ناسا با ۴ ماموریت تجاری، راه را برای پایگاه ماه هموار می کند

تصور کنید ستونی خاکستری از غبار بلند می‌شود، درست همان لحظه‌ای که یک فرودگر روی خاک ماه می‌نشیند، گرد و خاک به اطراف می‌پاشد، ابزارهای نوری کور می‌شوند و سنگ‌ریزه‌ها مثل کاغذهای رنگی به هر سو پرتاب می‌شوند. ناسا دقیقا می‌خواهد همین لحظه آشفته و خطرناک را پیش از آن‌که انسان‌ها ماه‌ها روی ماه زندگی کنند، به‌خوبی بشناسد.

در ۳۰ ژوئن، ناسا نزدیک به ۶۰۰ میلیون دلار به سه شریک تجاری، آستروباتیک، فایرفلای ایروسپیس و اینتوئیتیو ماشینز، اختصاص داد تا چهار ماموریت خدمات تجاری محموله‌های ماه را برای اواخر سال ۲۰۲۸ اجرا کنند. این ماموریت‌ها پروازهای تک‌مرحله‌ای و جداافتاده نیستند. آن‌ها گام بعدی در ساخت یک میدان آزمایش واقعی هستند؛ جایی که مهندسان، دانشمندان و شرکت‌های خصوصی یاد می‌گیرند چگونه در جهانی دیگر با اطمینان و پایداری فعالیت کنند.

آستروباتیک دو ماموریت را با مجموع قرارداد ۲۹۷.۹ میلیون دلار انجام خواهد داد. فایرفلای برای یک تحویل ۱۴۴.۲ میلیون دلار دریافت کرد و اینتوئیتیو ماشینز نیز برای چهارمین پرواز ۱۴۸.۳ میلیون دلار گرفت. هر شرکت از نسخه‌های ارتقایافته فرودگرهایی استفاده می‌کند که پیش‌تر پرواز کرده‌اند؛ نسخه‌هایی سریع‌تر، با درس‌های آموخته‌شده و ریسک‌هایی که مرحله‌به‌مرحله کاهش یافته‌اند.

چرا باید پروازها را با سخت‌افزاری مشابه تکرار کرد؟ چون تکرار، ابهام را به داده تبدیل می‌کند. هر یک از چهار فرودگر، سه ابزار علمی یکسان ناسا را به نقاط متفاوتی از ماه خواهد برد: مجموعه‌ای از دوربین‌های استریو برای بررسی چگونگی فرسایش سطح در اثر فوران موتور، آرایه‌ای غیرفعال از بازتابگرهای لیزری برای نقش‌آفرینی به‌عنوان نشانگرهای دقیق موقعیت، و یک طیف‌سنج پرتوی فشرده برای اندازه‌گیری محیط فضایی که فضانوردان روزی در آن زندگی و کار خواهند کرد.

دوربین استریو برای مطالعات سطحی فوران فرودگر روی ماه، با چهار چشم هماهنگ و فتوگرامتری استریو، نماهای سه‌بعدی از تعامل گازهای خروجی موتور با رگولیت می‌سازد. اندازه‌های مختلف موتور، انواع پیشران و شیب‌های گوناگون محل فرود بررسی خواهند شد. هدف ساده است: پیش‌بینی مسیر حرکت غبار ماه تا زیستگاه‌ها، آرایه‌های خورشیدی و سخت‌افزارهای حیاتی، هنگام فرود همسایه‌ای در نزدیکی آن‌ها، زیر خاک دفن نشوند یا آسیب نبینند.

آرایه بازتابگر لیزری در سادگی خود جذاب است. هر واحد، به اندازه یک بیسکویت کوچک و کاملا غیرفعال، شامل هشت منشور کوارتزی مکعب‌گوشه درون یک گنبد است. به هیچ منبع برقی نیاز ندارد. مدارگردها و فرودگرها می‌توانند پرتوهای لیزر را از این بازتابگرها بازتاب دهند تا ناوبری دقیق‌تر شود و موقعیت‌ها در سراسر سطح ماه با دقت مشخص شوند؛ می‌توان آن‌ها را نشانگرهای نقشه‌برداری دائمی ماه دانست.

تابش فضایی نیز موضوعی غیرقابل چشم‌پوشی است. طیف‌سنج انتقال انرژی خطی، یک آشکارساز سیلیکونی کوچک است که انرژی و نوع ذرات ورودی را می‌سنجد. زاویه‌های متفاوت نزدیک شدن به سطح و نقاط مختلف فرود، شرایط پرتوی متفاوتی را نمونه‌برداری می‌کنند. این اندازه‌گیری‌ها به طراحی سامانه‌های حفاظتی، زمان‌بندی عملیات و ارزیابی ریسک برای انسان‌هایی کمک می‌کند که در آینده قدم در ماه خواهند گذاشت.

در این برنامه فقط ابزارهای علمی مطرح نیستند. ناسا اکنون ۱۷ تحویل سطحی برنامه‌ریزی‌شده را با چندین تیم تجاری در دستور کار دارد و هم‌زمان فراخوان‌های دیگری را نیز طراحی می‌کند: مفهوم ماه‌نورد قطبی پرامیس با الهام از مریخ‌نوردها، فرودگرهایی برای آزمایش سامانه‌های توان و اویونیک، یک تصویربردار نوری برای قطب جنوب ماه، و حتی پیشنهادهایی برای ایجاد منظومه‌ای از ماهواره‌های رله ارتباطی و ناوبری ماه.

رایان استفان، مدیر موقت فرودگرهای باری در برنامه پایگاه ماه ناسا، توضیح داد: «ما در حال ساخت یک میدان آزمایش برای عملیات پایگاه ماه هستیم»؛ با سفارش‌دهی سریع‌تر، پرتاب‌های بیشتر و چرخه‌های یادگیری کوتاه‌تر. منطق این رویکرد روشن است: تمرین در ماموریت‌های متعدد، غافلگیری‌ها را در پروازهای سرنشین‌دار کاهش می‌دهد.

ارسال محموله‌های یکسان و آزموده‌شده در پرواز به چندین نقطه، شبکه‌ای از داده‌های محیطی و ناوبری ایجاد می‌کند که برای عملیات پایدار انسانی روی ماه ضروری است.

این طرح را می‌توان شبیه ایستگاه‌های هواشناسی دانست که در سراسر قاره‌ای تازه پراکنده شده‌اند. رفتار غبار، سطح تابش فضایی و نشانگرهای دقیق موقعیت به برنامه‌ریزان کمک می‌کند تصمیم بگیرند زیستگاه‌ها کجا ساخته شوند، کریدورهای فرود چگونه طراحی شوند و چه زمانی می‌توان فضانوردان را با ایمنی فراتر از ماموریت‌های کوتاه اعزام کرد.

این ماموریت‌های تجاری ماه، هم علمی هستند و هم زیرساختی. آن‌ها اهداف پژوهشی فوری را دنبال می‌کنند و هم‌زمان خدمات پایه‌ای، از چراغ‌های ناوبری و حسگرهای محیطی تا لجستیک آزموده‌شده، را بنا می‌گذارند؛ خدماتی که کاوشگران، کارآفرینان و دانشمندان آینده به آن‌ها تکیه خواهند کرد. ماه در حال تبدیل شدن به کارگاهی است که در آن شکست، بخشی از یادگیری است و تکرار، ارزش اصلی به شمار می‌آید.

تماشای فرونشستن نخستین ابر غبار ماه، هیجان خاصی دارد. این صحنه درباره مهندسی، ریسک و عادت سرسختانه انسان برای پیشروی به سوی بیرون از زمین روایت می‌کند. فوران بعدی که ناسا مطالعه می‌کند، می‌تواند کمک کند فوران‌های پس از آن، پیشگامانی را که روزی ماه را خانه خود می‌نامند، گرفتار و بی‌پناه نگذارد.