چه کسی ما را زودتر به ماه خواهد برد؛ ناسا یا اسپیس ایکس؟

بعد از ماموریت آپولو ۱۷ در سال ۱۹۷۲ میلادی، تا کنون کسی به ماه نرفته‌است؛ اما با ظهور پروازهای تجاری سرنشین‌دار، تمایل بازگشت به ماه روز به روز بیشتر می‌شود و حتی دوباره مسابقه فضایی دیگری را به وجود آورده‌است.

مدتی است ناسا با همکاری شرکت خصوصی اسپیس ایکس برنامه پروازهای تجاری خود را راه‌اندازی کرده‌است، اما اسپیس ایکس همچنان عمده برنامه‌های فضایی خود را به تنهایی دنبال می‌کند. ناسا و اسپیس ایکس برای پرواز به ماه و فراتر از آن دو راکت سنگین جدید معرفی کرده‌اند: «استارشیپ» اسپیس ایکس و «سامانه پرتاپ فضایی- SLS» ناسا. اما تفاوت آن‌ها در چیست و کدام یک از آن‌ها قدرتمندتر است.

استارشیپ

راکت‌ها از مراحل مختلفی عبور می‌کنند تا به مدار برسند. با جدا کردن مخزن سوخت هنگام پرواز، وزن راکت بسیار کمتر می‌شود و در نتیجه راحت‌تر شتاب می‌گیرد. سیستم پرتاب اسپیس ایکس متشکل از دو قسمت خواهد بود: پرتابگر «سوپر هوی» (Super Heavy) و استارشیپ.

سوپر هوی از موتور «رپتور» استفاده می‌کند که ترکیبی از متان مایع و اکسیژن مایع را می‌سوزاند. سیستم کار موتورهای سوخت مایع به این صورت است که دو ماده پیشران – یک سوخت مانند نفت سفید و یک اکسید‌کننده مانند اکسیژن مایع – در محفظه احتراق ترکیب می‌شوند و می‌سوزند. شعله این فرآیند، هوای داغ با فشار بالا تولید می‌کند که با سرعت زیادی از نازل موتور خارج می‌شود و نیروی پرتاب را به وجود می‌آورد.

نیروی پرتاب این راکت ۶۷.۵ میلیون نیوتون است که تقریبا دو برابر راکت‌های آپولو ناسا نیرو تولید می‌کند. این راکت روی پرتابگر، استارشیپ قرار دارد که خود به تنهایی شش موتور رپتور دارد و مجهز به یک اتاق کنترل پرواز، کوپه با ظرفیت صد نفر و سوخت اضافه برای سوخت‌گیری مجدد در فضا است. طراحی استارشیپ به گونه‌ای است که هم در خلا و هم در جو زمین و مریخ پرواز می‌کند و با بال‌های کوچک روی آن، می‌توان موشک را هدایت کرد تا در محل مناسبی فرود بیاید.

هنگامی که استارشیپ به محل فرود برسد، با موتورهای رپتور خود به حالت عمودی درمی‌آید و به آرامی ارتفاع خود را کم می‌کند تا در محل مورد نظر فرود بیاید. این راکت با توجه به جاذبه کمتر ماه و مریخ، می‌تواند از سطح آن‌ها به پرواز درآید و دوباره به زمین بازگردد. سوپر هوی و استارشیپ قابلیت استفاده مجدد دارند و کل این سیستم طوری طراحی شده‌است که می‌تواند تا صد تن بار حمل کند و به سطح ماه یا مریخ منتقل کند.

استارشیپ با سرعت زیادی در حال کامل شدن است. در تست پرواز یکی از نمونه‌ها (SN8)، تعدادی از مانورها به خوبی انجام شدند اما متاسفانه به دلیل نقص فنی در یکی از موتورها، فرود با موفقیت انجام نشد و کل سیستم در این مرحله از بین رفت.

سیستم پرتاب فضایی ناسا

بعد از بازنشسته شدن ساترن ۵، سامانه پرتاب فضایی ناسا (SLS)، قدرتمندترین راکتی است که این سازمان از آن استفاده می‌کند. ساختار کنونی این راکت، صد متر ارتفاع دارد و بدنه اصلی آن می‌تواند ۳.۳ میلیون لیتر هیدروژن و اکسیژن مایع درون خود نگه دارد. SLS

با چهار موتور RS-25 کار می‌کند که ناسا قبلا از آن در برنامه شاتل فضایی استفاده می‌کرد. تفاوت اصلی RS-25 با رپتور در سوزاندن هیدروژن به جای متان است.

بدنه اصلی SLS، دو موشک سوخت جامد دیگر در دو طرف خود دارد که هنگام پرتاب حدود ۳۷ میلیون نیوتن انرژی آزاد می‌کند. این نیرو حدود پنج درصد بیشتر از نیروی پرتابی ساترن ۵ است. این مرحله، SLS را تا مدار پایین زمین هدایت می‌کند. در مرحله بعدی برای خروج از مدار زمین، موتور سوخت مایع کوچک‌تری به نام RL-10 وارد عمل می‌شود که ناسا از این موتور در موشک‌های اطلس و دلتای خود استفاده می‌کند که از RS-25 کوچکتر و سبک‌تر است.

SLS، کاری را انجام می‌دهد که موشک‌های کنونی ناسا قادر به انجام دادن آن نیستند. این موشک، کپسول سرنشین‌دار «اوریون» را در ماموریت آرتمیس-۱ به ماه می‌فرستد که می‌تواند ۶ سرنشین را برای ۲۱ روز در سطح ماه زنده نگه دارد.

اوریون پنجره‌های آکرلیک بزرگی دارد که هنگام پرواز فضانوردان بتوانند اطراف خود را ببینند. این کپسول همچنین موتور، مخزن سوخت و سیستم پیشران دوم برای بازگشت به زمین دارد و می‌تواند از ایستگاه‌های فضایی آینده مثل (Lunar Gateway) سوخت‌گیری کند.

بدنه اصلی و پرتابگرهای SLS قابلیت استفاده مجدد را ندارند و همین باعث می‌شود که هزینه بیشتری نسبت به استارشیپ، چه در مواد و چه زیست‌محیطی، داشته باشد. اما طراحی آن اجازه حمل ۱۲۰ تن بار می‌دهد که از استارشیپ بیشتر است.

اکثر فناوری‌های استفاده شده در SLS، از ماموریت‌های قبلی اقتباس شده‌است که به ناسا اجازه می‌دهد زمان کمتری را صرف تولید و تحقیقات کند. در تستی که اخیرا انجام شد، موتور بدنه اصلی بعد از گذشت یک دقیقه از هشت دقیقه تست خاموش شد، اما آسیب خاصی به بدنه نرسیده و مشکل جدی در آن به وجود نیامده‌است، به همین دلیل ناسا تغییر خاصی در طراحی SLS ایجاد نمی‌کند.

حالا برنده چه کسی است؟

ناسا اعلام کرد که در ماه اوت ۲۰۲۳ میلادی (مرداد ۱۴۰۲) در ماموریت آرتمیس-۲، اولین ماموریت سرنشین‌دار خود به ماه را با SLS انجام خواهد داد. اسپیس ایکس هنوز تاریخ دقیقی از اولین پرتاب سرنشین‌دار خود مشخص نکرده‌است، اما در پروژه‌ای به نام (Dear Moon) عنوان کرد که تا سال ۲۰۲۳ میلادی برنامه گردشگری فضایی را انجام خواهد داد. ایلان ماسک همچین اعلام کرد که تا سال ۲۰۲۴ میلادی، اولین پرواز سرنشین‌دار به مریخ را با استارشیپ انجام می‌دهد.

مسابقه‌ای بین سازمانی که سال‌های زیادی تجربه و آزمایش انجام داده اما با مالیات متغیر و قوانین دولتی محدود شده‌است و شرکت خصوصی که به تازگی وارد بازی شده و تاکنون ۱۰۹ فالکون ۹، پرتاب کرده‌است و جریان مالی ثابتی دارد، به وجود آمده‌است. هر کدام از آن‌ها که زودتر به ماه برسد دوره جدیدی از اکتشافات فضایی را شروع می‌کند که در وهله اول ارزش علمی بسیار زیادی خواهد داشت.