به گزارش ایسنا، نخستین انسانها در سال ۱۹۶۰ پا بر قمر زمین گذاشتند و اگرچه این موفقیت بزرگی بوده است اما برای انسان جاهطلب اقامت چند ساعته یا حتی چند روزه در فضا کافی نبود. بنابراین برای انجام پژوهش بیشتر در محیط ریزگرانش و اقامت طولانیتر در فضا، ایستگاه فضایی بینالمللی در مدار زمین ساخته شد.
با ایستگاه فضایی بینالمللی بیشتر آشنا شویم
ایستگاه فضایی بینالمللی که معمولا به اختصار ISS نامیده میشود، بزرگترین سازهی ساخت دست بشر است که در حال حاضر در فضا در فاصلهی بین ۳۳۰ تا ۴۳۵ کیلومتری از سطح زمین قرار دارد و مظهر پیشرفتهترین سازهی مهندسی شده فضایی است که بشر تاکنون به آن دست یافته است. همچنین با ارزش بیش از ۱۰۰ میلیارد دلار گرانترین سازهای است که بشر تا به حال به طور مشترک ساخته است. این ایستگاه فضایی تلاش مشترک آژانسهای فضایی بسیاری از کشورها، از جمله ایالات متحده آمریکا، روسیه، ژاپن، کانادا و چند کشور اروپایی دیگر بوده است.از آنجایی که دورهی مداری ایستگاه تقریبا ۹۰ دقیقه است، سرنشینان آن هر ۴۵ دقیقه یک بار طلوع یا غروب خورشید را تجربه میکنند
ایستگاه فضایی بینالمللی یک فضاپیمای بزرگ است که به دور زمین میچرخد و به عنوان آزمایشگاهی برای انجام آزمایشات مربوط به حوزه نجوم، هواشناسی، فیزیک، زیست شناسی، پزشکی فضایی، تولید مواد، ارتباطات و غیره عمل میکند. علاوه بر این با استفاده از آن مشاهدات مهمی از زمین انجام میشود. این ایستگاه به عنوان یک اقامتگاه مشابه یک آپارتمان پنج خوابه با پنجرههای بزرگ، یک سالن بدنسازی و دو حمام عمل میکند.
از آنجایی که دورهی مداری این ایستگاه تقریبا ۹۰ دقیقه است، سرنشینان آن هر ۴۵ دقیقه یکبار طلوع یا غروب خورشید را تجربه میکنند، این بدان معناست که هر روز شاهد ۱۵ تا ۱۶ طلوع و غروب خورشید هستند. ایستگاه فضایی بینالمللی را به عنوان یکی از درخشانترین اجرام در آسمان میتوان به راحتی از هر نقطه روی زمین مشاهده کرد. البته این در صورتی است که در آن زمان این ایستگاه در حال گذر از منطقهی سکونت شما باشد.
ساختار ایستگاه فضایی بینالمللی
اگرچه اکنون این ایستگاه یک سازهی واحد و کامل شده است، اما از تعدادی بخش جداگانه ساخته شده که به تدریج طی یک دورهی تقریبا ۱۱ ساله به هم متصل شدند. اولین بخش ایستگاه فضایی بینالمللی به نام زاریا در سال ۱۹۹۸ بوسیله یک موشک روسی به فضا پرتاب شد. قطعات بیشتری از طریق شاتلهای فضایی در ماههای بعدی به فضا فرستاده شدند و توسط خدمه مونتاژ شدند. در ماه نوامبر سال ۲۰۰۰ ایستگاه فضایی بینالمللی آمادهی پذیرش خدمهی اولین ماموریت فضایی به نام اکسپدیشن ۱ شد. اولین مهمانان این ایستگاه به مدت چهار ماه و نیم در آنجا به کار و زندگی پرداختند.یک روز معمولی در ایستگاه فضایی بینالمللی متشکل از ۱۰ ساعت کار است که در روزهای شنبه به پنج ساعت کاهش مییابد. سه وعده غذایی و مقدار زیادی ورزش نیز در برنامه وجود دارد.
در طی سالها، ایستگاه فضایی بینالمللی با تعدادی ماژول دیگر بهبود یافت که به طور چشمگیری قابلیتهای آن را هم به عنوان یک آزمایشگاه فضایی و هم به عنوان خانه افزایش دادند. در ماه ژوئن سال ۲۰۱۱، ایستگاه فضایی بینالمللی متشکل از ۱۵ ماژول تحت فشار که در فضا مونتاژ شده بودند و یک سازهی یکپارچه بدون فشار مانند آرایههای خورشیدی و رادیاتورها بود. برخی از اجزای بزرگتر آن نیز عبارتند از ماژولهای زاریا، زوزدا، ماژول یونیتی، تاسیسات مداری کلمب، ماژول تجربی ژاپنی و ماژول آزمایشگاهی دستینی.
زندگی در ایستگاه فضایی بینالمللی
ایستگاه فضایی بینالمللی میتواند تا هفت نفر را در خود جای دهد اگرچه در دورههای زمانی خاصی بیش از این تعداد نیز در این ایستگاه اقامت داشتهاند. براساس دستورالعملها، خدمهی این ایستگاه در ساعت ۰۶:۰۰ از خواب بیدار میشوند و برخی از فعالیتهای بعد از خواب را انجام داده و به بازرسی معمول صبحگاهی از اجزا و سیستمهای مختلف ایستگاه فضایی بینالمللی میپردازند. یک روز معمولی در ایستگاه فضایی بینالمللی متشکل از ۱۰ ساعت کار است که در روزهای شنبه به پنج ساعت کاهش مییابد. سه وعده غذایی و مقدار زیادی ورزش نیز در برنامه وجود دارد.
اهمیت ایستگاه فضایی بینالمللی
ایستگاه فضایی بینالمللی میزبان تعداد زیادی آزمایش و مطالعات علمی در زمینههای فناوری، زیست شناسی، علوم مواد، ارتباطات، بیوتکنولوژی، پزشکی فضایی و غیره است که توسط فضانوردان در فضا انجام میشود. این ایستگاه به تجاریسازی مدار پایین زمین، توسعه واکسنهای بهبود یافتهی بیولوژیکی، درک و نظارت بر بلایای طبیعی از فضا، و کشف مکانیسم بسیاری از بیماریهای بیولوژیکی از جمله سرطان پستان و پوکی استخوان کمک کرده است. علاوه بر این، حضور دائمی آن در فضا به ما کمک کرده تا تعدادی از مشاهدات نجومی در مورد فضای بیرونی را جمعآوری کنیم، که به نوبه خود درک ما را از کهکشان بهبود بخشیده است.
در حال حاضر فضاپیماهای شرکت اسپیسایکس و سایوز روسیه مسئول پرتاب فضانوردان به این ایستگاه هستند. این ایستگاه علاوه بر فعالیتهای علمی و پژوهشی میزبان یک گروه فیلمبرداری روسی نیز بوده است و به نظر میرسد که صنعت گردشگری فضایی نیز پای خود را به این ایستگاه فضایی باز خواهد کرد.
به گفتهی ناسا این ایستگاه قرار است تا سال ۲۰۳۰ در مدار به فعالیت خود ادامه دهد و پس از آن فرآیند بازگشت به جو زمین و سقوط در اقیانوس آرام را آغاز کند.
در نبود ایستگاه فضایی بینالمللی چه اتفاقی رخ خواهد داد؟
انسان اکنون قصد دارد بار دیگر به قمر زمین بازگردد و به زودی پس از دههها روی خاک این کرهی خاکستری پا بگذارد اما اقامت کوتاه مدت در فضای اطراف ماه و روی سطح این کره کافی نیست و ناسا برنامههای ساخت یک ایستگاه فضایی جدید را پایهریزی کرده است، اما برخلاف ایستگاه فضایی بینالمللی این ایستگاه قرار نیست در مدار زمین ساخته شود بلکه مکان قرارگیری آن در مدار ماه خواهد بود.
وقت آن رسیده که با ایستگاه فضایی جدید ناسا یعنی دروازهی ماه(Lunar Gateway) آشنا شویم.
ناسا به همراه مجموعهای از شرکای بینالمللی و خصوصی، برنامههای بزرگی برای ساخت یک ایستگاه فضایی کوچک دارد. این ایستگاه فضایی که «دروازهی ماه» نامیده میشود، از ماموریتهای فضایی در ماه و اطراف آن پشتیبانی خواهد کرد و یک پلتفرم منحصر به فرد برای انجام آزمایشهای علمی فراهم میکند.
چرا به ایستگاه فضایی قمری نیاز داریم؟
با توجه به هدف اعلام شدهی ناسا مبنی بر برقراری حضور پایدار انسان در ماه و اطراف آن، ضرورت ساخت یک ایستگاه فضایی قمری بیشتر احساس میشود. آژانس فضایی ناسا قصد دارد تا اولین زن و یک مرد دیگر را پس از دههها مجددا به سطح ماه بفرستد. این ماموریت تا سال ۲۰۲۵ انجام خواهد شد.اندازهی ایستگاه «دروازه ماه» هنگام استقرار یک ششم ایستگاه فضایی بینالمللی خواهد بود.
برنامهی آرتمیس ناسا که با هدف بازگرداندن بشر به سطح قمر زمین آغاز شده است دارای سه مرحلهی اصلی است. مرحلهی اول آن که ارسال یک فضاپیمای بدون سرنشین به مدار ماه بود با موفقیت انجام گرفته است. مرحلهی دوم ارسال فضانوردان سوار بر فضاپیما به مدار ماه و مرحلهی سوم فرود دوبارهی بشر روی ماه است.
ناسا در یادداشتی در سال ۲۰۱۸ توضیح داده است، که ایستگاه فضایی دروازه ماه برای پیشبرد و حفظ اهداف اکتشاف فضایی انسان نقش اساسی دارد. اندازهی این ایستگاه هنگام استقرار یک ششم ایستگاه فضایی بینالمللی خواهد بود.
ایستگاه فضایی دروازه ماه در کجا قرار خواهد گرفت؟
براساس طرح کنونی، قرار است ایستگاه فضایی دروازه ماه در مداری مخصوص به نام NRHO قرار بگیرد. این مدار از نقاط گرانشی خنثی تولید شده توسط زمین و ماه بهره میبرد و مصرف سوخت را به حد مناسبی میرساند. علاوه بر پایداری گرانشی، NRHO دید پیوستهی مناسبی به زمین دارد که امکان برقراری ارتباط بدون مانع بین خدمه و ایستگاههای زمینی را فراهم میکند.
مدار NRHO به شدت بیضوی است، بنابراین ایستگاه فضایی دروازه ماه در نزدیکترین حالت به ماه، در فاصله ۳۰۰۰ کیلومتری از سطح آن میرسد و پس از آن تا فاصله ۷۰ هزار کیلومتری از ماه دور میشود. طی یک دور کامل در این مدار حدود یک هفته طول میکشد.
ناسا یک کاوشگر کوچک به نام «کپستون»(CAPSTONE) را در تاریخ ۲۸ ژوئن به این مدار فرستاد. این تاسواره در روز ۱۳ نوامبر وارد مدار NRHO شد. تاسواره «کپستون» با نام کامل «آزمایش ناوبری و عملیات فناوری سامانه موقعیتیاب خودکار مدار ماه» اولین ماهوارهای است که مدار پیشنهادی برای ایستگاه فضایی دروازه ماه را آزمایش کرده است.
ایستگاه فضایی دروازه ماه چگونه ساخته میشود؟
ناسا و اسپیسایکس موشکهای قدرتمندی دارند، اما هیچ یک از آنها برای پرتاب یکپارچهی یک ایستگاه فضایی مناسب نیست. به همین دلیل ایستگاه فضایی دروازه ماه نیز باید مانند هر ایستگاه فضایی دیگری در فضا و در طول مجموعهای از عملیاتها مونتاز شود.
اولین بخشها ممکن است در اوایل سال ۲۰۲۴ به مدار ماه برسند و زمینه را برای ماموریت آرتمیس ۳ فراهم کنند. البته لازم به ذکر است که ماموریت آرتمیس ۳ یک ماموریت مستقل است و برای فرود روی ماه نیازی به ایستگاه فضایی ندارد.
ناسا با شرکای بینالمللی و خصوصی برای ساخت ایستگاه فضایی دروازه ماه همکاری میکند و ۷۷۹ میلیون دلار از بودجه سال ۲۰۲۳ خود را به این پروژه اختصاص داده است.
فاز اول این پروژه اتصال دو بخش بسیار مهم است. یک ماژول برای تامین نیرو و نیروی محرکه و یک ماژول برای پشتیبانی از فعالیتهای انسانی.
این قطعات از ایستگاه فضایی دروازه ماه با نامهای عنصر نیرو و نیروی محرکه(PPE) و پایگاه سکونت و لجستیک(HALO) شناخته میشوند. ناسا امیدوار است که PPE و هالو(HALO) را بتوان با یک پرتاب توسط موشک فالکونهوی شرکت اسپیس ایکس در ماه مه سال ۲۰۲۴ با هزینهی ۳۳۱.۸ میلیون دلار به فضا پرتاب کرد.
ایستگاه فضایی دروازهی ماه چه اندازهای دارد؟
پنج بخش اول آن شامل ماژولهای PPE، هالو، یک ماژول ارتباطی و اتصال، یک ماژول علمی و هوابند، یک ماژول لجستیک برای نگهداری مواد غذایی و لوازم و یک بازوی رباتیک میشود. این بخشها در مجموع ۴۰ تُن وزن خواهند داشت. این یک شروع ساده است، اما این اجزای اصلی به عنوان پایه و اساس این ایستگاه عمل خواهند کرد که بر اساس آن یک ایستگاه بزرگتر در طول زمان ساخته خواهد شد.آژانس فضایی اروپا(ESA) میگوید که ایستگاه فضایی دروازه ماه قادر به اسکان دادن چهار فضانورد برای اقامتی ۹۰ روزه است.
آژانس فضایی اروپا(ESA) میگوید که ایستگاه فضایی دروازه ماه قادر به اسکان دادن چهار فضانورد برای اقامتی ۹۰ روزه است.
تک ماژول هالو فضای کافی برای فضانوردان فراهم نمیکند و به یک ماژول قابل سکونت اضافی نیاز است که توسط آژانس فضایی اروپا ساخته خواهد شد. پس از اتصال این دو ماژول، ۱۲۵ متر مکعب فضا، تقریبا به اندازهی یک اتوبوس دو طبقه فراهم میشود.
اجزای ایستگاه فضایی دروازه ماه چه هستند؟
ماژول PPE یک فضاپیمای پیشران الکتریکی خورشیدی ۵۰ کیلوواتی است که قادر به ارائه نیرو، ارتباطات پرسرعت و قابلیتهای مانور مانند کنترل وضعیت و انتقال مداری است.
در سال ۲۰۱۹، شرکت Maxar Technologies از کلرادو قراردادی ۳۷۵ میلیون دلاری با ناسا برای توسعه و ساخت PPE امضا کرد. این ماژول از صفحات خورشیدی برای تولید انرژی الکتریکی مورد نیاز برای تامین انرژی ایستگاه استفاده میکند.
ناسا از شرکت نورثروپ گرومن(Northrop Grumman) برای ساخت ماژول هالو که یک ماژول قابل سکونت و تحت فشار است، کمک گرفت. این شرکت مستقر در ویرجینیا یک قرارداد ۹۳۵ میلیون دلاری با آژانس فضایی ناسا در ماه ژوئیه ۲۰۲۱ امضا کرد.
هالو مکانی برای زندگی، کار، تحقیق و خواب فضانوردان فراهم میکند. در این ماژول، خدمه آزمایشهای علمی خود را انجام میدهند و با ایستگاههای زمینی روی زمین ارتباط برقرار میکنند.
ماژول قابل سکونت جایی است که ایستگاه فرماندهی و کنترل وجود خواهد داشت و همچنین دارای درگاههایی برای اتصال فضاپیماها برای ورود و خروج فضانوردان و محموله خواهد بود. سرویس پایهی حمایت از حیات در این ماژول شامل بازیافت اکسیژن و تولید آب آشامیدنی خواهد بود.
آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن(JAXA) باتریهای مورد نیاز برای تامین انرژی هالو را قبل از استقرار آرایههای خورشیدی PPE و در هنگام کسوف فراهم میکند. بازوی رباتیک کانادارم۳(Canadarm۳) کمک آژانس فضایی کانادا به ایستگاه فضایی دروازه ماه خواهد بود. این سیستم رباتیک هوشمند متشکل از یک بازوی ۲۸ فوتی(۸.۵ متری)، یک بازوی کوچکتر و مجموعهای از ابزارهای جداشدنی خواهد بود.
آژانس فضایی اروپا قابلیت برقراری ارتباط با سرعت دادهی بالا را فراهم میکند تا این ایستگاه مداری را با تیمهایی که روی سطح ماه کار میکنند پیوند دهد. ماژول سیستم اروپایی تامین سوختگیری، زیرساخت و مخابرات که به اختصار ESPRIT نام دارد، سوخت اضافی و یک هوابند برای محمولههای علمی نیز فراهم میکند. ESPRIT دارای پنجرهای مشابه پنجرهی معروف کوپولا(Cupola) در ایستگاه فضایی بین المللی خواهد بود.
آژانس فضایی اروپا و ژاپن همچنین مسئول ساخت یک ماژول قابل سکونت دوم به نام I-Hab یا ماژول بینالمللی سکونت هستند. این ماژول فضای بیشتری را برای زندگی، کار و انجام تحقیقات علمی برای خدمه فراهم میکند. ماژول I-Hab توسط شرکت Thales Alenia Space ساخته میشود و میتواند در سال ۲۰۲۶ به عنوان بخشی از ماموریت آرتمیس ۴ به ایستگاه فضایی دروازه ماه برسد.
چگونه میتوانیم از یک ایستگاه فضایی از این فاصلهی دور پشتیبانی کنیم؟
ماه در فاصلهی متوسط ۳۸۵ هزار کیلومتری از زمین قرار دارد و زیاد به زمین نزدیک نیست. حمایت از فضانوردان در ماموریتهایشان اهمیت خواهد داشت و علاوه بر این، تجربهی ارائه یک زنجیره تامین در اعماق فضا میتواند نویدبخش ماموریتهای آینده به مریخ باشد.تجربهی ارائه یک زنجیره تامین در اعماق فضا میتواند نویدبخش ماموریتهای آینده به مریخ باشد.
در سال ۲۰۲۰، ناسا شرکت اسپیس ایکس را بهعنوان اولین ارائهدهنده تجاری ایالات متحده معرفی کرد تا محمولهها و سایر تجهیزات را به ایستگاه فضایی دروازه ماه تحویل دهد.
اسپیسایکس باید محمولههای تحت فشار و بدون فشار را به این ایستگاه منتقل کند. این آژانس فضایی تخمین میزند که برای هر ماموریت آرتمیس، یک تحویل محموله لازم است. برای انجام این کار، اسپیس ایکس فضاپیمای Dragon XL خود را بر فراز موشکهای فالکونهوی به فضا پرتاب خواهد کرد. Dragon XL نسخهی بزرگتر کپسول Dragon خواهد بود که به مدت شش تا ۱۲ ماه به ایستگاه فضایی بینالمللی متصل خواهد بود. به گفته اسپیس ایکس، یک فضاپیمای Dragon XL قادر به حمل بیش از پنج تُن بار است.
چه نوع پژوهشهای علمی در ایستگاه فضایی دروازه ماه انجام خواهد شد؟
علوم مربوط به قمر زمین و سیارات بدیهیترین آنهاست اما موقعیت این ایستگاه امکان انجام پژوهشهای زمین، فیزیکخورشید و اخترفیزیک را نیز فراهم میکند. به گفتهی ناسا، تحقیقات فیزیک بنیادی نیز امکانپذیر خواهد شد.
شرکای ایستگاه فضایی دروازه ماه در حال حاضر سه ابزار علمی را انتخاب کردهاند. هرمس(HERMES) ناسا و ERSA اروپا خارج از ایستگاه قرار خواهند گرفت و تابش خورشید و هوای فضایی را زیر نظر خواهند داشت. سومین ابزار، IDA توسط آژانس فضایی اروپا و ژاپن ساخته شده است و امکان مطالعه اثرات تشعشع بر سرطان، بیماریهای قلبی عروقی و سیستم عصبی مرکزی را فراهم میکند. این خطری است که به گفتهی ناسا فضانوردان را در ماموریتهای اکتشافی تهدید میکند.
آیا ماموریتهای درون ایستگاه فضایی دروازه ماه برای فضانوردان خطرناک خواهد بود؟
مانند هر ماموریت دیگری به فضا، خطرات وجود خواهند داشت. موقعیت این ایستگاه فراتر از مدار پایین زمین به این معنا است که خدمه نسبت به فضانوردان ایستگاه فضایی بینالمللی در برابر تشعشعات مضر خورشیدی و کیهانی بیشتری هستند.
بر اساس مطالعهای که در سال ۲۰۲۱ در مجله بینالمللی علوم مولکولی منتشر شد، نبود حفاظتی که مدار پایین زمین فراهم میکند، بهطور اجتنابناپذیری فضانوردان را در معرض تشعشعات فضایی بیشتری قرار میدهد. طبق این مطالعه، تشعشعات مورد انتظار خارج از مدار پایین زمین احتمالا به میتوکندری سلولها آسیب میرساند و همچنین اثرات طولانیمدتی بر ترمیم دیانای DNA ایجاد میکند. به گفتهی ناسا، تاثیر تشعشعات بر بدن انسان در ماموریتهای ماه یا مریخ بسیار بیشتر خواهد بود، در این مکانها قرار گرفتن در معرض ذرات باردار و پر انرژی میتواند اثرات نامطلوبی بر سلامتی از جمله افزایش خطر ابتلا به سرطانها، تغییر در عملکرد حرکتی و رفتار و انحطاط بافت ایجاد کند. خطرات دیگری نیز از جمله آسیب احتمالی به وسایل نقلیه و تجهیزات فضانوردان که برای زندگی و سفر ایمن در فضا به آنها متکی هستیم، وجود دارد.
با این حال، هنوز نمیدانیم که فضانوردان تا چه اندازه در طول اقامت طولانی مدت در ایستگاه فضایی دروازه ماه تحت تاثیر فضا قرار میگیرند. در ماموریتهای آپولو نیز فضانوردان در معرض تشعشعات فضایی قرار گرفته بودند اما باید خاطر نشان کرد که این ماموریت ها بیش از ۱۱ روز به طول نیانجامیدند. ماموریتهای طولانیمدت دروازه ماه میتوانند بیش از ۹۰ روز طول بکشند و این مدت زمانی است که احتمالا اثرات طولانیمدت سلامتی را به همراه خواهد داشت. بر این اساس، دانشمندان میخواهند سرنشینان این ایستگاه را به دقت زیر نظر داشته باشند تا آسیبهای احتمالی را ارزیابی کنند.
دروازه ماه در دهههای آینده چگونه خواهد بود؟
هدف ناسا رسیدن به ماه و ماندن در آن است. این هدف به یک ایستگاه فضایی کاملا قوی و کاربردی نیاز دارد، بنابراین باید انتظار داشته باشیم که ایستگاه فضایی «دروازه ماه» در طول زمان گسترش یابد. بهطور هیجانانگیزی، این ایستگاه فضایی میتواند به عنوان نقطهای برای رفت و آمد به اعماق فضا عمل کند و از آن برای پرتاب ماموریتهایی به مریخ استفاده شود. «دروازه ماه» همچنین میتواند برای ردیابی اجرام تهدید کننده نزدیک به زمین استفاده شود.
قابلیتهای آن بسیار زیاد است و تنها زمان نشان خواهد داد که چگونه از ایستگاه فضایی «دروازه ماه» میتوان برای پاسخگویی به نیازهای بشر به بهترین شکل و گسترش دسترسی به منظومه شمسی و به طور بالقوه فراتر از آن استفاده کرد.
انتهای پیام
نظرات