به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ پس از وقفه‌ای بیش از پنج دهه، برنامه‌های سفر انسان به ماه دوباره وارد مرحله عملیاتی شده‌اند. ناسا در آستانه انجام مأموریتی قرار دارد که اگرچه به فرود روی سطح ماه منتهی نمی‌شود، اما نقش تعیین‌کننده‌ای در بازگشت انسان به فضای عمیق ایفا می‌کند. این مأموریت، «آرتمیس ۲»، قرار است چهار فضانورد را در سفری تاریخی به اطراف ماه اعزام کند و سپس آنها را با یکی از بالاترین سرعت‌های بازگشت در تاریخ پروازهای انسانی به زمین بازگرداند.

آرتمیس به طور کلی، یک برنامه بلندپروازانه و چندمرحله‌ای کاوش ماه و فراتر از آن است که توسط ناسا رهبری می‌شود و شامل مشارکت شرکای بین‌المللی و صنایع خصوصی نیز هست. این برنامه رسماً در سال ۲۰۱۷ تعریف شد؛ وقتی که ناسا به ‌واسطه «دستور اجرایی سیاست فضایی» از دولت ایالات متحده مأموریت یافت تا انسان‌ها را دوباره به ماه بازگرداند.

نام «آرتمیس» از الهه ماه در اساطیر یونان گرفته شده و منظور از آن، خواهر دوقلوی آپولو، برنامه نمادینی است که در دهه ۱۹۶۰ و اوایل ۷۰ میلادی انسان را برای اولین بار روی ماه فرود آورد.

برنامه آرتمیس از لحاظ هدف و رویکرد با آپولو متفاوت است. ماموریت آپولو از سال ۱۹۶۰ تا ۱۹۷۲ شامل مأموریت‌های کوتاه‌ مدت فرود روی سطح ماه، تمرکز بر اثبات فنی فرود و اهداف علمی محدود بود، اما اهداف آرتمیس بازگشت انسان به ماه با هدف پایداری و ماندگاری در آنجا، ایجاد زیرساخت مثل ایستگاه مداری، همکاری جهانی و مقدمه‌ای برای ماموریت‌های انسانی به مریخ است. این تفاوت‌ها باعث می‌شود آرتمیس نه تنها یک برنامه فضایی باشد، بلکه نوعی چشم‌انداز جدید در اکتشاف انسان در فضا به حساب بیاید.

پروژه آرتمیس شامل مجموعه‌ای از ماموریت‌هاست که هر کدام هدف و نقش خاصی دارند. «آرتمیس یک» شامل اولین پرتاب آزمایشی بدون فضانورد، آزمایش سیستم پرتاب فضایی (SLS) و فضاپیمای «اوریون» و انجام گردش دور ماه و بازگشت به زمین در ۱۶ نوامبر ۲۰۲۲ بود.

آرتمیس ۲ شامل اولین پرواز با سرنشین برای گردش به دور ماه، برنامه‌ریزی شده برای اوایل سال ۲۰۲۶ می‌شود و آرتمیس ۳ نه تنها هدف دارد بشر را روی سطح ماه فرود آورد، بلکه تمرکز اصلی آن بررسی قطب جنوب ماه است که دانشمندان احتمال می‌دهند در آنجا یخ آب وجود داشته باشد.

برنامه آرتمیس نه تنها «بازگشت به ماه» است، بلکه به ‌عنوان پله‌ای برای آینده اکتشافات انسانی در فضا از جمله ماموریت‌های به مریخ دیده می‌شود.

اهداف اصلی آرتمیس

برنامه آرتمیس برای دستیابی به چند هدف کلیدی طراحی شده است:

بازگرداندن انسان به ماه

هدف ابتدایی، بازگرداندن فضانوردان به سطح ماه است؛ چیزی که بیش از ۵۰ سال از آخرین آن یعنی آپولو ۱۷ در سال ۱۹۷۲ می‌گذرد.

ایجاد حضور پایدار انسانی و زیرساخت در ماه

برخلاف آپولو که مأموریت‌های کوتاه بود، آرتمیس قصد دارد حضور طولانی‌ مدت انسان در مدار و سطح ماه ایجاد کند، به‌گونه‌ای که انسان‌ها بتوانند مدت‌ها در ماه زندگی کنند، تحقیق کنند و فناوری‌های جدید را بیازمایند.

توسعه علمی و تکنولوژیک

کاوش علمی عمیق‌تر در ماه به فهم بهتر تاریخ منظومه شمسی، زمین و فناوری‌هایی که برای مأموریت‌های پیچیده‌تر (مثل مریخ) لازم است، کمک می‌کند.

همکاری بین‌المللی و اقتصادی

آرتمیس تنها یک برنامه ملی نیست؛ این پروژه شامل همکاری‌های جهانی با آژانس‌های فضایی دیگر و شرکت‌های تجاری است و از طریق آرتیمیس اکوردز (Artemis Accords) چارچوب همکاری بین‌المللی تعیین می‌کند.

آرتمیس ۱

آرتمیس یک همانطور که گفته شد، یک مأموریت‌ بدون سرنشین بود که توسط فضاپیمای اوریون انجام شد. این فضاپیما توسط خود ناسا و برای انجام ماموریت‌های فضایی عمیق ساخته شده است. اوریون در تاریخ ۱۶ نوامبر ۲۰۲۲ از سکوی ۳۹B مرکز فضایی کندی در فلوریدای آمریکا و به وسیله موشک غول‌پیکر SLS یا سیستم پرتاب فضایی بلاک یک پرتاب شد.

اوریون پس از پرذتاب با کمک مرحله پیشران بالایی به مسیر به سوی ماه رفت و یک بار نزدیک ماه چرخید و سپس وارد یک مدار عقب‌گرد دوردست (مداری بسیار دور در اطراف ماه) شد. این فضاپیما بعد از حدود ۲۵ روز دوباره به سمت زمین بازگشت.

اوریون با این کار توانست رکورد رکورد فاصله و مدت اقامت در کنار ماه بدون اتصال به ایستگاه فضایی را بشکند. این فضاپیما مسافتی بیش از ۲/۲ میلیون کیلومتر را طی کرد و در ۱۱ دسامبر ۲۰۲۲ در اقیانوس آرام، نزدیک کالیفرنیای مکزیک فرود آمد. این فرود سالم نشان داد که اوریون می‌تواند از سرعت زیاد بازگشت از فضای عمیق با گرمای شدید جو عبور کند و به شکل ایمن روی زمین فرود آید و در نهایت این نوید را داد که می‌تواند ماموریت‌های فضایی سرنشین‌دار آینده را نیز انجام دهد.

همزمان با پرتاب اوریون، چندین ریزماهواره یا Cubesat نیز پرتاب شدند که در مرحله بالایی از موشک جدا شدند تا آزمایش‌ها و نمایش فناوری‌های جدید در محیط فضای عمیق را انجام دهند. این ریزماهواره‌ها هر کدام هدف علمی یا تکنولوژیکی خاص خود را داشتند و توسط دانشگاه‌ها، شرکت‌ها یا آژانس‌های فضایی مختلف توسعه یافته بودند.

آرگومون

این ریزماهواره وظیفه تصویربرداری و نظارت از مرحله پیشران موقت و ازسال عکس‌های آن، زمین و ماه را برعهده داشت و به پیگیری پرتاب و انتشار ریزماهواره‌های دیگر کمک کرد و توانیست ارتباطات نوری فضایی را آزمایش کند.

بیوسنتینل

بیوسنتینل (BioSentinel) با وظیفه اندازه‌گیری اثرات تابش‌های فضایی عمیق روی موجودات زنده (استفاده از مخمر به ‌عنوان آشکارساز زیستی) و مقایسه آن با داده‌های محیط کم‌تابش نزدیک زمین به فضا پرتاب شد.

ریزماهواره برای ذرات خورشیدی

این ریزماهواره برای مطالعه ذرات و میدان‌های مغناطیسی خورشیدی در فضای میان‌سیاره‌ای طراحی و پرتاب شد و به افزایش دانش ما درباره آب‌وهوا و شرایط مؤثر بر ارتباطات و سیستم‌های فضایی کمک کرد.

لونار آیس‌کیوب

لونار آیس‌کیوب یکی دیگر از ریزماهواره‌هایی است که با هدف جست‌وجوی یخ و سایر مواد فرار (آب و ترکیبات وابسته) در مدار ماه با استفاده از طیف‌سنج مادون‌قرمز و کمک به شناسایی منابع آبی احتمالی در مناطق قطبی ماه پرتاب شد.

لونااچ-مپ

این ریزماهواره نیز برای تهیه نقشه با دقت بالا از پراکندگی هیدروژن — نشان‌ دهنده احتمال وجود آب یا یخ — در مناطق سایه ‌دائمی قطب جنوب ماه با استفاده از سنسورهای نوترونی همراه فضاپیمای اوریون را همراهی کرد.

اوموتناشی

اوموتناشی (OMOTENASHI) وظیفه آزمایش فرود روی ماه با استفاده از فناوری کوچکی را برعهده داشت که می‌تواند یک کاوشگر سطحی کوچک را با ایمنی نسبی (با کیسه هوا و سازوکار جذب شوک) روی سطح ماه فرود آورد.

LunIR

LunIR نیز ریزماهواره‌ای است که برای تصویربرداری مادون‌قرمز پیشرفته از سطح ماه در طول فلای‌بای (پرواز نزدیک) برای کمک به بررسی ساختار سطح و شناسایی مکان‌های احتمالی فرود آینده پرتاب شد.

NEA Scout

این ریزماهواره با استفاده از بادبان خورشیدی به سوی یک سیارک نزدیک به زمین و تصویربرداری سطح آن حرکت کرد که یک مأموریت فناوری و علمی مستقل به شمار می‌آید.

EQUULEUS

EQUULEUS وظیفه تصویربرداری و مطالعه پلاسماسفر زمین (لایه نزدیک بی‌نهایت رقیق ذرات باردار اطراف زمین) از نقطه لاگرانژ EN-۲ برای بررسی محیط پرتوی زمین-ماه را برعهده داشت. نقطه لاگرانژ EN-۲ در امتداد خط زمین–ماه و در سمت پشتِ ماه قرار دارد و از آن جهت مهم است که فضاپیماهایی که در نزدیکی آن قرار می‌گیرند، می‌توانند با مصرف سوخت کم، موقعیت نسبتاً پایداری را حفظ کنند.

تیم مایلز

ریزماهواره تیم مایلز برای آزمایش فناوری پیشرانش پلاسما و شرکت در یکی از چالش‌های ناسا جهت دستیابی به ارتباطات دوردست و فناوری‌های نوین افزایش برد پرتاب شد.

آرتمیس ۲

براساس برنامه‌ریزی فعلی، آرتمیس ۲ در اوایل فوریه پرتاب خواهد شد و خدمه آن پس از گردش به دور ماه، با سرعتی نزدیک به ۴۰ هزار کیلومتر بر ساعت وارد جو زمین می‌شوند. هرچند این پرواز شامل ماه‌نشینی نیست، اما نخستین مأموریت سرنشین‌دار ناسا به سوی ماه از زمان آپولو ۱۷ در سال ۱۹۷۲ به ‌شمار می‌رود و از این نظر اهمیت نمادین و عملی بالایی دارد.

در این مأموریت نیز فضانوردان با فضاپیمای اوریون و به کمک موشک سنگین سامانه پرتاب فضایی یا SLS به فضا پرتاب می‌شوند. نخستین باری است که انسان سوار بر این ۲ سامانه کاملاً جدید به فضا می‌رود؛ سامانه‌هایی که قرار است ستون فقرات پروازهای انسانی ناسا به فضای عمیق در دهه‌های آینده باشند.

برخلاف مأموریت‌های بعدی، آرتمیس ۲ برای نشستن روی سطح ماه طراحی نشده است. هدف اصلی این پرواز، انجام یک آزمون جامع از تمامی مراحل مأموریت سرنشین‌دار است: از پرتاب و مانورهای مداری گرفته تا پشتیبانی حیات، ارتباطات، ناوبری و بازگشت ایمن به زمین. فضانوردان در این سفر از فراز بخش پنهان ماه عبور می‌کنند و سپس مسیر بازگشت را در پیش می‌گیرند.

ناسا با این مأموریت می‌خواهد اطمینان پیدا کند که فضاپیما، موشک و سامانه‌های حیاتی آن‌ها به اندازه کافی قابل اعتماد هستند تا در مأموریت‌های بعدی، انسان را به سطح ماه و فراتر از آن ببرند. از این منظر، آرتمیس ۲ شباهت زیادی به مأموریت تاریخی آپولو ۸ در سال ۱۹۶۸ دارد؛ پروازی که بدون فرود، راه را برای نخستین ماه‌نشینی هموار کرد.

آرتمیس ۲ از نظر سیاسی، فنی و راهبردی مأموریتی بسیار مهم محسوب می‌شود. اعزام انسان به فراتر از مدار پایین زمین نیازمند سرمایه‌گذاری بلندمدت، فناوری پایدار و حمایت مستمر سیاسی است؛ و مأموریت‌های سرنشین‌دار بیش از هر چیز دیگری می‌توانند این تعهد را به نمایش بگذارند.

چنین پروازهایی پیام روشنی به شرکای بین‌المللی و شرکت‌های خصوصی می‌دهد: اینکه برنامه بازگشت به ماه جدی است و می‌توان پروژه‌ها، سرمایه‌گذاری‌ها و جدول‌های زمانی را با آن هماهنگ کرد.

آرتمیس ۲ چهار فضانورد را با خود حمل می‌کند: سه فضانورد ناسا -رید وایزمن، ویکتور گلاور و کریستینا کخ- و یک فضانورد از آژانس فضایی کانادا، جرمی هنسن. حضور یک فضانورد غیرآمریکایی نشان‌ دهنده ماهیت بین‌المللی برنامه آرتمیس است؛ برنامه‌ای که تاکنون ده‌ها کشور از طریق توافق‌نامه‌های آرتمیس به آن پیوسته‌اند.

خدمه کمی پس از پرتاب، بررسی عملی سامانه‌های حیاتی اوریون را آغاز می‌کنند؛ از تأمین هوا و آب گرفته تا سامانه‌های ایمنی. این مأموریت همچنین نخستین آزمایش عملی توالت مخصوص پروازهای فضای عمیق است؛ سامانه‌ای که نسبت به تجهیزات ابتدایی دوران آپولو، پیشرفت چشمگیری محسوب می‌شود.

آرتمیس ۲ در واقع یک کلاس درس زنده در مدار ماه است. جایی که تمام فناوری‌های جدید ناسا زیر فشار شرایط واقعی آزمایش می‌شوند.

کل این سفر، از لحظه پرتاب تا فرود کپسول در اقیانوس، حدود ۱۰ روز طول خواهد کشید. اگر همه ‌چیز طبق برنامه پیش برود، آرتمیس ۲ مسیر را برای آرتمیس ۳ و مأموریت‌های بعدی یعنی حضور پایدار انسان روز سطح ماه و در نهایت حرکت به سوی مریخ هموار می‌کند.

گفتنی است که فضاپیمای اوریون برای بسیاری از نیازهای حیاتی خود -از تأمین انرژی و پیشرانش گرفته تا هوا، آب و کنترل دما - به ماژول خدماتی اروپایی متکی است؛ بخشی استوانه‌ای که توسط صنعت فضایی اروپا ساخته شده و نقشی کلیدی در عملکرد این فضاپیما ایفا می‌کند.

برنامه‌ اصلی آرتمیس ۲ چندین بار تغییر کرده و عقب افتاده است. معمولاً در پروژه‌های پیچیده فضایی به دلیل نیاز به آزمایش بیشتر، مسائل مهندسی، یا هماهنگی با دیگر مراحل پروژه رخ می‌دهد.

ناسا برنامه‌ریزی کرده که آرتمیس ۲ را در اوایل سال ۲۰۲۶ به فضا پرتاب کند، به‌گونه‌ای که هیچ پرتابی زودتر از اوایل فوریه ۲۰۲۶ انجام نشود. «پنجره‌ پرتاب» اولیه برای این مأموریت از حدود ۵ تا ۱۱ فوریه ۲۰۲۶ در نظر گرفته شده است. پنجره پرتاب بازه‌ای از زمان است که موشک فقط در آن بازه می‌تواند پرتاب شود تا فضاپیما به مسیر درست برسد. این بازه می‌تواند چند دقیقه، چند ساعت یا حتی چند روز طول بکشد، ولی خارج از این بازه، پرتاب یا غیرممکن است یا سوخت و ریسک مأموریت را به‌شدت بالا می‌برد.

با توجه به شرایط و انجام آزمایش‌های نهایی برای موشک SLS، فضاپیمای اوریون و سامانه‌های زمینی، ناسا هنوز در مراحل نهایی آماده‌سازی است و تاریخ دقیق نهایی پرتاب پس از تکمیل Dress Rehearsal (آزمایش پیش از پرتاب) اعلام خواهد شد. در حال حاضر، زودترین زمان هدف‌گذاری‌شده برای پرتاب به حدود هشتم فوریه ۲۰۲۶ منتقل شده است.

در بررسی‌های اولیه، پرتاب آرتمیس ۲ قرار بود بین ۲۰۱۹ و ۲۰۲۱ انجام شود. بعداً این موعد به سال‌های بعدی منتقل شد، از جمله سپتامبر ۲۰۲۵ و سپس آوریل ۲۰۲۶ به عنوان تاریخ حداکثر تعیین شد. در اوایل ۲۰۲۵، ناسا تلاش کرد تا پرتاب را شتاب دهد و آن را به فوریه ۲۰۲۶ بکشد، که اکنون در پنجره اوایل فوریه دنبال می‌شود.

شبکه‌هایی که فضانوردان آرتمیس ۲ را به زمین متصل نگه می‌دارند

در طول مأموریت آرتمیس ۲، صدای فضانوردان، تصاویر، ویدئو و داده‌های حیاتی مأموریت باید هزاران کیلومتر را طی کنند و از طریق سیگنال‌های سامانه‌های ارتباطی ناسا منتقل شوند. ناسا برای ایجاد این ارتباط از ۲ شبکه فضای نزدیک و شبکه فضای دوردست استفاده می‌کند.

این شبکه‌ها که تحت نظارت دفتر برنامه SCaN (ارتباطات و ناوبری فضایی) ناسا فعالیت می‌کنند، با استفاده از زیرساخت‌های جهانی و ماهواره‌های رله، ارتباطات و رهگیری بی‌وقفه را در زمان پرتاب اوریون، گردش به دور زمین، سفر به سوی ماه و بازگشت آن به خانه تضمین می‌کنند.

کن باورسوکس، معاون مدیر ناسا در معاونت مأموریت عملیات فضایی در ستاد مرکزی این سازمان در واشنگتن، می‌گوید: ارتباطات فضایی قدرتمند یک گزینه انتخابی نیست، بلکه پیوندی حیاتی است که خدمه و تیم‌های اکتشافی روی زمین را برای تضمین ایمنی و موفقیت مأموریت به هم متصل می‌کند. چیزی که من آن را هنگام زندگی و کار در ایستگاه فضایی بین‌المللی از نزدیک تجربه کردم. از گفت‌وگوهای بلادرنگ با کنترل‌کنندگان مأموریت گرفته تا داده‌هایی که تصمیم‌های حیاتی و پژوهش‌ها را هدایت می‌کنند و حتی تماس با خانه، ارتباطات فضایی فضانوردان را به مدیران مأموریت، متخصصان فنی، عزیزانشان و همه مردم زمین که می‌خواهند در هیجان مأموریت‌های اکتشافی سهیم باشند، متصل نگه می‌دارد. هرچه بیشتر به اعماق فضا پیش می‌رویم، پیوندهای ارتباطی قابل اعتماد امکان مأموریت‌های چالش‌برانگیزتر را فراهم کرده و بیشترین منفعت را برای همه ما روی زمین به همراه خواهد داشت.

متخصصان، شبکه‌های ارتباطی را به ‌صورت هم‌زمان و هماهنگ به کار خواهند گرفت تا تبادل داده میان فضاپیما و کنترل‌کنندگان مأموریت روی زمین ممکن شود. مرکز کنترل مأموریت ناسا در مرکز فضایی جانسون در هیوستون، در طول مأموریت با انجام انتقال‌های هماهنگ میان دارایی‌های متعدد این شبکه‌ها روی زمین و در فضا، موشک سامانه پرتاب فضایی، مرحله پیشران برودتی موقت (ICPS) و فضاپیمای اوریون را رهگیری خواهد کرد.

شبکه فضای نزدیک با استفاده از ایستگاه‌های زمینی در سراسر جهان و ناوگانی از ماهواره‌های رله، در چندین مرحله از عملیات مأموریت آرتمیس ۲ خدمات ارتباطی و ناوبری ارائه خواهد داد. این شبکه که توسط مرکز پروازهای فضایی گادرد ناسا در گرین‌بلتِ مریلند مدیریت می‌شود، سابقه‌ای طولانی در پشتیبانی از مأموریت‌های سرنشین‌دار در نزدیکی زمین دارد.

پس از انجام مانور تزریق به مسیر انتقالی به ماه که فضاپیما را در مدار برنامه‌ریزی‌شده به دور ماه قرار می‌دهد، پشتیبانی اصلی ارتباطی به شبکه فضای دوردست منتقل خواهد شد؛ شبکه‌ای که توسط آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL) در جنوب کالیفرنیا مدیریت می‌شود. آرایه بین‌المللی این شبکه از آنتن‌های رادیویی عظیم، که در کالیفرنیا، اسپانیا و استرالیا قرار دارند، ارتباطی تقریباً پیوسته با اوریون و خدمه آن فراهم می‌کند.

مأموریت آرتمیس ۲ از شبکه‌های SCaN برای ارسال داده‌های حیاتی به کنترل‌کنندگان مأموریت روی زمین استفاده خواهد کرد؛ از جمله ارتباطات فضانوردان، اطلاعات سلامت و ایمنی مأموریت، تصاویر، ویدئو و موارد دیگر.

علاوه بر پشتیبانی سنتی شبکه‌های رادیویی، فضاپیما به سامانه ارتباطات نوری اوریون برای آرتمیس ۲ مجهز خواهد بود؛ یک ترمینال ارتباطات لیزری که داده‌های علمی و داده‌های مربوط به خدمه را از طریق پیوندهای لیزری ارسال می‌کند. نمایش‌های فناورانه‌ای مانند محموله اخیر ارتباطات نوری فضای دوردست نشان داده‌اند که سامانه‌های ارتباطات لیزری می‌توانند حتی در فاصله میلیون‌ها کیلومتر از زمین، بیش از ۱۰۰ برابر داده بیشتر نسبت به شبکه‌های رادیویی مشابه ارسال کنند. هرچند ارتباطات لیزری در مأموریت آرتمیس ۳ استفاده نخواهد شد، اما سامانه ارتباطات نوری اوریون در آرتمیس ۲ می‌تواند راه را برای سامانه‌های ارتباطات لیزری آینده در ماه و مریخ هموار کند.

محموله سامانه ارتباطات نوری اوریون برای آرتمیس ۲ تنها بخشی از مأموریت بزرگ‌تر ناسا برای بهبود ارتباطات قمری و فضای دوردست است. اوریون یک قطع ارتباط برنامه‌ریزی‌شده به مدت حدود ۴۱ دقیقه را تجربه خواهد کرد. این قطع ارتباط زمانی رخ می‌دهد که فضاپیما از پشت ماه عبور می‌کند و سیگنال‌های فرکانس رادیویی میان زمین و فضاپیما مسدود می‌شوند.

قطع ارتباط‌های مشابهی در مأموریت‌های دوران آپولو نیز رخ داده بود و هنگام استفاده از زیرساخت‌های ارتباطی مبتنی بر زمین، امری قابل انتظار است. هنگامی که اوریون دوباره از پشت ماه ظاهر شود، شبکه فضای دوردست به‌سرعت سیگنال آن را بازیابی می‌کند و ارتباط با کنترل مأموریت را برقرار خواهد کرد. این قطع ارتباط‌های برنامه‌ریزی ‌شده همچنان بخشی از تمامی مأموریت‌هایی هستند که روی سطح ماه یا در مدار اطراف سمت پنهان آن فعالیت می‌کنند.

از لحظه پرتاب تا فرود در آب، شبکه‌های در حال تکامل ناسا پیوند خدمه با خانه خواهند بود و اطمینان می‌دهند که بازگشت بشریت به ماه، در هر گام، متصل باقی بماند.

انتهای پیام/