آرتمیس ۳؛ آزمون مداری سه موشک غول‌پیکر برای بازگشت به ماه

آرتمیس ۳ چیست و چرا نقش آن تغییر کرد

برنامه آرتمیس ناسا از آغاز با یک هدف بلندپروازانه شکل گرفت: بازگرداندن انسان به سطح ماه برای نخستین بار پس از آپولو ۱۷ در سال ۱۹۷۲. در طرح اولیه، آرتمیس ۳ همان مأموریت تاریخی فرود بود. اما مهندسان ناسا به این نتیجه رسیدند که پیش از هر فرود سرنشین‌دار، باید مجموعه‌ای از فناوری‌های حل‌نشده در محیط واقعی فضا آزموده شوند. نتیجه، تغییر ماهیت آرتمیس ۳ از یک فرود به یک پرواز آزمایشی در مدار پایین زمین (Low Earth Orbit) است؛ مأموریتی که در آن چهار فضانورد در کپسول اوریون (Orion) با دو فرودگر تجاری ساخت شرکت‌های خصوصی پهلوگیری (docking) می‌کنند.

ناسا در نشستی خبری در مرکز فضایی کندی، جزئیات این عملیات را تشریح کرد. جرمی پارسونز، مدیر برنامه آرتمیس، این مأموریت را یکی از پیچیده‌ترین کمپین‌های پرتاب تاریخ توصیف کرد.

سه پرتابگر، یک عملیات هم‌زمان

ویژگی کم‌سابقه آرتمیس ۳ این است که برای نخستین بار سه پرتابگر سنگین‌وزن از سواحل فضایی فلوریدا به هوا برمی‌خیزند و سرنوشت مأموریت به هماهنگی دقیق آن‌ها گره خورده است: سامانه پرتاب فضایی (Space Launch System) ناسا، استارشیپ (Starship) شرکت اسپیس‌اکس و نیوگلن (New Glenn) شرکت بلو اوریجین.

ترتیب پرتاب تعیین‌کننده است. نخست نیوگلن برمی‌خیزد و فرودگر بلو مون (Blue Moon) را به مدار پایین زمین می‌برد. سپس سامانه پرتاب فضایی با کپسول اوریون و چهار فضانورد — رندی برزنیک، آندره داگلاس و فرانک روبیو از ناسا و لوکا پارمیتانو از آژانس فضایی اروپا — راهی می‌شود. اوریون ابتدا در مداری بسیار بیضوی قرار می‌گیرد که نزدیک‌ترین نقطه آن تنها ۲۹ کیلومتر و دورترین نقطه ۱۸۰۶ کیلومتر از زمین است، و سپس با مانور خود به مداری دایره‌ای در ارتفاع حدود ۵۵۵ کیلومتری منتقل می‌شود.

چرا مدار بیضوی و سپس مدار پایین؟

این مانور پیچیده دلیل فنی روشنی دارد: مدیریت حرارتی. اوریون به‌عنوان یک فضاپیمای فضای عمیق طراحی شده و شرایط گرمایی مدار پایین زمین برای آن چالش‌برانگیز است، زیرا تابش فروسرخ و بازتاب نور خورشید از سطح زمین، بار حرارتی قابل‌توجهی ایجاد می‌کند. می‌توان این وضعیت را به کوهنوردی تشبیه کرد که لباس قطب را پوشیده و ناگهان در شهر تابستانی قرار گرفته است؛ سازوکارهای خنک‌کننده باید در شرایطی کاملاً متفاوت از محیط طراحی، کارآمدی خود را نشان دهند. مسیر بیضوی امکان می‌دهد مهندسان رفتار سامانه‌های حرارتی را در بازه‌ای از شرایط گوناگون بسنجند.

روز سوم: ملاقات با بلو مون

خدمه دو روز نخست را صرف بررسی اوریون و سامانه‌های آن می‌کنند و در روز سوم پرواز، در ارتفاع ۴۳۹ کیلومتری به بلو مون می‌رسند. در دو روز بعد، عملیات پهلوگیری‌شده انجام می‌شود: باز کردن دریچه، ورود به فرودگر، ارزیابی سامانه‌های کنترل محیطی و پشتیبانی حیات، تأیید حفظ فشار اتمسفری، و آزمون سناریوهای اضطراری. همچنین کنترل هم‌زمان دو فضاپیما و آمادگی تیم‌های کنترل مأموریت در شرایط بحرانی سنجیده می‌شود.

پهلوگیری در فضا را می‌توان به لنگر انداختن دو کشتی در دریای مواج تشبیه کرد؛ با این تفاوت که هیچ اصطکاک یا لنگری در کار نیست و هر برخورد کوچک می‌تواند به سازه آسیب بزند. به همین دلیل، هر تماس باید با دقت سانتی‌متری و با پیش‌بینی دقیق نیروهای وارده انجام شود.

روز هشتم: دیدار کوتاه با استارشیپ

پس از پایان عملیات بلو مون، استارشیپ پرتاب می‌شود؛ مرحله بالایی ۵۲ متری موشک غول‌پیکر اسپیس‌اکس که این بار یک آداپتور پهلوگیری ویژه روی دماغه آن نصب شده است. این دیدار در ارتفاع حدود ۳۸۱ کیلومتری و تنها در حدود دو ساعت انجام می‌شود و خدمه وارد استارشیپ نمی‌شوند. هدف، گردآوری داده‌های حیاتی درباره نیروهای پهلوگیری و رفتار دو فضاپیما هنگام تماس و فشار متقابل است. این آزمون کوتاه، در عین حال، برای طراحی معماری آینده فرودهای ماه با استارشیپ تعیین‌کننده است.

بازگشت، آزمایش‌های بقا و سنجش سلامت

طول اسمی مأموریت ۱۴ روز است، اما می‌تواند تا ۱۷ روز افزایش یابد. پس از جدا شدن از استارشیپ، خدمه شش تا نُه روز دیگر را صرف ارزیابی لباس‌های بقا می‌کنند؛ آزمایشی که در پرواز ده‌روزه آرتمیس ۲ دور ماه انجام نشده بود. ارزیابی‌های پزشکی دقیق، آزمایش‌های علمی و نمایش فناوری‌های جدید از دیگر برنامه‌های این مرحله است. در پایان، کپسول با چتر نجات در اقیانوس فرود می‌آید.

چرا آزمون در مدار پایین زمین؟

منطق این انتخاب، ساده اما حیاتی است: قابلیت بازگشت سریع. در مدار پایین زمین، در صورت بروز نقص، فضاپیما می‌تواند در مدت چند ساعت به زمین بازگردد؛ در حالی که در مسیر ماه، چنین گزینه‌ای وجود ندارد. این مأموریت به یک تمرین کامل در استخر کم‌عمق شباهت دارد که شناگر را پیش از شیرجه در اقیانوس آزاد آماده می‌کند. به گفته پارسونز، هر بخش از آرتمیس ۳ برای کاهش ریسک مأموریت‌های فرود آینده طراحی شده و به تیم‌ها می‌آموزد چگونه در محیطی کم‌خطر تصمیم‌های حیاتی و لحظه‌ای بگیرند.

دو فرودگر، یک رقابت و آینده آرتمیس ۴

هنوز روشن نیست که در آرتمیس ۴ — نخستین فرود سرنشین‌دار نزدیک قطب جنوب ماه در سال ۲۰۲۸ — کدام فرودگر به کار می‌رود. ناسا آگاهانه گزینه‌های خود را باز نگه داشته است. جارد آیزاکمن، مدیر ناسا، تأکید کرد که سازمان قصد ندارد پیش از آنکه داده‌ها و زمان‌بندی تصمیم را تحمیل کنند، مسیر عملی خود به سطح ماه را رها کند.

معماری دو گزینه نیز متفاوت است. در سناریوی بلو اوریجین، اوریون در مدار ماه به بلو مون می‌رسد. در سناریوی اسپیس‌اکس، استارشیپ احتمالاً در مدار زمین به کپسول ناسا پهلو می‌گیرد و آن را به سوی ماه می‌راند؛ همان «فشار» که پارسونز به آن اشاره کرد. طبق اعلام ناسا، هر دو شرکت برنامه فرود در سال ۲۰۲۸ را دنبال می‌کنند.

چالش‌ها و زمان‌بندی نامطمئن

زمان دقیق پرتاب آرتمیس ۳ همچنان مشخص نیست. ناسا تابستان سال آینده را هدف گرفته، اما دستیابی به آن دشوار به نظر می‌رسد؛ ماه گذشته آیزاکمن در یادداشتی داخلی اعلام کرد که این مأموریت حدود ۹۰ روز از برنامه عقب است. بخش عمده تأخیر به زنجیره تأمین قطعات فرودگرها مربوط می‌شود. با این حال، مدیران ناسا بر توانایی خود برای عبور از این موانع تأکید می‌کنند.

چرا این مأموریت اهمیت دارد

آرتمیس ۳ یک پرتاب نمایشی نیست؛ نخستین آزمون یکپارچه از زنجیره‌ای است که قرار است انسان را به ماه برساند: پرتابگر سنگین، کپسول سرنشین‌دار، فرودگرهای تجاری و شبکه ارتباطی و کنترل زمینی. موفقیت در این آزمون، نه فقط یک گام فنی، بلکه تعیین‌کننده اعتبار معماری کل برنامه آرتمیس است. اگر همه چیز درست پیش برود، مسیر بازگشت انسان به ماه — پس از نیم قرن — از یک مدار کم‌ارتفاع در نزدیکی زمین آغاز خواهد شد.