تمرین مداری آرتمیس ۳ برای فرود ایمن انسان بر ماه

این یک فرود نیست. یک تمرین نهایی است. ناسا در سال ۲۰۲۷ قصد دارد در مدار پایین زمین یک اجرای آزمایشی چشمگیر برگزار کند که در آن اوریون، نمونه آزمایشی استارشیپ اسپیس‌ایکس و نمونه اولیه بلو مون متعلق به بلو اوریجین، بی‌آنکه حتی سطح ماه را لمس کنند، در شرایط عملیاتی آزموده شوند.

این مأموریت مانند یک رزمایش واقعی برای ماه‌پیمایی‌های آینده در نظر گرفته شده است. فضانوردان با فضاپیمای اوریون بر فراز سامانه پرتاب فضایی ناسا راهی مدار می‌شوند، در حالی که دو تیم تجاری آمریکایی نسخه‌های آزمایشی سامانه‌های فرود انسانی خود را با موشک‌های جداگانه پرتاب می‌کنند. هدف روشن و سرسختانه است: تمرین هماهنگی پیچیده قرار ملاقات مداری و اتصال که روزی خدمه را از مدار ماه به سطح آن منتقل خواهد کرد.

چرا این تمرین در مدار زمین انجام می‌شود و نه مستقیما در مسیر ماه؟ به دلیل ایمنی و امکان تکرار. مدار زمین فرصت‌های پرتاب بیشتری، گزینه‌های بازیابی ساده‌تر و امکان بررسی رفتار فضاپیماهای کاملا متفاوت را هنگام اتصال فیزیکی فراهم می‌کند. این روش ریسک پایین‌تری دارد، اما از نظر شباهت عملیاتی بسیار دقیق است؛ دقیقا همان چیزی که برنامه‌ریزان مأموریت پیش از سپردن خدمه به محیط سخت‌تر پیرامون ماه به آن نیاز دارند.

این طرح مفهومی هنری، فضاپیمای اوریون ناسا و نمونه آزمایشی سامانه فرود انسانی استارشیپ اسپیس‌ایکس را در جریان عملیات اتصال، به عنوان بخشی از مأموریت نمایشی پیش‌روی آرتمیس ۳ ناسا در مدار پایین زمین نشان می‌دهد. 

بلو اوریجین و اسپیس‌ایکس مسیرهای متفاوتی را برای رسیدن به یک مقصد مشترک دنبال می‌کنند. بلو اوریجین یک فرودگر آزمایشی بلو مون مارک ۲ را پرواز خواهد داد که به اویونیک، نرم‌افزار پرواز و سامانه‌های کنترلی مورد نظر برنامه‌ریزان برای اعتبارسنجی مجهز است. ممکن است دو نفر از خدمه آرتمیس ۳ دریچه را باز کنند و وارد کابین بلو مون شوند تا تجربه عملی از سامانه‌های محیطی و چیدمان داخلی به دست آورند؛ سامانه‌ها و فضایی که مأموریت‌های آینده به آن متکی خواهند بود. بلو اوریجین همچنین یک شبیه‌ساز جرمی لباس فضایی مجهز به ابزارهای اندازه‌گیری را حمل می‌کند تا شرایط داخل آن کابین سنجیده شود؛ بازتابی کاربردی از مانکنی که در پروازهای پیشین آرتمیس استفاده شد.

اسپیس‌ایکس یک نمونه آزمایشی استارشیپ نسخه ۳ را ارسال می‌کند که در دماغه خود به سامانه اتصال مجهز است. این مرحله فرصتی برای ورود خدمه نخواهد بود؛ در عوض، اوریون با وسیله آزمایشی استارشیپ قرار ملاقات مداری انجام می‌دهد و به صورت دماغه به دماغه به آن متصل می‌شود تا مهندسان کنترل، ارتباطات و رفتار مجموعه ترکیبی را به عنوان یک ماشین پرنده واحد بررسی کنند. باید انتظار بررسی‌های طولانی و دقیق نرم‌افزاری و دینامیکی را داشت، در حالی که تیم‌ها زیر نظر می‌گیرند کنترل وضعیت، روشن شدن پیشران‌ها و پیوندهای داده هنگام اتصال فیزیکی دو فضاپیمای بسیار متفاوت چگونه عمل می‌کنند.

این طرح مفهومی هنری، نمونه آزمایشی سامانه فرود انسانی بلو مون مارک ۲ متعلق به بلو اوریجین را در مدار زمین، به عنوان بخشی از مأموریت نمایشی پیش‌روی آرتمیس ۳ ناسا در مدار پایین زمین نشان می‌دهد. 

در این برنامه نوعی هماهنگی ظریف وجود دارد که شبیه باله‌ای برای موشک‌ها به نظر می‌رسد. ابتدا فرودگر بلو اوریجین پرتاب می‌شود و تا ۳۰ روز در مدار تعیین‌شده مستقر می‌ماند، در حالی که تیم‌ها بررسی‌های سامانه‌ای را انجام می‌دهند. سپس خدمه آرتمیس ۳ با سامانه پرتاب فضایی و اوریون از سکوی پرتاب ۳۹بی راهی فضا می‌شوند. در نهایت، اسپیس‌ایکس نمونه آزمایشی استارشیپ خود را به مدار می‌فرستد. در فاصله‌ای کوتاه، سه موشک از قدرتمندترین موشک‌های جهان برای پشتیبانی از یک نمایش یکپارچه پرواز خواهند کرد؛ نمایشی که نه فقط سخت‌افزار، بلکه پردازش زمینی، کنترل مأموریت و شبکه‌های ملی ارتباطات و تبادل داده را نیز تحت فشار آزمایش قرار می‌دهد.

در توالی‌های اتصال، اوریون نقش فضاپیمای تعقیب‌کننده را بر عهده خواهد داشت؛ مدارها را هم‌راستا می‌کند و با هر نمونه آزمایشی تجاری تماس برقرار می‌سازد. اوریون به بخش جانبی وسیله بلو مون، نزدیک کابین خدمه آن متصل می‌شود، در حالی که ملاقات با استارشیپ به صورت دماغه به دماغه انجام خواهد شد. مسئولیت‌های نرم‌افزاری بسته به شریک مأموریت جابه‌جا می‌شود: هنگام اتصال به بلو مون، هدایت اوریون فرماندهی مجموعه متصل را بر عهده دارد؛ اما هنگام اتصال به استارشیپ، کنترل به نمونه آزمایشی استارشیپ منتقل می‌شود. این جابه‌جایی‌ها فقط یک تشریفات عملیاتی نیستند؛ بلکه آزمون‌هایی حیاتی برای سنجش همکاری‌پذیری میان سامانه‌های ناسا و طراحی‌های تجاری به شمار می‌آیند.

این طرح مفهومی هنری، نمونه آزمایشی سامانه فرود انسانی بلو مون مارک ۲ متعلق به بلو اوریجین را در حالت اتصال به فضاپیمای اوریون ناسا، به عنوان بخشی از مأموریت نمایشی پیش‌روی آرتمیس ۳ ناسا در مدار پایین زمین نشان می‌دهد.

پیش از آنکه حتی یک دریچه باز شود، ناسا بازبینی‌های ایمنی کاملی انجام خواهد داد. مهندسان سخت‌افزار و نرم‌افزار را بر اساس الزامات عملکردی و کنترل مخاطرات ارزیابی می‌کنند تا در جریان هر مانور اتصال، حفاظت از خدمه درون اوریون تضمین شود. هر دو شرکت پیش‌تر صلاحیت زمینی سامانه‌های اتصال خود را تکمیل کرده‌اند، اما رفتار در مدار می‌تواند ظرافت‌هایی را آشکار کند که هیچ میز آزمایشی قادر به بازآفرینی آن نیست.

فراتر از قرار ملاقات مداری، آرتمیس ۳ میدان اثباتی برای شیوه همکاری چند ارائه‌دهنده پرتاب و چند مرکز مأموریت زیر فشار یک جدول زمانی فشرده است. تیم‌های زمینی عملیات سکو، جریان سوخت، تحویل تله‌متری و رویه‌های شمارش معکوس را در تأسیسات مختلف تمرین خواهند کرد؛ همه این‌ها زمانی حیاتی می‌شوند که مأموریت‌ها به سمت عملیات پایدار در ماه گسترش یابند. اگر برنامه ماه را مانند یک ارکستر تصور کنید، آرتمیس ۳ نخستین تمرین کامل است که در آن همه بخش‌ها هم‌زمان می‌نوازند.

این طرح مفهومی هنری، فضاپیمای اوریون ناسا و نمونه آزمایشی سامانه فرود انسانی استارشیپ اسپیس‌ایکس را در جریان عملیات اتصال، به عنوان بخشی از مأموریت نمایشی پیش‌روی آرتمیس ۳ ناسا در مدار پایین زمین نشان می‌دهد.

این نمایش‌های آزمایشی به هدفی بزرگ‌تر خدمت می‌کنند. داده‌ها، درس‌آموخته‌ها و اصلاحاتی که از آن‌ها به دست می‌آید، وارد نمایش‌های ماه‌نشین بدون سرنشین و فرود سرنشین‌دار برنامه‌ریزی‌شده پس از آن خواهد شد. هدف کاملا کاربردی است: ایمن‌تر و قابل پیش‌بینی‌تر کردن فرودهای آینده روی ماه و ساختن تجربه عملیاتی لازم برای اهدافی جسورانه‌تر، از جمله مأموریت‌های انسانی به مریخ.

این مسیر گاهی پرچالش خواهد بود. اما روشنگر نیز خواهد بود. اینجا همان نقطه‌ای است که مهندسی با پیش‌بینی‌ناپذیری دنیای واقعی روبه‌رو می‌شود و همکاری میان نهادهای دولتی و سازندگان تجاری زیر فشار آزموده خواهد شد. اگر آرتمیس ۳ طبق برنامه پیش برود، دفعه بعد که فضانوردان راهی ماه شوند، با اطمینانی بسیار بیشتر از امروز این کار را انجام خواهند داد؛ زیرا کسی پیش‌تر این گام‌ها را در مدار بالای خانه ما تمرین کرده است.