10 دقیقه
ماه کامل بر فراز سکوی پرتاب میدرخشد در حالی که تکنسینها روندها و رویههایی را که میتواند انسانها را برای اولینبار پس از بیش از نیمقرن از کنار ماه عبور دهد، بهدقت بازمیگردانند. شمارش معکوس در مرکز فضایی کندی از سر گرفته شده است، نه برای برخاستن، بلکه برای یک «آزمون سوختگیری کامل» که بهصورت مرطوب (wet dress rehearsal) انجام میشود: یک عملیات کامل سوختگیری که هدف آن اثبات این است که سامانه پرتاب فضایی (Space Launch System - SLS) و فضاپیمای اوریون را میتوان بهطور ایمن پُر کرد و در آن وضعیت پایدار نگه داشت.
ماه کامل که بر سامانه پرتاب فضایی ناسا (SLS) و فضاپیمای اوریون میدرخشد.
دو هفته قبل، مهندسان نخستین تلاش را متوقف کردند وقتی نشتیهای کوچک هیدروژن مایع در محل اتصال راکت به تجهیزات زمینی ظاهر شد. همین نشتیهای کرایوژنیک سه سال پیش نیز مانع مأموریت بدون سرنشین اولیه برنامه آرتمیس شدند. مشکل کوچک، پیامد بزرگ. رفع آن اهمیت حیاتی دارد.
تکنسینها دو مهرهٔ آببندی (seals) را تعویض کردند و یک فیلتر مسدود شده را در سکوی پرتاب پاک کردند قبل از آنکه تیمها دوباره شمارش معکوس را از سر بگیرند. توالی برنامهریزی شدهٔ دو روزه با عملیات پُر کردن مخازن—پمپاژ هیدروژن مایع و اکسیژن مایع فوقسرد به موتور هستهٔ SLS و مراحل بالایی—پایان مییابد؛ عملیاتی که ناسا بهصورت زنده پخش خواهد کرد. خدمهٔ آرتمیس II از فاصلهای ایمن تماشا خواهند کرد، در حالی که کنترلکنندگان راکت را از میان گامهایی عبور میدهند که بین تمرین و تاریخ رسمی پرتاب قرار دارد.
چهار فضانورد—فرمانده رید ویسمَن، خلبان ویکتور گلاور، و متخصصان مأموریت جرمی هنسن و کریستینا کوچ—مسئولیت آزمایش سامانههای پشتیبانی حیات، ارتباطات و ناوبری را در یک گذر-پرواز حدوداً ۱۰ روزه بهعهده دارند. مسیر آنها را از کنار ماه خواهد برد، از سمتِ دورِ ماه عبور میکنند و دوباره به زمین بازمیگردند. این بار فرود در کار نیست؛ هدف تأیید عملکرد سامانهها در شرایط واقعی فضای عمیق است.
خدمهٔ آرتمیس II – (از چپ به راست) خلبان ویکتور گلاور، متخصص مأموریت جرمی هنسن، فرمانده رید ویسمَن، و متخصص مأموریت کریستینا کوچ.
چرا آزمون سوختگیری حیاتی است
هیدروژن مایع یک پیشران بسیار قدرتمند اما حساس است. این ماده باید در دماهای کرایوژنیک نزدیک صفر مطلق نگهداری شود. یک نشتی کوچک میتواند تبدیل به یک ریسک بزرگ شود: مخلوطهای قابل اشتعال ایجاد کند، اجزا را بهطور غیرقابلپیشبینی سرد کند یا باعث شوند که پرتاب متوقف یا لغو شود. به همین دلیل، یک «آزمون سوختگیری مرطوب» تمیز و بدون نشتی نه صرفاً یک رویهٔ اداری که یک دروازهٔ امنیتی است. ناسا اعلام کرده که برای تعهد به یک بازهٔ هدفگذاریشدهٔ پرتاب—که در حال حاضر ممکن است از اوایل مارس شروع شود—به چراغ سبز این آزمون نیاز دارد، هرچند تیمها زمان لازم را برای تحلیل تمام دادهها صرف میکنند.
فراتر از تعمیرات فوری سختافزاری، این تمرین دربارهٔ رویهها و حاشیههای ایمنی نیز هست. مهرهها چگونه رفتار میکنند؟ حسگرها چگونه ناهنجاریها را گزارش میدهند؟ تیمها چقدر سریع میتوانند واکنش نشان دهند؟ «ما در حال اثبات قابلیت تکرارپذیری هستیم»، گفت یک مهندس پرواز ناسا که با کار در سکوی پرتاب آشناست. «این موضوع شاید جذاب نباشد، اما ستون فقرات پرواز سرنشیندار است.»
برنامهٔ آرتمیس رویکردی متفاوت از آپولو دارد. بهجای مأموریتهای کوتاهمدت، ناسا بهدنبال عملیات پایدار در منطقهٔ قطب جنوب ماه است—ناحیهای که از یخ آب و فرصتهای علمی غنی برخوردار است. موفقیت آرتمیس II کمتر با درام و بیشتر با دادهها سنجیده خواهد شد: تلِمتری پایدار، مخازن با ثبات و عملکرد قابلپیشبینی سامانهها.
روزهای آینده نشان خواهد داد آیا ماهها بازطراحی و رفع اشکال در سکوی پرتاب حاشیهٔ ایمنی را بهاندازهٔ کافی تنگ کردهاند تا چهار فضانورد را بهطور ایمن به فضای عمیق بفرستند یا نه. دنبالهٔ عملیات پُر کردن مخازن و خوانش مهندسان را تماشا کنید؛ آنها تعیین خواهند کرد که آیا راکت از مرحلهٔ تمرین به فصل بعدی اکتشافات ماه منتقل میشود یا خیر.
برای درک بهتر اهمیت این آزمون، لازم است به جزئیات فنیتر نگاه کنیم: ویژگیهای هیدروژن مایع، ساختار سامانهٔ پرتاب فضایی SLS، طراحی فضاپیمای اوریون و شیوههای مدیریت تجهیزات زمینی. هیدروژن مایع دارای چگالی بسیار کم و ظرفیت گرمایی ویژهای است که موجب میشود نگهداری و جابجایی آن چالشبرانگیز باشد. در دماهایی در حدود 20 کلوین (-253 درجهٔ سانتیگراد)، هرگونه درز یا اتصال نامناسب میتواند منجر به تبخیر سریع، تشکیل بخار قابل اشتعال و در برخی موارد انجماد یا شکنندگی قطعات فلزی شود.
سامانهٔ پرتاب فضایی (SLS) بهعنوان قدرتمندترین راکت تولیدی ناسا طراحی شده است؛ ترکیبی از یک هستهٔ بزرگ با موتورهای اصلی، بوسترهای یکپارچهٔ جامد و مراحل بالایی که محمولهٔ سنگینی مانند اوریون و تجهیزات مأموریت آرتمیس را به فضای نزدیک ماه میبرد. فضاپیمای اوریون، با طراحی برای پشتیبانی از خدمه در مأموریتهای بلندمدتتر، مجموعهای از سامانههای پشتیبانی حیات، الکترونیک فضایی و اجزای محافظتی را در خود جای داده است که همه باید در یک محیط واقعی فضای عمیق آزموده شوند تا اطمینان حاصل شود که بهطور مطمئن کار میکنند.
«تمرین سوختگیری» یا wet dress rehearsal شامل مجموعهای از گامهاست: وصل کردن خطوط سوخترسانی زمینی به راکت، بررسی نشستها و اتصالات، فعالسازی حسگرها و سامانههای کنترلی برای ثبت پارامترها، شروع جریان مایعات کرایوژنیک، و سپس نگهداری شرایط تحت نظارت دقیق تا دادههای لازم برای ارزیابی ایمنی و ثبات جمعآوری شود. تیمهای دادهکاوی و مهندسی در حین این عملیات پیوسته دادهها را تحلیل میکنند تا هر روند غیرطبیعی یا نشتی را تشخیص دهند. اگر هرگونه نشانهٔ ناسالمی مشاهده شود، عملیات فوراً متوقف یا تعدیل میشود.
یکی از منابع تکرارشوندهٔ چالش، اتصالات مابین تجهیزات زمینی و درگاههای سوختگیری راکت است. این نقاط باید در برابر فشار، حرکت حرارتی و لرزش مقاوم باشند. استفاده از مواد مناسب، طراحی مهرهها و آببندیها، و نظارت مداوم حسگرها اهمیت دارد. نشتیهایی که در تلاش اول مشاهده شدند نشان میدهد که حتی با پیشرفت طراحی، واقعیتِ شرایط محیطی و تعامل پیچیدهٔ بخشهای متعدد میتواند رفتار غیرمنتظرهای ایجاد کند—از جمعشدگی یا تغییر هندسی جزئی تا انسداد فیلترها یا تخریب سطحی مهرهها.
مهندسان برای مقابله با چنین مواردی اقدامات متعددی را در دستور کار قرار دادهاند: تستهای فشار پیشین روی زمین، تحلیلهای مادهسنجی برای انتخاب مواد مقاوم در برابر دماهای بسیار پایین، توسعهٔ رویههای جایگزین برای تعویض سریع قطعات آسیبپذیر و بهبود الگوریتمهای تشخیص نشتی بر پایهٔ حسگرهای دما و فشار. این اقدامات در کنار تمرینهای انسانیِ تیمها برای واکنش سریع، بخشی از مدیریت ریسک کلی ماموریت است.
از منظر مأموریتی، آرتمیس II یک گام کلیدی در نقشهٔ راه ناسا برای استقرار بلندمدت در ماه است. در حالی که آرتمیس I بدون سرنشین بود و بهمنظور آزمایش کلی سامانهها از جمله گرمایشهای ورود دوباره و اتصال مرحلهٔ بالایی به اوریون انجام شد، آرتمیس II اولین پرواز سرنشیندار مدرن به نزدیکی ماه خواهد بود. موفقیت این مأموریت اعتماد لازم برای مراحل بعدی—شامل آرتمیس III و فراتر از آن، ایجاد پایگاهها یا ایستگاههای تحقیقاتی در قطب جنوب ماه—را فراهم میآورد.
ملاحظات ایمنی و بهرهبرداری نیز بخش بزرگی از تحلیلها را تشکیل میدهند. تیمهای کنترل مأموریت نه تنها وضعیت لحظهای سامانهها را بررسی میکنند، بلکه سناریوهای بحرانی را نیز شبیهسازی میکنند: از تصمیمات مرتبط با لغو پرتاب در صورت بروز نشتی یا خطا تا برنامههای بازیابی خدمه در صورت بروز رویداد ناگهانی در فضا. این سناریوها شامل مسیرهای پرواز جایگزین، استفاده از سوخت ذخیره، و امکانات امدادی زمینی است که برای حفاظت از خدمه طراحی شدهاند.
مخاطبان عمومی و جامعهٔ علمی نیز با دقت این عملیات را دنبال میکنند؛ چرا که نتایج آن نه تنها بر جدول زمانی پرتاب تأثیر میگذارد بلکه بر چشمانداز علم ماه، فرصتهای مشترک بینالمللی و صنعت پرتاب تجاری نیز تأثیر خواهد گذاشت. رسانهها، دانشگاهها و آژانسهای فضایی بینالمللی از دادهها و درسهای بهدستآمده برای توسعهٔ فناوریها و برنامههای مشترک بهره خواهند برد.
از منظر عملیاتی، پخش زندهٔ ناسا از عملیات تنکینگ (سوختگیری مخازن) اطلاعات شفاف و قابل ردیابیای را در اختیار عموم قرار میدهد که میتواند اعتماد عمومی را افزایش دهد و در عین حال اجازهٔ نظارت مستقل از سوی کارشناسان خارجی را فراهم آورد. این شفافیت اطلاعات فنی دربارهٔ نشتیها، پاسخدهی تیمها و عملکرد حسگرها را نیز در معرض بررسی دقیقتر قرار میدهد، که خود میتواند منجر به ارتقای استانداردها و بهاشتراکگذاری بهترین روشها شود.
در نهایت، موفقیت یا عدم موفقیت این آزمون پیامدهای مشخصی برای برنامهٔ آرتمیس خواهد داشت: یک آزمون موفق منجر به اعلام بازهٔ پرتاب احتمالی و ادامهٔ آمادهسازیهای نهایی برای پرتاب سرنشیندار میشود؛ در مقابل، نیاز به بررسیهای بیشتر یا اصلاحات میتواند جدول زمانی را جلو بیندازد یا به تأخیر اندازد تا مطمئن باشیم امنیت خدمه و پایداری مأموریت حفظ میشود.
ملاحظات فنی میانمدت نیز وجود دارد: مدیریت تبخیر هیدروژن (boil-off)، هماهنگی بین سیستمهای خنککنندهٔ زمینی و سامانههای ذخیرهسازی، و الگوریتمهای کنترلی که جریان و فشار را در لحظات حساس تنظیم میکنند. هر یک از این عناصر میتواند نقطهٔ شکست بالقوهای باشد که نیازمند نظارت دقیق و طراحی افزونگی است.
نهایتاً، کارِ روزانهٔ مهندسان در سکوی پرتاب—تعویض مهرهها، پاکسازی فیلترها، کالیبرهکردن حسگرها و اجرای رویههای آزمون—همگی بخشی از فرایند بزرگتری هستند که تضمین میکنند مأموریتهای آیندهٔ انسانی به ماه با حداکثر ایمنی و کارایی انجام شوند. وقتی تلِمتری ثابت، مخازن باثبات و خوانشهای قابلاعتماد بهدست آید، میتوان گفت که گام بلندی در بازگرداندن انسان به فضا و گسترش حضور انسانی در اطراف ماه برداشته شده است.
منبع: sciencealert
نظرات
مهدی
اوه، ۴ نفر دارن از کنار ماه رد میشن؟ حس میکنم قرنهاست منتظر همچین روزی بودیم. امیدوارم همه چیز اوکی باشه! 🚀
شهرراه
خیلی دراماتیزه شده انگار، ولی واقعیت اینه که امنیت اولویته. یه گزارش بیشتر از روندهای انسانی لازمه، نه فقط قطعات
استروزت
تحلیلهای فنی برای من جالب بود، مخصوصا بحث boil-off و حسگرها. اما ای کاش جزئیات دادههای آزمایش رو شفافتر میگفتن. منتظر پخش زندهام
توربو
من تو کارهای صنعتی دیدم، مهرهها همینقدر سرنوشتساز میشن. اگه تست تکرارشپذیر باشه، خدمه امنن، سادهست.
کوینپایل
این همه پول و وقت، آیا واقعا با یک فیلتر مسدود همه چی متوقف میشه؟ شانس اینکه مشکل ریشهایتر باشه هست؟
دیتاپالس
ماهِ کامل واقعا تصویر جذابی خلق کرده، اما این نشتیهای هیدروژن کوچیک نیستن، نگرانم... یعنی هر بار یه پیچ عوض میکنن و دوباره؟
ارسال نظر