سوار بر باگی ماه نورد شده اند، از عدم تطابق نقشه های موجود در آن زمان با آنچه که روی سطح ماه قابل مشاهده بود، خبر داده اند. در مقابل آنها از عملکرد سیستم ثبت دقیق مسیر طی شده و حرکات چرخ های خودروی ماه نورد اظهار رضایت کرده و با استفاده از آن به صد متری نقطه شروع ماموریت بازگشته اند.

هر سه خودروی ماه نوردی که در ماموریت های متفاوت روی سطح ماه به کار گرفته شده اند، بدون خطا یا ایرادی بزرگ فضانوردان را جابجا کرده اند. بزرگ ترین ایرادی که در طول سه ماموریت مشاهده شده، شکنندگی راحت گلگیرها بوده است.

در جریان ماموریت آپولو 16، گلگیر باگی ماه نورد پس از آنکه یکی از فضانوردان با آن برخورد کرد، شکست؛ به همین خاطر هنگام حرکت روی سطح ماه گرد و خاک به هوا برخاسته و بخشی از باتری ها و لباس فضانوردان با غبار پوشیده شد. با نشستن غبار روی باتری ها و رادیاتور مربوطه، دمای آنها بالاتر رفته و شعاع حرکتی LRV با سرعتی زیاد کاهش یافت.

سه خودروی ماه نورد در مجموع 91.7 کیلومتر مسافت را روی سطح ماه طی کرده اند

در ماموریت آپولو 17 نیز اتفاق مشابهی رخ داد و با برخورد یکی از فضانوردان با LRV گلگیر آن شکست. با توجه به نتایج بدی که شکستگی گلگیر در ماموریت آپولو 16 بر جای گذاشته بود، فضانوردان آپولو 17 سریع دست به کار شده و با استفاده از نقشه، نوار چسب و چند گیره مشکل را به طور موقت حل کردند.

در پایان هر کدام از ماموریت هایی که LRV در آنها حضور داشت، خودروها با کمی فاصله از ماژول سطح نشین پارک شدند تا دوربین ها تصاویر بازگشت ماژول به فضا را ثبت کنند. هر سه خودروی LRV حاضر در ماموریت های آپولو 15، 16 و 17 در سطح ماه رها شده و اکنون روی این کره قرار دارند.