انقلاب در سفر به مریخ: طرح ناسا و «راکت لب» برای کاهش ۹۰ درصدی هزینه‌ها
ماموریت جدید ناسا و شرکت Rocket Lab در یک سفر دو مرحله ای است. مرحله اول، یک سفر ۵۵ ساعته از کالیفرنیا به محل پرتاب در کیپ کاناورال در فلوریدا. و مرحله دوم سفر ۱۱ ماهه به مریخ. هدف از این ماموریت سفر به مریخ با هزینه ۵۵ میلیون دلاری است. این به معنای تنها ۱/۱۰ هزینه ماموریت های قبلی است.
این ماموریت «Escape Acceleration and Plasma and Dynamic Explorers» یا به اختصار ESCAPADE نام دارد. آزمایشگاه علوم فضایی (SSL) در دانشگاه کالیفرنیا برکلی یک محموله علمی برای این مأموریت ایجاد کرده است که باد خورشیدی و جو مریخ را مطالعه می کند. اما خود فضاپیما که در فضا حرکت می کند و بار حمل می کند، توسط شرکت Rocket Lab ساخته شده است.
در حالی که راکت آزمایشگاهی به خاطر موشک الکترون خود (در رتبه دوم پس از فالکون ۹ اسپیس ایکس از نظر تعداد پرواز) شناخته شده است، ESCAPADE احتمالا پاییز یا زمستان امسال با موشک نیو گلن بلو اوریجین به فضا پرتاب خواهد شد. پرتاب می شود
در واقع، بیشتر درآمدهای Rocket Lab از ساخت و فروش فضاپیما یا تجهیزات فضاپیما به دست می آید. در سال ۲۰۲۲، آزمایشگاه راکت نیز یک ماهواره برای ماموریت کپستون ساخت. این فضاپیما پس از یک سفر پنج ماهه در اعماق فضا وارد مدار ماه شد.
اما سفر به مریخ بسیار بیشتر طول می کشد و هزینه سفر به آنجا نیز بسیار بالاست. دو ماموریت آخر برای ارسال ماهواره به مریخ (مدارگرد شناسایی مریخ در سال ۲۰۰۵ و MAVEN در سال ۲۰۱۳) برای ناسا بیش از ۵۰۰ میلیون دلار هزینه داشت.
کاهش هزینه سفر به مریخ
در سال ۲۰۱۹، ناسا برنامه ماموریت های کوچک نوآورانه برای اکتشاف سیاره ای (SIMPLEx) را راه اندازی کرد. هدف ناسا به جای هزینه ۵۵۰ میلیون دلاری برای هر مأموریت فضایی عمیق، کاهش هزینه سفر به مریخ به میزان ۱/۱۰ و اهدای ۵۵ میلیون دلار به هر ماموریت (بدون احتساب هزینه های پرتاب) بود.
ESCAPADE یکی از سه ماموریتی است که در برنامه SIMPLEx افق میهن شده است. البته این بودجه ۵۵ میلیون دلاری در ابتدا به محقق اصلی پروژه، SSL تعلق گرفت که با Rocketlab قرارداد ساخت تا دو فضاپیما بسازد.
این دو فضاپیما آبی و طلایی نام دارند و بر اساس فضاپیمای کاوشگر موشک کاپستون ساخته شده اند که قابلیت تغییر سرعت بالا را دارد. یکی از بزرگترین چالش‌های مهندسین آزمایشگاه موشک، ساخت فضاپیمایی بود که بتواند مسافت زیادی را از زمین تا مریخ طی کند. به همین دلیل ۷۰ درصد وزن فضاپیمای ESCAPADE را سوخت تشکیل می دهد. این سوخت به فضاپیما اجازه می دهد تا به سه کیلومتر در ساعت شتاب دهد که برای ماهواره ای با این اندازه بسیار زیاد است.
چالش دیگر Rocket Lab این بود که آنها تا فوریه ۲۰۲۳ نمی دانستند که فضاپیما با چه نوع موشکی پرتاب خواهد شد. به این ترتیب آنها پارامترهایی به نام «محدودیت رانندگی» برای طراحی فضاپیمای خود نداشتند.
برای حل این مشکل، آنها فضاپیمای خود را با حداکثر جرمی که سیستم آنها می تواند به صورت فیزیکی در مدار مریخ حمل کند، طراحی کردند، نه با حداکثر جرمی که موشک می تواند به فضا ببرد.
آنها همچنین فضاپیما را به جای غلاف یک «تانک ساندویچ» ساختند. در این طرح دو عرشه از وسط مخازن سوخت را احاطه کرده اند. این طراحی باعث شد تا آنها موفق شوند وزن ساختار ماهواره را از ۲۰-۲۲ درصد وزن کل فضاپیما در ماهواره های معمولی به ۱۲ درصد کاهش دهند.
این کاهش وزن به معنای کاهش سوخت مورد نیاز، کاهش حجم مخازن سوخت، کاهش ابعاد پنل های خورشیدی و تغییرات دیگر بود.
این فضاپیما ۱۱ ماه پس از پرتاب به مریخ خواهد رسید، اما در آن زمان خورشید بین مریخ و زمین قرار خواهد گرفت و ارتباط با آن امکان پذیر نخواهد بود. بنابراین تیم آزمایشگاه موشک به مدت سه ماه منتظر می ماند و سپس عملیات استقرار در مدار را آغاز می کند. ESCAPADE داده ها را به مدت ۱۱ ماه جمع آوری و به زمین ارسال خواهد کرد.
منبع: دیجیاتو
