آرتمیس ۲ و لحظه‌های هراس در دورترین نقطه از زمین

روایتی از فاصله‌ای که انسان پیش‌تر ندیده بود

در تاریخ کاوش‌های فضایی، شمار اندکی از لحظه‌ها به اندازه عبور از دورترین نقطه سفر به ماه تنش‌زا هستند. فرمانده رید وایزمن، فرمانده مأموریت آرتمیس ۲ سازمان ناسا، در جشنواره استارموس هشتم در تنریف اسپانیا روایت کرد که در روز ششم این سفر ده‌روزه، شمارنده فاصله فضاپیما از زمین از عددی که اتاق کنترل هیوستون به عنوان سقف تعیین کرده بود فراتر رفت و در او برای دقایقی این بیم جدی پدید آمد که خدمه هرگز به خانه بازنگردند.

این روایت، در ظاهر یک خاطره شخصی است، اما در واقع دریچه‌ای است به پیچیدگی محاسبات مداری، مدیریت مسیر و روان‌شناسی خدمه در سفرهای فضایی طولانی؛ موضوعی که برای هر دانشجوی علاقه‌مند به مکانیک مداری و مهندسی فضایی ارزش مطالعه دارد.

آرتمیس ۲ چه مأموریتی بود

آرتمیس ۲ نخستین پرواز سرنشین‌دار کپسول فضایی اوریون (Orion) بود؛ کپسولی که ناسا آن را برای بازگرداندن انسان به ماه طراحی کرده است. این مأموریت در نخستین روز آوریل از مرکز فضایی کندی در فلوریدا پرتاب شد و حدود ده روز طول کشید تا خدمه چهارنفره، شامل رید وایزمن، ویکتور گلوور و کریستینا کخ از ناسا و جرمی هانسن از آژانس فضایی کانادا، مسیر رفت و بازگشت به گرد ماه را کامل کنند.

اهمیت این مأموریت تنها در بازگشت انسان به ماه نیست، بلکه در این است که برای نخستین بار پس از مأموریت آپولو ۱۷ در سال ۱۹۷۲، انسان از مدار نزدیک زمین خارج شد و به همسایگی ماه سفر کرد. تقریباً همه لحظه‌های فعالیت خدمه در کپسول اوریون به صورت زنده پخش شد و توجه عمومی گسترده‌ای برانگیخت.

عددی که سرنوشت را تعیین می‌کند

در طراحی هر مأموریت فضایی، مفهومی به نام نقطه بازگشت یا آستانه بازگشت (turn-back point) وجود دارد. این نقطه جایی است که فضاپیما باید مسیر خود را تغییر دهد و به سوی زمین بازگردد. اگر فضاپیما از این حد فراتر برود، ممکن است انرژی و سوخت لازم برای بازگشت به زمین در دسترس نباشد یا مسیر بازگشت به شکل خطرناکی طولانی شود.

وایزمن توضیح داد که اتاق کنترل هیوستون حداکثر فاصله او از زمین را ۲۱۹٬۶۶۷ مایل دریایی، معادل حدود ۴۰۶٬۸۲۳ کیلومتر، تعیین کرده بود؛ فاصله‌ای بیشتر از هرآنچه انسان تاکنون از سیاره مادری خود دور شده است. او می‌گفت منتظر بود پس از رسیدن به این عدد، شمارنده شروع به کاهش کند و نخستین عددی که ببیند ۲۱۹٬۶۶۶ باشد. اما سه دقیقه بعد عدد ۲۱۹٬۶۶۸ را دید؛ یعنی فاصله همچنان افزایش می‌یافت. سه دقیقه بعد هم عدد به ۲۱۹٬۶۶۹ رسید و در همان لحظه بود که به گفته خودش ترس واقعی را تجربه کرد.

نکته مهم این است که در آن لحظه، سه خدمه دیگر در حال کار بودند: گلوور و کخ پشت پنجره مشغول مشاهده علمی ماه بودند و هانسن گزارش‌ها را برای اتاق کنترل ارسال می‌کرد. بنابراین دلهره فرمانده برای دقایقی از نگاه دیگران پنهان ماند؛ نمونه‌ای گویا از اینکه در سفرهای فضایی، هر عضو خدمه بار روانی و کاری متفاوتی را تحمل می‌کند.

چرا شمارنده بالا رفت

پرسش طبیعی این است که چرا شمارنده فاصله از حد پیش‌بینی‌شده فراتر رفت. در پروازهای مداری، فاصله فضاپیما از زمین تابعی از مسیر، سرعت و زمان‌بندی دقیق روشن‌شدن موتورها است. نقطه اوج (apogee) مسیر، جایی است که سرعت شعاعی فضاپیما نسبت به زمین به صفر می‌رسد و پس از آن فاصله کاهش می‌یابد. اما این نقطه دقیقاً همان نقطه‌ای نیست که پیش از پرواز محاسبه شده است؛ زیرا در عمل، خطاهای کوچک در تراست موتور، جرم واقعی فضاپیما، فشارهای پیشران و حتی اثر گرانش ماه و زمین می‌توانند زمان و مکان دقیق نقطه اوج را کمی جابه‌جا کنند.

به بیان ساده، مانند پرتاب توپی به هواست: شما تخمین می‌زنید که توپ تا ارتفاع مشخصی بالا می‌رود، اما اگر نیروی پرتاب کمی بیشتر باشد، توپ کمی بالاتر می‌رود و کمی دیرتر برمی‌گردد. در مقیاس سفر به ماه، همین «کمی» به هزاران کیلومتر و دقایقی سرنوشت‌ساز تبدیل می‌شود. آنچه در نهایت آرامش را بازگرداند، دیدن کاهش تدریجی شمارنده بود؛ نشانه‌ای از اینکه فضاپیما از نقطه اوج خود گذشته و در مسیر بازگشت قرار گرفته است.

فراتر از ماه و مسئله ارتباط

یکی از وجوه آموزشی این مأموریت، پرواز بر فراز نیمه پنهان ماه است. کره ماه به دلیل چرخش همزمان (tidal locking) همیشه یک نیمکره را به زمین نشان می‌دهد. وقتی فضاپیما به پشت ماه می‌رسد، ماه میان فضاپیما و زمین قرار می‌گیرد و ارتباط رادیویی مستقیم قطع می‌شود. در چنین بازه‌ای، خدمه باید بتوانند بدون پشتیبانی لحظه‌ای اتاق کنترل کار کنند و در صورت بروز مشکل، تصمیم‌های حیاتی بگیرند.

این وضعیت شبیه رانندگی در تونلی است که در آن هیچ آنتنی برای تماس با بیرون وجود ندارد؛ راننده باید از پیش بداند در صورت بروز مشکل چه کند. به همین دلیل، آیین‌نامه‌های عملیاتی، تمرین‌های شبیه‌ساز و طراحی سیستم‌های خودکار در کپسول اوریون اهمیت دوچندان می‌یابند.

نقش تیم‌های زمینی و مهندسی دقیق

وایزمن در گفت‌وگو با نشریه خواهر لایو ساینس تأکید کرد که بازگشت سالم خدمه نتیجه دقت مهندسی و کار تیم‌های کنترل پرواز روی زمین است؛ کسانی که پرتابگر را ساختند و مسیر رفت و بازگشت را هدایت کردند. این سخن به یک واقعیت بنیادین در اکتشاف فضایی اشاره دارد: سفر فضایی سرنشین‌دار، پیش از آنکه دستاوردی فردی باشد، محصول کار گروهی چند هزار نفره و زنجیره‌ای از محاسبات و آزمون‌های دقیق است.

همچنین باید توجه داشت که این مأموریت، گامی مقدماتی برای بازگشت پایدار انسان به سطح ماه در چارچوب برنامه آرتمیس است. آزمون مسیر رفت و بازگشت، آزمایش سیستم‌های پشتیبانی حیات، سنجش اثر پرتوهای کیهانی بر بدن و ارزیابی عملکرد ارتباطات در فاصله‌های بسیار دور، همه داده‌هایی فراهم می‌کند که برای مأموریت‌های بعدی و در نهایت سفر به مریخ ضروری است.

درسی از یک دلهره کوتاه

روایت فرمانده آرتمیس ۲ نشان می‌دهد که حتی در مأموریتی که با ساعت‌ها محاسبه و شبیه‌سازی آماده شده است، فاصله میان «برنامه» و «واقعیت» همیشه وجود دارد. علم و مهندسی، این فاصله را حذف نمی‌کند؛ بلکه ابزارهایی می‌سازد تا آن را اندازه بگیریم، پیش‌بینی کنیم و در برابر آن تاب بیاوریم.

برای دانشجوی جوانی که امروز این سطور را می‌خواند، پیام روشن است: پشت هر سفر فضایی، مجموعه‌ای از مفاهیم پایه در مکانیک، فیزیک مدارها، مخابرات و طراحی سیستم نهفته است. همان معادلاتی که در کلاس درس انتزاعی به نظر می‌رسند، در فاصله چهارصد هزار کیلومتری زمین به پرسشی زنده تبدیل می‌شوند: آیا به خانه برمی‌گردیم یا نه.