چرا نمیتوانیم به طور کامل در مریخ کاوش کنیم؟

به گزارش مجله خبری نگار،به قسمت دوم «انسان‌ها در مریخ» خوش آمدید. در بخش اول، ما برنامه صورت فلکی و طراحی ماموریت اولیه «ماه به مریخ» را بررسی کردیم. ما همچنین به تلاش‌ها برای توسعه فضاپیما، فرودگر‌ها و سایر وسایل نقلیه که فضانوردان را به مریخ می‌برند نیز نگاهی انداختیم. در آخر، به این موضوع پرداختیم که چگونه این طرح‌ها به دلیل بحران مالی جهانی سال‌های ۲۰۰۸ و ۲۰۰۹ به تأخیر افتادند و چگونه در سال ۲۰۱۰ دوباره احیا شدند.

در سال‌های پایانی دهه اخیر، به نظر می‌رسید که ناسا برنامه‌ای در دست اجرا دارد و ممکن است آن‌طور که انتظار می‌رفت ظاهر شود. با این حال، زمان سختی در پیش است، زیرا اولویت‌های جدید، دولت جدید و نگرانی‌های ماندگار در مورد بودجه به نگرانی‌های بیشتری منجر می‌شود. علاوه بر این، تغییرات جدی در جدول زمانی پیشنهادی ناسا، این آژانس را مجبور می‌کند تا به طور قابل توجهی برنامه‌ها و انتظارات خود را تعدیل کند.

بودجه و تاخیر
همانطور که در قسمت قبلی اشاره شد، نگرانی‌های بودجه برای ناسا آشکار بود. برای شروع، برنامه‌های جاه‌طلبانه ناسا مستلزم افزایش هزینه‌هایی بود که روند‌های تاریخی را در هم می‌شکند. از آغاز سال ۱۹۷۵، دولت ایالات متحده کمتر از یک درصد از بودجه فدرال خود را به اکتشافات فضایی اختصاص داد. تا سال ۲۰۱۰، در پی بحران مالی جهانی، مخارج ناسا به حدود ۰.۵ درصد از بودجه فدرال کاهش یافت و از آن زمان تاکنون در همین محدوده باقی مانده است. حتی با احیای اقتصادی بین سال‌های ۲۰۱۰ و ۲۰۲۱، هزینه‌های فدرال در سطح ۰.۵ درصد یا کمتر از آن باقی ماند و تنها با افزایش سالانه اندکی مواجه شد. به گفته بسیاری از تحلیلگران، اگر ناسا بخواهد به اهداف بلندمدت خود دست یابد، این بودجه باید تغییر کند.

در مقاله‌ای که در سال ۲۰۱۵ منتشر شد، دانشمندان ناسا، تلاش کردند تا قیمت سفر ناسا به مریخ را تعیین کنند. طبق ارزیابی آنها، برنامه کلی ممکن است در سال ۲۰۱۵ به ۱.۵ تریلیون دلار یا معادل ۱.۹۶ تریلیون دلار امروزی هزینه داشته باشد. نکته حائز اهمیت این است که این برآورد بر اساس بودجه سالانه حدود ۵۴ میلیارد دلار یا ۱.۵ درصد از بودجه فدرال ۲۰۱۵ بود. این نشان دهنده افزایش سه برابری بودجه ناسا برای سال ۲۰۱۵ و تغییر عمده در هزینه‌ها بود.

علاوه بر این، تاخیر‌هایی در مورد پرتاب آزمایشی موشک سامانه پرتاب فضایی و فضاپیمای اوریون Orion وجود داشت. برنامه‌های ناسا شامل ۳۲ پرتاب با سامانه پرتاب فضایی و اوریون بین سال‌های ۲۰۱۸ تا ۲۰۳۰ بود. وظیفه این ماموریت‌ها ارسال سخت افزار لازم به فضای بین زمین و ماه و نزدیک به مریخ برای آماده‌سازی اولین ماموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ بود.

در سال ۲۰۱۴، بیل گرستن مایر (Bill Gerstenmaier) معاون مدیر ناسا برای اکتشاف و عملیات انسانی نشان داد که برای دستیابی به این هدف، پرتاب‌های سامانه پرتاب فضایی دستکم یک بار در سال ضروری است. اما تا سال ۲۰۱۵، تنها دو پرتاب با فضاپیمای سامانه پرتاب فضایی و اوریون برنامه ریزی شده بود، ماموریت اکتشافی-۱ (EM-۱) و ماموریت اکتشافی-۲ (EM-۲). اولین مورد برای سال ۲۰۱۸ برنامه ریزی شده بود، در حالی که دومین مورد که همزمان با ماموریت تغییر مسیر سیارک (ARM) خواهد بود، تا پنج سال بعد (۲۰۲۳) انجام نمی‌شد. این شکاف پنج ساله بسیار بیشتر از سرعت مورد تاکید گرستن‌مایر بود و می‌تواند نشانه‌ای از مشکلات برای پرتاب‌های بعدی باشد.

این شکاف پنج ساله بین پروازها، عدم برنامه ریزی دقیق برای پرواز‌ها یا مراحل بعدی، به علاوه موضوع تداوم بودجه، نگرانی‌هایی را در مورد تاخیر ایجاد کرد. در این بین، بازیکنان اضافی وارد عرصه شده و قصد داشتند مریخ را کشف کنند.

اسپیس‌ایکس وارد می‌شود
همانند ناسا، ایلان ماسک، بنیانگذار اسپیس‌ایکس نیز نگران وضعیت پرواز‌های فضایی انسان در اواخر قرن بود.
از این رو، او اسپیس‌ایکس را در سال ۲۰۰۰ برای تجاری سازی اکتشافات فضایی و تقویت مجدد تلاش‌های انسان برای اکتشاف مریخ و در نهایت ساکن شدن در آنجا تاسیس کرد.

پس از سال‌ها صحبت و گمانه‌زنی در مورد حمل و نقل استعماری مریخ (MCT)، ماسک از چشم انداز خود برای استقرار در مریخ در شصت و هفتمین نشست سالانه کنگره بین‌المللی فضانوردی در سال ۲۰۱۶ پرده‌برداری کرد. این ارائه یک ساعته، با عنوان «تبدیل انسان به گونه‌ای چند سیاره‌ای»، شامل اولین جزئیات در مورد سامانه پرتابی استارشیپ و سوپرهوی بود که در سال ۲۰۲۰ مأموریت‌های سرنشین‌دار به مریخ را آغاز می‌کرد.

این سامانه، قدرتمندترین سامانه پرتاب تاریخ خواهد بود، با نیروی رانش سه و نیم برابری و تقریبا چهار برابر ظرفیت بار سترن ۵ (Saturn V) که موشکی بود که مأموریت‌های آپولو را به ماه فرستاد. به گفته ماسک، کاهش هزینه پرواز‌های فضایی، یکی از اصول بنیادی اسپیس‌ایکس برای دستیابی به استقرار در مریخ است.

این کاهش هزینه‌ها شامل استفاده از چهار روش یا فناوری کلیدی است که توسط اسپیس‌ایکس برای موشک‌های فالکون ۹ و فالکون هوی توسعه یافته یا ساده‌سازی شده‌اند و هدف نهایی آن‌ها ایجاد استارشیپ و وسایل نقلیه پرتابی سوپرهوی است. این موارد شامل قابلیت استفاده مجدد کامل، سوخت گیری مداری، تولید پیشران در محل در مریخ، اکسیژن مایع (LOX) و سوخت متان بود.

با این اقدامات، ماسک تخمین زد که هزینه یک بلیط یک طرفه به مریخ در نهایت می‌تواند معادل قیمت متوسط خانه در ایالات متحده باشد که حدود ۲۰۰ هزار دلار است. ماسک همچنین گفت که چگونه ناوگانی متشکل از ۱۰۰۰ فضاپیمای استارشیپ را متصور می‌شود که قادر به جابجایی ۱۰۰ نفر یا حداکثر ۴۵۰ تن (۴۰۸ تن) محموله به مریخ هستند و در نهایت شهری با جمعیت یک میلیون نفری در آنجا ایجاد می‌کنند. با این ظرفیت می‌توان طی ۴۰ تا ۱۰۰ سال یک تمدن پایدار ایجاد کرد.

از ماه سپتامبر سال ۲۰۱۸، ماسک تخمین زد که اولین شهرک تا سال ۲۰۲۸ ساخته می‌شود. بین سال‌های ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۱، آزمایش در ارتفاع پایین در تأسیسات پرتاب موشک اسپیس‌ایکس معروف به استاربیس (Starbase) در بوکا چیکا، تگزاس انجام شد. تا سال ۲۰۲۱، آزمایش‌های پرواز با استفاده از نمونه‌های اولیه استارشیپ آغاز شد و به دنبال آن آزمایش‌های احتراق ثابت با نمونه‌های اولیه پیشران ادامه داشت.

اولین آزمایش پرواز مداری شامل یک موشک و فضاپیمای روی هم قرار گرفته بود که در روز ۲۰ آوریل سال ۲۰۲۳ انجام شد، اما هر دو بخش چند دقیقه پس از پرواز منفجر شدند. در روز ۱۸ نوامبر سال ۲۰۲۳، تلاش دوم با موفقیت بیشتری روبرو شد. در حالی که هر دو بخش دوباره گم شدند، نمونه اولیه استارشیپ SN ۲۵ به مدار رسید. انتظار می‌رود سومین تلاش، تا روز ۱۴ مارس سال ۲۰۲۴ انجام شود.

سازماندهی ماموریت آرتمیس
ناسا با طرح خود در طول دهه ۲۰۱۰ به پیشرفت‌هایی دست یافت. ناسا همچنین دومین آزمایش سیستم توقف ماموریت اوریون را در سال ۲۰۱۹ انجام داد. با این حال، توسعه سامانه پرتاب فضایی با تأخیر و افزایش هزینه مواجه شد و ناسا تاریخ هدف خود در سال ۲۰۱۸ را برای پرواز آزمایشی بدون سرنشین از دست داد.

در این زمان، ناسا نیز با تغییر اولویت‌ها روبرو بود. در خلال نشست افتتاحیه شورای ملی فضایی اعلام شد که دولت ترامپ بازگشت به ماه را در اولویت قرار داده است. در حالی که این طرح با فاز یک و دو ماموریت ماه به مریخ ناسا مطابقت داشت، پیش‌بینی می‌شد که فاز سوم به زودی از اولویت خارج شود. در سال ۲۰۱۹ در جریان پنجمین جلسه شورای امنیت ملی از برنامه پیشنهادی برای ارسال فضانوردان به ماه رونمایی شد. یکی از جنبه‌های کلیدی این برنامه برای بازگشت فضانوردان به ماه شامل یک جدول زمانی تسریع شده بود. به جای تاریخ هدف در سال ۲۰۲۸، به ناسا دستور داده شد تا اولین ماموریت آرتمیس را تا سال ۲۰۲۴ انجام دهد.

مایک پنس (Mike Pence) معاون رئیس‌جمهور ایالات متحده آمریکا در آن زمان گفت: برای انجام این کار، ناسا باید خود را به سازمانی لاغرتر، پاسخگوتر و چابک‌تر تبدیل می‌کرد. اگر ناسا در حال حاضر قادر به فرود فضانوردان آمریکایی در ماه طی پنج سال نیست، ما باید سازمان را تغییر دهیم، نه ماموریت را.

طبق جدول زمانی جدید، اولین ماموریت آرتمیس ۱، باید در سال ۲۰۲۱ انجام می‌شد که البته به سال ۲۰۲۲ موکول شد. در این ماموریت، کپسول بدون سرنشین اوریون از مجتمع پرتاب فضایی ۳۹ B در مرکز فضایی کندی ناسا از بالای یک موشک سامانه پرتاب فضایی پرتاب شد.

کپسول بدون سرنشین در اطراف ماه پرواز کرد و به زمین بازگشت و تایید شد که موشک و فضاپیما و تمام سیستم‌های پرواز آزمایش شده است. در جدول زمانی مشخص شد که آرتمیس دو در سال ۲۰۲۳ انجام خواهد شد که اولین ماموریت سرنشین‌دار این برنامه خواهد بود که به طور مشابه شامل پرواز اوریون در اطراف ماه می‌شود. این ماموریت اکنون به سال ۲۰۲۵ موکول شده است. سپس آرتمیس سوم قرار بود در سال ۲۰۲۴ آماده ماموریت شود و اولین زن و مرد بعدی را برای اولین بار پس از آپولو روی ماه بنشاند. این ماموریت نیز به سال ۲۰۲۶ موکول شد.

آرتمیس چهار تا هشت بین سال‌های ۲۰۲۵ تا ۲۰۲۸ باید انجام شوند که البته برای سال ۲۰۲۸ برنامه‌ریزی شده‌اند. تنها چند ماه پس از اعلام برنامه آرتمیس، مشکلاتی ظاهر شد که نشان می‌داد ناسا به این اهداف تسریع‌شده دست نخواهد یافت. در ماه ژوئیه سال ۲۰۱۹، دو کارمند ارشد ناسا به عنوان بخشی از «تغییرات» به سِمَت مشاور تنزل یافتند.

دیگر نشانه‌های تغییر کارمندان شامل استعفای مارک سرانجلو بود که برای نظارت بر تغییرات ساختاری در آژانس منصوب شد. با این حال، این تغییرات نتوانست اثر مطلوب را داشته باشد، زیرا محدودیت‌های بودجه و زمان‌بندی همچنان یک مشکل باقی مانده است. مسائلی که برنامه‌های ناسا را تحت‌الشعاع قرار می‌داد در نیمه دوم دهه ۲۰۱۰ و تا دهه کنونی هنوز یک مشکل باقی مانده‌اند. با این حال، مبارزه برای آماده شدن برای اولین ماموریت به مریخ به پایان نرسیده و همچنان حل نشده باقی مانده است.