انتخاب استارشیپ به‌عنوان ماه نشین، آینده پروازهای فضایی را دگرگون خواهد کرد

وقتی فضانوردان ناسا تا چند سال آینده به ماه بازگردند، این کار را با سطح‌نشینی انجام خواهند داد که ماه‌نشین عصر آپولو درمقابل آن بسیار کوچک جلوه می‌کند. اندازه‌ی موشک استارشیپ اسپیس ایکس از دماغه‌ی مخروطی‌اش تا پایه‌های فرود، ۵۰ متر است. درمقابل، ماژول قمری کوچکی که نیل آرمسترانگ و باز آلدرین را در سال ۱۹۶۹ به سطح ماه حمل کرد، فقط ۷ متر ارتفاع داشت. این یکی از چندین جنبه‌ی واقعا غافلگیرکننده‌ی تصمیم اخیر ناسا مبنی بر انتخاب اسپیس ایکس به‌عنوان تنها سازنده‌ی سطح‌نشین قمری است. در این همکاری تازه، اسپیس ایکس باید دو مأموریت را به سطح ماه به پرواز درآورد و در پرواز دوم که ممکن است تا سال ۲۰۲۴ پرتاب شود، فضانوردان به سطح ماه حمل خواهند شد.

ناسا برای انجام دو مأموریت قمری، قراردادی ۲٫۸۹ میلیارد دلاری را به اسپیس ایکس واگذار کرده است. بااین‌حال اگر ناسا، اسپیس ایکس را برای پرواز مأموریت‌های قمری دوره‌ای در دهه‌ی ۲۰۲۰ انتخاب کند، ارزش قرارداد واگذارشده به نحوی در خور توجه افزایش خواهد یافت. این قرارداد همچنین از بی‌شمار جنبه‌های دیگر برای اسپیس ایکس و ناسا حائز اهمیت است. شاید چشمگیرترین جنبه، شرط‌بندی جسورانه‌ی ناسا روی آینده‌ی اکتشافات فضایی باشد. تا به امروز، برنامه‌هایی که ناسا برای اکتشافات انسانی در فضای عمیق در سر داشت، همگی پژواکی از برنامه‌ی آپولو بودند. ناسا درباره‌ی مأموریت‌ها و برنامه‌های «پایدار» از لحاظ هزینه صحبت کرده است؛ اما آن‌ها فقط در اسم، پایدار بودند.

ناسا با شرط بستن روی استارشیپ که دربردارنده‌ی انبوهی از خطرات در مسیر پیشرفت است، فرصت شکل‌دهی به آینده‌ای بسیار روشن‌تر را پیدا می‌کند که در آن، نه‌فقط تعداد انگشت‌شماری از فضانوردان، بلکه ده‌ها و سپس صدها نفر عازم ماه یا مریخ خواهند شد. از این جهت، انتخاب استارشیپ بیانگر تغییری بنیادین برای ناسا و اکتشافات انسانی در فضا است. ریک تاملینسون، از فعالان عرصه‌ی فضا و طرفدار استقرار انسان در منظومه‌ی شمسی می‌گوید: «اگر استارشیپ اهدافی را که ایلان ماسک برایش تعیین کرده است، محقق کند، به دست آوردن قرارداد اخیر همانند پشتیبانی دولت آمریکا از راه‌آهن در غرب وحشی خواهد بود.»

پیش از آنکه ناسا نتیجه‌ی مناقصه را در ۲۷ فروردین اعلام کند، انتظار نمی‌رفت اسپیس ایکس در همین اوایل فرایند ساخت سطح‌نشین، تنها شرکت پیروز رقابت باشد. تقریباً یک سال پیش، ناسا سه شرکت پیشنهاددهنده را در مناقصه‌ی سامانه‌ی فرود انسانی انتخاب کرد. در طول مدت ۱۰ ماه، هر سه پیمانکار، طراحی فضاپیمایشان را بهبود دادند و با مهندسان ناسا همکاری کردند تا توضیح بدهند که چگونه سطح‌نشین‌هایشان می‌توانند نیازهای این سازمان را برآورده کنند. تیمی به رهبری بلو ارجین، متعارف‌ترین طرح را ارائه داد که متناسب با درخواست ناسا به سطح‌نشینی سه‌مرحله‌ای تغییر کرد. داینتیکس، سطح‌نشینی خلاقانه را با اشاره به چندبارمصرف‌ بودن پیشنهاد داد؛ اما اندازه‌ی کوچک آن برای حمل فقط چند فضانورد به سطح ماه مناسب بود.

سطح‌نشین‌های قمری بلو ارجین و اسپیس ایکس و داینتیکس

استارشیپ همچنین به دلیل اندازه و اهدافش از بین سه سطح‌نشین، چالش‌برانگیزترین فضاپیما از لحاظ فنی به شمار می‌آید. از جمله بزرگ‌ترین موانع، آموختن چگونگی فرود آوردن استارشیپ هم روی ماه و هم در بازگشت به زمین است. علاوه بر این، اسپیس ایکس برای انجام مأموریت‌های قمری و فراتر از آن، باید فناوری لازم را برای رساندن دوباره‌ی سوخت متان و اکسیژن مایع به استارشیپ در مدار نزدیک زمین بسازد. یک سال پیش، ایلان ماسک به ‌نقل از ارز تکنیکا گفت: «یکی از سخت‌ترین معضلات مهندسی شناخته‌شده برای انسان، ساخت موشک مداری چندبارمصرف است. دراختیار داشتن یک سامانه‌ی مداری کاملاً چندبارمصرف به طرز وحشتناکی دشوار است.»

مقاله‌های مرتبط:

• اسپیس ایکس پیروز مناقصه ناسا؛ فضاپیمای استارشیپ فضانوردان را به ماه بازخواهد گرداند
• دعوای میلیاردرها بر سر ماه؛ شرکت هوافضای جف بزوس خواستار لغو قرارداد ناسا با اسپیس ایکس شد

ازآنجا که برای تأیید اعتبار طراحی استارشیپ، به معجزات فناورانه‌ی فراوانی نیاز است، به نظر می‌آید تا وقتی فضاپیمای اسپیس ایکس پرواز نکند، ناسا به‌طور کامل به آن به‌عنوان سطح‌نشینی بالقوه متعهد نخواهد بود. شاید پرتاب استارشیپ به مدار، نمایشی کافی برای اثبات فناوری این فضاپیما به ناسا باشد یا احتمالاً اسپیس ایکس باید استارشیپ را روی ماه فرود آورد. این نیاز ملموس به نمایش کارکرد مؤثر استارشیپ، یکی از دلایل ساخت و پرتاب بسیار سریع نسخه‌های آزمایشی این فضاپیما در تگزاس جنوبی است. صرفاً با پیشبرد ساخت استارشیپ بدین شیوه، ناسا فضاپیمای اسپیس ایکس را باور خواهد کرد.

در عوض، ناسا حتی پیش از آنکه استارشیپ آزمایش پرواز در ارتفاع بالا را با فرود ایمن به پایان برساند، به این فضاپیمای بلندپروازانه متعهد شده است. از این‌رو، پشتیبانی ناسا از استارشیپ زودتر از زمان موعد انجام می‌شود.

پس از مشاهده‌ی موفقیت اسپیس ایکس در پرتاب بیش از ۱۰۰ موشک در طول دهه‌ی گذشته، آنچه بارها به‌وضوح نمایان شده، این است که مهندسان این شرکت اکنون بهترین افراد در طراحی، ساخت و پرتاب موشک‌های جدید و نوآورانه هستند. اجرای برنامه‌ی فالکون ۹، امکان استفاده‌ی دوباره از مرحله‌ی اول موشک‌ها را نشان داد و ساخت موشک فالکون هوی بر این امر مهر تأیید زد.

اما ساخت موشک‌های بی‌نقص یک چیز است و فراهم کردن تمام دیگر امکانات لازم برای تضمین امکان سفر انسان‌ها به مریخ، چیز دیگر. وقتی صحبت از فعالیت‌های درون فضا به میان می‌آید، اسپیس ایکس برای فضاپیمای کرو دراگون به‌عنوان بخشی از برنامه‌ی خدمه‌ی تجاری، به تجربه و تخصص ناسا تکیه کرده است. اسپیس ایکس همچنین با توجه به نوع فناوری‌های لازم برای سفر طولانی‌مدت به مریخ و گذر از اعماق فضا، تجربه‌ای محدود دارد. حجم بازیافت هوا، آب و دیگر مواد مصرفی در فضاپیمای کرو دراگون نیز بسیار اندک است. از طرف دیگر، ناسا به مدت بیش از یک دهه با فضانوردان مستقر در ایستگاه فضایی بین‌المللی، مشغول کار روی معضلات مربوط به زندگی و فعالیت در فضا بوده است.

ابی تریپاتی، مهندس سامانه‌ها که ۱۰ سال در ناسا فعالیت داشت، می‌گوید سازمان فضایی آمریکا به مدت دهه‌ها مشغول انجام مطالعات مأموریت‌های قمری و مریخی بوده است. ترپیاتی در سال ۲۰۱۰ ناسا را ترک کرد و برای کار روی نسخه‌های باربری و مسافربری فضاپیمای کرو دراگون به اسپیس ایکس ملحق شد و در سال ۲۰۲۰ به دانشگاه کالیفرنیا برکلی نقل‌مکان کرد. او افزود‌: «ناسا برای کمک به اسپیس ایکس در دستیابی به هدف مشترک قرار دادن انسان روی مریخ، بدون شک انبوهی از اطلاعات، فناوری‌ها و متخصصان موضوعی فوق‌العاده ارزشمند را به کار خواهد گرفت.»

همکاری زودهنگام ناسا و اسپیس ایکس روی استارشیپ به ساماندهی دیگر معضلات نامرتبط با حمل‌ونقل فضایی نیز کمک خواهد کرد. به‌عنوان مثال، برای تسهیل ساخت نیروگاهی هسته‌ای روی مریخ، به سازمانی دولتی نیاز خواهد بود. همچنین، هر مأموریت انسانی به مریخ، پرسش‌های مربوط به حفاظت سیاره‌ای و دیگر نگرانی‌های بین‌المللی را مطرح خواهد کرد. بودن ناسا در کنار اسپیس ایکس، بدین معنا است که دولت آمریکا تمام این مشکلات را رفع خواهد کرد. در نهایت، با همکاری ناسا و اسپیس ایکس، فرود انسان‌ها روی مریخ تا یک دهه بعد از هم‌اکنون، بسیار واقع‌بینانه‌تر به نظر می‌آید.

جهان پیش‌تر هرگز فضاپیمایی مثل استارشیپ ندیده است. این فضاپیمای غول‌پیکر در صورت موفقیت، فرصت‌هایی جدید و بی‌سابقه را برای ناسا فراهم خواهد کرد: زیرا استارشیپ می‌تواند هدف دیرینه‌ی پرتاب دوباره، سریع و ارزان یک سامانه‌ی موشکی را محقق کند.

وضع کنونی را در نظر بگیرید. موشک بزرگ اسپیس لانچ سیستم (SLS) که در حال ساخت به دست ناسا است، قادر به پرتاب ۹۵ تن محموله به مدار نزدیک زمین خواهد بود. ناسا و پیمانکاران این سازمان به مدیریت بوئینگ، سالانه می‌توانند یک نسخه از اسپیس لانچ سیستم بسازند. این موشک یک‌بارمصرف با هزینه‌ی دو میلیارد دلار به ازای هر مأموریت، یک محموله را پرتاب خواهد کرد و سپس درون اقیانوس خواهد افتاد.

از منظر ظرفیت پرتاب، استارشیپ و SLS در یک رده قرار دارند. استارشیپ و سوپر هوی باید بتوانند نزدیک به صد تن محموله را در مدار نزدیک زمین قرار بدهند. بااین‌حال، اسپیس ایکس هم‌اکنون ماهانه قادر به ساخت یک استارشیپ است و قصد دارد تا از هر بوستر و فضاپیما، ده‌ها مرتبه استفاده کند. برنامه‌ای فضایی را در نظر بگیرید که ناسا در آن می‌تواند به‌جای یک پرتاب سالانه با هزینه‌ی دو میلیارد دلار، هر دو هفته یک‌بار ظرفیت پرتاب ۱۰۰ تن را با هزینه‌ی احتمالی دو میلیون دلار دراختیار داشته باشد.

تریپاتی که معضلات ساخت موشک را از هر دو منظر ناسا و اسپیس ایکس بررسی کرده است، می‌گوید: «ناسا در انتخاب طرح استارشیپ، در حال کمک به گشودن راهی به سمت یک پرتابگر فوق سنگین، ذخیره‌سازی سوخت در فضا، سوخت‌رسانی دوباره در فضا و حمل‌ونقل انبوه به سطح سیاره‌ها است.» به عبارت دیگر، اگر استارشیپ موفق شود، ناسا دیگر به انتخاب یک یا دو مأموریت بزرگ برای انجام در فضا نیاز نخواهد داشت و در عوض قادر خواهد شد تا فعالیت‌های بسیار زیادی را در یک زمان در فضا انجام بدهد.

با این اوصاف، چرا ناسا در حال پشتیبانی مالی از سامانه‌ی پرتابی است که به‌طور مستقیم با بوستر اسپیس لانچ سیستم رقابت خواهد کرد؟ سازمان فضایی به‌وضوح قصد انجام این کار را نداشت. مقام‌های ناسا هنگام توضیح واگذاری قرارداد در جریان کنفرانس خبری، حواسشان بود تا بگویند SLS و فضاپیمای اوراین، همچنان بخش حیاتی ساختار آرتمیس باقی خواهند ماند؛ اما در واقعیت، ناسا ممکن است اسپیس لانچ سیستم را کنار بگذارد.

ناسا با واگذاری قرارداد سامانه‌ی فرود انسانی، مهر تأیید خود را به استارشیپ و سوپر هوی زده است. این سامانه‌ی پرتاب در نهایت به فهرست پرتابگرهای برنامه‌ی تأمین‌کننده‌ی خدمات پرتاب ناسا راه خواهد یافت و به دیگر برنامه‌های سازمان امکان می‌دهد تا برای پرتاب مأموریت‌ها از این موشک استفاده کنند. به‌کارگیری استارشیپ و سوپر هوی می‌تواند مزیتی واقعی برای تلسکوپ‌های فضایی بزرگی باشد که می‌توانند از حجم زیاد فرینگ محموله‌ی استارشیپ بهره بگیرند. تریپاتی می‌گوید: «اگر در یکی از واحدهای دیگر ناسا مقام داشتم، شخصا رؤیای انواع مختلفی از ایده‌هایی را در سر می‌پروراندم که یک روز می‌توانستم با این ظرفیت‌های حقیقی جدید به واقعیت تبدیل کنم.»

اگر ناسا بتواند تعداد زیادی استارشیپ‌ اسپیس ایکس را سالانه پرتاب کند، رؤیای حضور پایدار انسان روی ماه را به واقعیت تبدیل خواهد کرد

از دیدگاه بزرگ‌تر، ۲٫۸۹ میلیارد دلار در مقایسه با آنچه ناسا تاکنون در موشک SLS هزینه کرده است، پول چندانی محسوب نمی‌شود. سازمان فضایی آمریکا سالانه این مقدار را برای پوشش هزینه‌های ساخت اسپیس لانچ سیستم و سامانه‌های زمینی مرتبط با آن خرج می‌کند. ازآنجا که موشک SLS ازطریق واگذاری قراردادهای پرداخت درصدی به پیمانکاران فضایی بزرگ نظیر بوئینگ تأمین مالی شده است، انگیزه‌ی پایینی برای کنترل هزینه‌ها یا تحویل به‌موقع محصول وجود دارد. درنتیجه همان‌طور که انتظار می‌رود، موشک SLS بیش از حد هزینه‌بر شده و اکنون پنج سال نیز از تاریخ اصلی پرتابش در اواخر ۲۰۱۶ عقب است.

منتقدان می‌گویند SLS برنامه‌ای برای تأمین شغل است. درواقع، این موشک مشاغلی را در ۵۰ ایالت آمریکا ایجاد کرده و از صدها کسب‌وکار کوچک حمایت می‌کند و احتمالاً به همین دلیل، کنگره با وجود هزینه‌ها و تأخیرهای زیاد، مصرانه از SLS حمایت کرده است. درمقابل، استارشیپ برنامه‌ی تأمین شغل نیست و در عوض از نگاه کنگره، برنامه‌ی قاتل مشاغل محسوب می‌شود.

اسپیس ایکس زنجیره‌ای خیره‌کننده از پیروزی‌ها را در مناقصه‌های ناسا به دست آورده است. این شرکت در طول دهه‌ی گذشته، قراردادهای ناسا برای ارسال محموله و خدمه به ایستگاه فضایی بین‌المللی، پرتاب ایستگاه قمری گیت‌وی، تأمین این ایستگاه با محموله و اکنون حمل انسان به سطح ماه را تصاحب کرده است.

برنامه‌ی آرتمیس می‌تواند به نحو منطقی به برنامه‌ی قمری اسپیس ایکس نیز تبدیل شود. تحت برنامه‌ی کنونی، موشک سوپر هوی، استارشیپ را به مدار ماه پرتاب خواهد کرد. چند روز بعد، موشک SLS خدمه‌ی فضانوردان را درون فضاپیمای اوراین پرتاب خواهد کرد. اوراین سپس در مدار ماه به استارشیپ متصل خواهد شد و خدمه به با انتقال به آن، عازم سطح ماه خواهند شد. فضانوردان پس از بازگشت به مدار ماه با استارشیپ، سوار اوراین خواهند شد و به زمین بازخواهند گشت.

اما اگر استارشیپ برای فرود انسان روی ماه ایمن باشد، چرا نتوان فضانوردان را سوار بر آن از روی زمین پرتاب کرد؟ با به‌کارگیری استارشیپ به‌عنوان یگانه فضاپیمای مأموریت، دیگر به صرف هزینه‌ی تقریباً سه میلیارد دلاری برای پرتاب اسپیس لانچ سیستم و اوراین و پهلوگیری پرزحمت و اتصال دو فضاپیما در مدار ماه نیاز نخواهد بود. این چشم‌انداز احتمالاً آینده‌ی یک برنامه‌ی واقعا پایدار اکتشاف قمری است.

سلطه‌ی اسپیس ایکس چه معنایی نیز برای همکاران بین‌المللی ناسا و چه پیامدهایی ژئوپولیتیکی خواهد داشت؟ تقریباً دو هفته‌ی پیش، بیل نلسون، مدیر آتی ناسا در جریان جلسه‌ی استماع دربرابر کمیته‌ی بازرگانی سنا گفت گسترش ائتلاف کشورهای شرکت‌کننده در برنامه‌ی آرتمیس یکی از اهداف او بود. افزایش وابستگی ناسا به اسپیس ایکس احتمالاً نتیجه‌ای برخلاف این هدف خواهد داشت.

مقاله‌ی مرتبط:

• نگرانی اروپا از سلطه اسپیس ایکس بر بازار پرتاب‌های فضایی

اسپیس ایکس هم‌اکنون با موشک ارزان و چندبارمصرف فالکون ۹ به نحو بدی به صنایع پرتاب تجاری در اروپا، روسیه و ژاپن آسیب زده است. اروپا در ساخت ماژول سرویس فضاپیمای اوراین برای برنامه‌ی آرتمیس مشارکت دارد. اگر ناسا به دلیل همکاری با اسپیس ایکس به اروپا بگوید نه مرسی! می‌خواهیم از استارشیپ استفاده کنیم، مقام‌های فضایی این قاره چه واکنشی نشان خواهند داد؟ به گفته‌ی یک منبع صنعت فضا به ارز تکنیکا، فعالیت‌های آمریکا در فضای عمیق به‌شدت با سیاست‌ها، ائتلاف‌ها، دشمنان و امنیت بین‌المللی درهم‌تنیده است. شماری از توافق‌نامه‌ها و وابستگی‌های متقابل سیاست خارجی وجود دارد که بر فضا تأثیر می‌گذارند. سلطه‌ی اسپیس ایکس چه سیگنالی به تمام آن بازیگران خواهد داد؟

اسپیس ایکس با استارشیپ بهترین راهکار فناورانه را برای تحقق پایداری در برنامه‌ی اکتشاف قمری ناسا ارائه داده است. استارشیپ در مقایسه با هر فضاپیمای دیگر، می‌تواند افراد و محموله‌ی بیشتر را برای ناسا حمل کند و این کار را با پول بسیار کمتر و تناوب بسیار بیشتر انجام خواهد داد. علاوه بر این، ناسا با واگذاری قرارداد سامانه‌ی فرود انسانی به اسپیس ایکس، فناوری پرخطر و در عین‌ حال پرمنفعتی انتخاب کرده است.

ناسا سازمانی فضایی است؛ اما سیاستمداران واشنگتن خطوط مشی و مسیر حرکت آن را تعیین می‌کنند. از نظر فنی، استارشیپ ممکن است بهترین راهکار برای نیازهای ناسا باشد؛ اما از منظر سیاسی، آیا همین‌گونه خواهد بود؟ احتمالاً خیر. اگر ناسا می‌خواهد به ماه و فراتر از آن برود، دست‌کم فعلاً باید با گروهی از پیمانکاران و کشورها همکاری کند.

در نهایت، فیزیک برنده خواهد شد. اگر اسپیس ایکس بتواند استارشیپ را عملیاتی کند، دیگر گزینه‌های ناسا برای اکتشافات انسانی منظومه‌ی شمسی احتمالاً در مقایسه با این فضاپیما مسخره به نظر خواهند آمد. ناسا با شرط بستن زودهنگام روی استارشیپ، شانس نهایی موفقیت استارشیپ را افزایش داده است. سازمان فضایی با این تصمیم، بازی جسورانه و غافلگیرکننده‌ای آغاز کرده؛ اما پاداش احتمالی بسیار بزرگ است. یک روز ممکن است بتوانیم نه‌تنها جسورانه به ماه بازگردیم، بلکه فراتر از آن را نیز فتح کنیم.