همکاری ناسا و صنعت برای ساخت زیرساخت های پایدار ماه

یک مرکز فشرده تأمین انرژی را تصور کنید که در تاریکی مطلق یک دهانه ماه، آرام و پیوسته کار می‌کند و با رشته‌ای از نور، انرژی را به مریخ‌نوردی می‌رساند که قرار است ماه‌ها در جایی فعالیت کند که نور خورشید هرگز به آن نمی‌رسد. چنین تصویری دیگر داستان علمی تخیلی نیست. این همان نوع توانمندی است که ناسا و صنعت فضایی آمریکا اکنون به صورت مشترک در حال توسعه آن هستند.

همکاری صنعت و آژانس، توافقی بدون تأمین مالی مستقیم

اوایل امسال، ناسا در چارچوب برنامه «اعلام فرصت همکاری ۲۰۲۵» خود، ۴۱ پیشنهاد را از میان طرح‌های ۳۷ شرکت آمریکایی انتخاب کرد. پروژه‌های برگزیده بر پایه‌های اصلی اکتشاف پایدار تمرکز دارند: تأمین انرژی قابل اعتماد در ماه، عملیات سطحی ایمن و دقیق، حمل و نقل مقاوم میان مدارها و سطح سیارات، و روش‌های تازه برای ساخت و تعمیر سخت‌افزار در خارج از زمین.

این توافق‌ها قراردادهای تدارکاتی سنتی نیستند. در عوض، برنامه ای‌سی‌او مشارکت‌هایی ایجاد می‌کند که به شرکت‌ها امکان دسترسی به تأسیسات ناسا، ابزارهای مهندسی و تخصص فنی را می‌دهد تا بلوغ فناوری‌ها سریع‌تر شود. هدف دوگانه است: شتاب دادن به سامانه‌هایی که می‌توانند در مأموریت‌های دولتی آینده به کار روند، و کمک به تجاری‌سازی این فناوری‌ها.

ناسا از سال ۲۰۱۵ این برنامه را اجرا کرده و تاکنون از بیش از صد پروژه پشتیبانی کرده است. این آژانس منابع غیرنقدی به ارزش چند ده میلیون یورو فراهم می‌کند، در حالی که شرکت‌های مشارکت‌کننده نیز سرمایه و زمان مهندسی بیشتری اختصاص می‌دهند. هر تلاش معمولاً یک تا دو سال طول می‌کشد و زمان‌بندی آن مورد به مورد مذاکره می‌شود.

مهندسان توجه خود را روی چه حوزه‌هایی متمرکز کرده‌اند

همه مسائل لزوماً خبرساز نیستند. بخش زیادی از کارها برای حل چالش‌های مهندسی سرسختی انجام می‌شود که تعیین می‌کنند عملیات بلندمدت در ماه و مریخ تا چه اندازه عملی خواهد بود.

• نوآوری در موتورهای حمل و نقل فضایی و پیشرانش برای کاهش ریسک و هزینه ارسال محموله و خدمه.
• فناوری‌های هدایت، ناوبری و فرود دقیق برای نشستن در نزدیکی اهداف علمی و زیرساخت‌ها.
• تولید برق و مدیریت انرژی برای شب‌های طولانی، مناطق سایه‌دار و تأسیسات پرمصرف.
• سامانه‌های مونتاژ، سرویس‌دهی و ساخت افزایشی در فضا تا سخت‌افزار بدون نیاز دائمی به ارسال تجهیزات از زمین ساخته یا نگهداری شود.
• اقدامات حفاظتی سطحی و کاهش اثرات گرد و غبار ساینده ماه که آب‌بندها، اتصالات و سامانه‌های حرارتی را فرسوده می‌کند.

این اولویت‌ها بازتاب نیازهای عملی مأموریت‌های عصر آرتمیس و هرگونه حضور پایدار انسان فراتر از مدار پایین زمین هستند. همچنین با بازارهای تجاری هم‌راستا هستند که می‌توانند از پرتاب کم‌هزینه‌تر، عمر طولانی‌تر ماهواره‌ها یا سرویس‌دهی در مدار بهره ببرند.

سه پروژه با ارزش عملی چشمگیر

برخی از تلاش‌های انتخاب‌شده به دلیل پرداختن مستقیم به موانع جدی عملیات فضایی برجسته‌تر هستند.

لاکهید مارتین در حال پیشبرد یک سامانه انرژی فشرده و ماژولار است که برای کار در مناطق همیشه سایه‌دار ماه طراحی شده است؛ مناطقی که هرگز نور خورشید را نمی‌بینند و ممکن است میزبان یخ آب باشند. هدف این سامانه، پایداری در طول شب‌های طولانی ماه است. لاکهید همچنین انتقال بی‌سیم انرژی با استفاده از لیزرهای فیبری و سخت‌افزارهای حرارتی برای دفع مطمئن گرما در محیط ماه را دنبال می‌کند.

کال موریس اینک روش اتصال «استریا» را پیشنهاد کرده است؛ روشی که اجازه می‌دهد محموله‌های اضافی به فضاپیماهایی که هم‌اکنون در مدار هستند افزوده شوند، بدون آنکه از پیش سخت‌افزار نصب برای آن‌ها تعبیه شده باشد. این رویکرد از یک چسب با رهاسازی کنترل‌شده برای تثبیت قطعات جدید استفاده می‌کند و می‌تواند عمر ماهواره‌ها را افزایش دهد، ارتقاهای ماژولار را ممکن کند و لجستیک در مدار را بهبود بخشد.

مون‌پرینت سولوشنز در حال توسعه پوشش‌های خم‌شونده‌ای است که تجهیزات حساس را در برابر رگولیت ماه محافظت می‌کنند. این گرد و غبار فقط کثیف‌کننده نیست؛ بار الکترواستاتیکی دارد، به شدت ساینده است و به راحتی به قطعات متحرک نفوذ می‌کند. پوشش‌های محافظ و سازگار با شکل تجهیزات می‌توانند عمر مریخ‌نوردها، مچ‌های رباتیک، شلنگ‌ها و دیگر سامانه‌های مکانیکی مورد استفاده در عملیات بلندمدت سطح ماه را افزایش دهند.

این سه نمونه یک روند گسترده‌تر را نشان می‌دهند: فناوری‌های فضایی باید مقاوم، قابل تعمیر و هم‌زمان با مأموریت‌های تجاری و دولتی سازگار باشند.

دیدگاه کارشناس

دکتر النا مورالس، مهندس سامانه‌ها که روی مفاهیم عملیات سطح ماه کار کرده است، می‌گوید این همکاری‌ها می‌توانند جدول زمانی توسعه را تغییر دهند. او توضیح داد: «استفاده از بسترهای آزمایشی آژانس و تجربه پروازی، کاهش ریسک را سریع‌تر می‌کند. این یعنی ایده‌های امیدوارکننده زودتر به آمادگی پرواز می‌رسند؛ موضوعی که اگر بخواهیم طی یک دهه به توان عملیاتی در ماه برسیم، ضروری است.»

نکته او دقیقاً به هسته مدل ای‌سی‌او اشاره دارد. دسترسی به تأسیسات و آزمایش‌هایی شبیه شرایط پرواز، در مراحل اولیه اعتبارسنجی سخت‌افزار می‌تواند از کمک‌های مالی مستقیم نیز ارزشمندتر باشد.

جمع‌بندی

انتخاب ۴۱ پروژه از صنعت آمریکا توسط ناسا، تلاشی هدفمند برای امکان‌پذیر و مقرون‌به‌صرفه کردن اکتشاف بلندمدت فضا است. تمرکز این برنامه کاملاً عمل‌گرایانه است: تأمین انرژی در جایی که خورشید نمی‌تابد، روش‌هایی برای اتصال و سرویس‌دهی سخت‌افزار در مدار، سامانه‌هایی که در برابر گرد و غبار خشن ماه دوام می‌آورند، و رویکردهای تولیدی که وابستگی به زمین را به حداقل می‌رسانند. اگر این تلاش‌ها موفق شوند، فقط مأموریت‌ها را ممکن نمی‌کنند؛ بلکه خدمات و توانمندی‌های تجاری تازه‌ای را پایه‌گذاری خواهند کرد که شیوه استفاده بشر از فضا را تغییر می‌دهد.