برنامه روسیه برای سفر به مریخ

تاریخچه‌ی جدید

در اواخر دهه‌ی ۱۹۸۰ شوروی استفاده از ایستگاه‌های مداری را تجربه کرد که این تجربه پایه‌گذار ایده‌های سفر به مریخ بود. ایده‌ی استفاده کردن از دستگاه‌ها با انرژی هسته‌ای از بین رفت و شوروی در صدد استفاده از انرژی خورشیدی برآمد. یکی از سازنده‌های اصلی راکت «انرژی» به نام «گارشکف» گفت که استفاده از انرژی خورشیدی به منظور فراهم کردن حداکثر امنیت پرواز است. موتورهایی که با انرژی هسته‌ای کار می‌کردند حداکثر امنیت را تامین نمی‌کردند. راکت‌ها و موتورهای هسته‌ای که در قرن گذشته در شوروی در شهر «سمی‌پلاتینسکی» و همچنین در «نوادا» آمریکا مورد استفاده قرار گرفتند پرتوهای رادیو اکتیو را از خود ساطع می‌کردند. این راکت‌ها را در قرن گذشته در جو رها می‌کردند. راکت‌های هسته‌ای کنار گذاشته شده که به اندازه‌ی کافی مورد استفاده قرار گرفته بودند می‌توانستند موتورهای الکترو راکتور را تغذیه کنند. اما این طرح به شدت باعث افزایش وزن فضاپیما می‌شد. نصب دستگاه ضد تششع رادیو اکتیو برای محافظت سرنشینان نیز اطمینان کافی را تامین نمی‌کرد. از این رو شوروی در پروژه‌ی سال ۱۹۸۷ دو راکتور دیگر را طراحی کرد. به هر حال باز هم امنیت لازم تامین نمی‌شد و شوروی به فکر استفاده از انرژی خورشیدی افتاد.

تکنولوژی به کار رفته

جرم اولیه‌ی فضاپیمای بین سیاره‌ای در مدار زمین باید حدود ۴۰۰ تن باشد. هنگامی که فضاپیما در مداری زمین را دور می‌زند طی روندی آخرین مونتاژ‌ها روی آن انجام می‌شود(چون در آغاز قطعات فضاپیما جدا از هم است) تا پس از مدتی به طور خودکار ماموریت خود را شروع کند. روسیه سال‌های قبل بیش از ۱۰۰ مونتاژ موفق در فضا انجام داده است. ایجاد پایگاه‌های مونتاژ مداری در ایستگاه فضایی بین‌ المللی هم اکنون در حال بررسی است. اگر ایستگاه فضایی بین المللی در لحظه‌ی مونتاژ در مدار نباشد روسیه می‌تواند ایستگاه مداری جدید و نه چندان بزرگی را به وجود آورد. گارشکف گفت:"ما نمی‌خواهیم پروژه‌هایمان را با چند نوع از راکت‌های حمل کننده محدود کنیم. فضاپیما را می‌توانند با سری از موشک‌های حمل کننده‌ی روسی «پروتون» به مدار منتقل کنند. از این موشک‌ها می‌توان برای حدود ۲۰ پرتاب استفاده کرد. راکت حمل‌کننده‌ی روسی به نام «آنگارا ۷» ظرفیت حمل ۴۰ تن بار را دارد. این راکت که امروز در کارخانه‌ی «خرونیچو» تولید می‌شود، می‌تواند با ۱۰ پرتاب قطعات لازم برای مونتاژ را به مدار زمین بفرستد. قوی‌ترین راکت حمل‌کننده ی روسیه(انرژی) می‌توانست در نهایت با ۴ پرتاب قطعات لازم را برای مونتاژ به مدار حمل کند و بر اساس نوآوری و ایده‌های نوین در تولید این حمل‌کننده، این راکت می‌تواند بدون شک این قطعات لازم را حمل کند".

موتورها

گارشکف در گفت و گوی خود افزود:"هم اکنون روسیه در صدد است که فضاپیمایی را به مریخ بفرستد که با انرژی خورشیدی کار می‌کند. این فضاپیما از دستگاهی تشکیل شده است که شامل ۴۰۰ موتور کوچک مجزا است. کشش کل موتورها ۳۰ کیلوگرم است. نیروی کشش هر موتور به همراه تبدیل کننده‌های انرژی و قسمت‌های هدایت و باتری‌های خورشیدی کمتر از ۱۰۰ گرم است. صرف نظر کردن از ۱ تا ۵ عدد از موتورها به هیچ عنوان اثری در کیفیت پرواز ندارد. چنین ساختار موتوری برای هر منظوری کاربرد دارد. مشکل اصلی در پروژه‌ی سفر به مریخ تامین امنیت آن است. پس طرح استفاده از انرژی خورشیدی برای ما بهترین طرح به شمار می‌آید".

به خاطر سرعت کشش کم موتورها فضاپیما ۲ تا ۳ ماه در مداری به دور زمین می‌گردد و لازم به ذکر است که کل سفر ۲ سال به طول می‌انجامد. کشش کم موتورها به این دلیل به وجود می‌آید که این موتورها در تمام مدت در حال کار کردن هستند یعنی اول برای خارج شدن از گرانش زمین سرعت می‌گیرد و سپس وقتی که در مدار زمین قرار می‌گیرد تحت گرانش شدید سیاره‌های دیگر است و نمی‌تواند با همان سرعت اولیه خارج شدن از جو به مسیر خود ادامه دهد. پس سرعت را کم می‌کند و وقتی که در مدار سیاره مریخ قرار می‌گیرد ترمز می‌کند. و این اصل حرکت بسیاری از فضاپیماها است. تمام سفر ۲ سال طول می‌کشد.

یک بار یا چند بار؟

حال کمی پروژه ی ناسا را بررسی می‌کنیم. فضاپیمای بین سیاره‌ای با موتور الکترو راکتوری به مداری که وسایل آماده شده برای مونتاژ رسیده بودند، به مدار مریخ می‌رسد و وسایل روی هم سوار می‌شوند(عمل مونتاژ انجام می شود). سرنشین به نقطه‌ی صفر یا نقطه‌ی فرود نقل مکان می‌کند، به مریخ پرواز می‌کند، روی سطح این سیاره کار می‌کند و در نهایت به فضاپیما بر می‌گردد و قطعات را از هم جدا می‌کند. این طرح آینده‌ی آمریکا برای پرواز اکتشافی به سیاره‌ی سرخ است. فضاپیمای مریخی روسی می‌تواند چند بار مورد استفاده قرار بگیرد. سفینه‌ی بین سیاره‌ای روسی در نزدیکی زمین متوقف نمی‌شود بلکه از کنار آن عبور می‌کند. از مدار زمین خارج شده و به کپسول اختصاصی می‌رود(پس از انجام ماموریت به زمین بر نمی‌گردد). در این زمان است که سرنشین با کپسول اختصاصی خود به زمین بر می‌گردد. خود فضاپیما منبعی دارد که می‌تواند آن را حداقل تا ۱۵ سال تغذیه کند.

فرود فضایی

فضاپیمای روس‌ها ماموریت خود را با حداکثر امنیت انجام می‌دهد. مدل ماموریت در ایستگاه مداری شبیه‌سازی می‌شود. ماموریت دیگر فرود بر روی سطح مریخ است و تامین امنیت به عنوان یک مساله دشوار مطرح می‌شود. گارشکف افزود:"وسیله‌ای که قرار است در مریخ فرود بیاید در زمین آزمایش می‌شود تا احتیاجی به انجام عملیات اضافی هنگام پرواز بین سیاره‌ای را نداشته باشیم و طرح فرود تا حد امکان ساده باشد".

گارشکف طرح پرواز را مانند طرح فرود تشریح می‌کند:"پس از ورود به مدار نزدیک مریخ وسیله‌ی فرود از مجموعه جدا می شود. هنگام اولین پرواز وسیله‌ی فرود کاملا خودکار بر روی سطح مریخ فرود می‌آید، سرنشین بدون فرود آمدن و از مدار، ماموریت هدایت را بر عهده خواهد داشت. تکنولوژی موجود اجازه‌ی انجام تمرین همه‌ی کارها را می‌دهد. گارشکف می‌گوید:"فرود و برگشت از سطح مریخ خطرناک‌ترین بخش این سفر اکتشافی است. ما تصمیم نداریم که سرنشین در وسیله‌ی فرود بنشیند. زیرا فعلا تضمینی برای این که این وسیله بتواند فرود خودکار موفقیت‌آمیزی روی سطح انجام دهد وجود ندارد. به همین دلیل در اولین پرواز، انسان بر سطح مریخ فرود نخواهد آمد. و همه‌ی این‌ها همان هدف اصلی پروژه‌ی مریخ یعنی فرود انسان بر مریخ است. به همین دلیل فضاپیمای ما پس از برگشت به زمین پس از اندک زمانی باید حرکت جدید را به سمت مریخ با لباس‌های فضانوردی مخصوص مریخ آغاز کند".

منبع: مجله‌ی مکانیک عمومی - چاپ نوامبر ۲۰۰۵

به نقل از مجله نجوم  nojum.ir