چند دهه از آخرین حضور انسان در ماه می‌گذرد، اما طی سال‌های اخیر، امیدواری‌های زیادی برای بازگشت به ماه به‌وجود آمده است.
انتظار می‌رود که فضانورد ماتیاس موریر، سال آینده روی سطح ماه قدم بگذارد، البته بدون‌زحمت پرواز با موشک، حالت تهوع ناشی از بی‌وزنی و فرود خطرناک. بلکه در عوض، او در کشورش آلمان در نزدیکی کلن، در چمن‌زاری پرسه خواهد زد که میزبان بزرگ‌ترین مدل شبیه‌سازی ماه تاکنون خواهد بود. این مدل شبیه‌سازی شده، در واقع گودالی از گرد و غبار مصنوعی ماه خواهد بود که حدود ۱۰۰۰ متر مربع وسعت دارد. موریر و دیگر دانشمندان به جرثقیل‌ها و قرقره‌های مخصوصی متصل می‌شوند تا تاثیری شبیه به گرانش ضعیف ماه را تجربه کنند و لامپ‌هایی هم نور نواحی مختلف ماه را شبیه‌سازی می‌کنند. گاهی اوقات، آن‌ها به اقامتگاه‌های خود باز می‌گردند: ماژولی به اندازه یک کانتینر با درب‌های قفل هوا که احتمالا در آینده پناهگاه‌هایی شبیه به آن در ماه ساخته می‌شوند.
موریر که مدیره پروژه تاسیسات چند میلیون یورویی موسوم به لونا (LUNA) است، می‌گوید، این برنامه آزمونی هیجان‌انگیز برای تکنولوژی‌های ماه است. این مرکز شبیه‌سازی ماه، در محوطه خارجی مرکز اروپایی فضانوردان در کلن و با کمک مالی آژانس فضایی اروپا (ESA) و مرکز هوافضای آلمان (DLR) ساخته می‌شود. اما موریر در ۴۸ سالگی، نمی‌داند که آیا واقعا می‌تواند روزی از مهارت‌های خود در یک آزمون واقعی بهره ببرد.
موریر می‌گوید:
امیدوارم قبل از بازنشستگی این کار را انجام دهم. به لحاظ فنی، باور دارم که برایم قدم گذاشتن روی ماه هنوز امکان‌پذیر است.
خوش‌بینی موریر چندان عجیب نیست. او نفر بعدی پس از آخرین نفری خواهد بود که به ماه رفت: فضانورد آمریکایی یوجین سرنان، در آخرین ماموریت برنامه آپولو ناسا از ماه بازدید کرد تا به آخرین نفری تبدیل شود که به ماه رفته است. هیچ آژانس فضایی هنوز بودجه کافی برای فرستادن انسان به ماه اختصاص نداده است. اما تا حدی به دلیل تغییر اولویت‌های سیاسی، تکاپو برای بازگشت انسان به ماه شدت گرفته است. اما آژانس‌های فضایی به‌جای تکرار ماموریت‌های آپولو، به آرامی به دنبال ساخت یک اقامتگاه دائمی در ماه هستند.
مدل پایگاه دائمی ماه تصویر هنری از مدل پایگاه دائمی ماه که در خارج از شهر کلن ساخته می‌شود، این تصویر رگولیت‌ها و نور قابل کنترل را نشان می‌دهد
پژوهشگران عقیده دارند که ساخت پایگاهی برای انجام آزمایشات روی ماه، می‌تواند راهی برای آزمودن تکنولوژی‌های آینده در مریخ باشد. با این حال، شرکت‌های خصوصی نیز نسبت به امکان استخراج اکسیژن و هیدروژن (که سوخت موشک‌ها را تشکیل می‌دهند) از یخ‌های ماه وسوسه شدند. اگر این اتفاق بیافتد، ماه می‌تواند تبدیل به یک ایستگاه سوخت‌گیری شود که عملا هزینه سفرهای فضایی را کاهش می‌دهد.
جورج سیورس، دانشمند مکانیک هوا در دانشکده معادن کلرادو و دانشمند ارشدی که سابقا در شرکت یونایتد لانچ الیانس (از مهم‌ترین پیمانکاران دولت آمریکا برای پرتاب موشک‌های نظامی)، می‌گوید:
آب، نفت فضا است و شواهد عدیده‌ای وجود دارد که در ماه مقادیر قابل‌توجهی آب وجود دارد که به لحاظ اقتصادی قابل‌توجه است.
آژانس‌های فضایی به طور کلی تمایلی به پیش‌بینی جدول زمانی برای ساخت یک پایگاه سرنشین‌دار در ماه ندارند، بخشی به این دلیل است که این هدف در افق‌های بودجه این سازمان‌ها جایی ندارد، همچنین به این دلیل که وجود شرکت‌های خصوصی هم برای تقبل هزینه‌های چنین برنامه‌ای ضروری است. اما یوهان دیتریش ورنر، مدیر کل آژانس فضایی اروپا، سال‌هاست درباره همکاری چند کشور و شرکت‌ها در یک پایگاه نیمه دائمی در ماه صحبت می‌کند که از آن به عنوان دهکده ماه نام می‌برد. سازمان ملی فضایی چین در رسانه‌های دولتی اعلام کرد که هدف اصلی این سازمان، پایگاه ماه است، اگر چه اعلام نکرد که چه زمانی این اتفاق می‌افتد.
زمزمه‌های بازگشت به ماه، آذر سال گذشته جدی‌تر شد، زمانی که دونالد ترامپ، رئیس جمهور ایالات متحده طی بخش‌نامه‌ای به ناسا پیشنهاد داد که اولویت برنامه‌های خود را از جستجوی سیارک‌ها به بازگشت انسان به ماه تغییر دهد. ناسا از آن زمان، از برخی شرکت‌ها درخواست کرده که تکنولوژی‌های فرود روی ماه را توسعه دهند و همچنین اعلام کرده که قراردادهای چند میلیارد دلاری را در طول پنج سال آینده برای برنامه‌های جدید اکتشاف ماه که منجر به بازگشت انسان به ماه شوند، اعطا خواهد کرد.
سیورس می‌گوید که این تغییر دیدگاه، نسبتا افراطی است. و مهر امسال، ایرباس، بزرگ‌ترین شرکت هوافضایی اروپا، رقابتی به نام مسابقه ماه با حمایت آژانس فضایی اروپا و شرکت بلو اریجن به راه انداخت که به شرکت‌ها وعده بودجه کافی برای توسعه تکنولوژی‌های مهم جهت توسعه پایدار ماه را داده است.
یخ سطحی در دهانه‌های دائما تاریک ماهیخ سطحی در دهانه‌های دائما تاریک ماه، آماده‌ترین منبع اکسیژن و هیدورژن هستند
در چند سال آینده، تنها ماموریت‌هایی که به ماه فرستاده می‌شوند، رباتیک خواهند بود: چین و هند در سه ماه آینده پرتاب کاوشگرهای خود را آغاز خواهند کرد و روسیه هم برای پنج سال آینده ماموریتی را برنامه‌ریزی کرده است. اما ناسا، آژانس فضایی اروپا و سازمان فضایی فدرال روسیه (روسکاسموس)، ژاپن و کانادا همه از برنامه ساخت ایستگاه فضایی در مدار ماه تا اواسط دهه ۲۰۲۰ حمایت کردند. دونالد ترامپ، رئیس جمهور ایالات متحده آمریکا در لایحه بودجه سال ۲۰۱۹، پیشنهاد کرده که ناسا برای این پروژه در طول ۵ سال آینده، ۲٫۷ میلیارد دلار هزینه کند. این مدارگرد می‌تواند پایگاهی برای کوتاه کردن سفرهای سرنشین‌دار به سطح ماه باشد. در نهایت، پس از آن، یک پایگاه دائمی روی سطح ماه می‌تواند ساخته شود.
جیمز کارپنتر، مدیر استراتژیک اکتشاف انسانی و رباتیک آژانس فضایی اروپا در نوردویک، هلند، می‌گوید:
فکر می‌کنم که ۲۰ سال، زمان‌بندی واقع‌گرایانه‌ای برای توسعه زیرساخت‌های لازم در ماه، مسکونی یا غیر مسکونی باشد.
پژوهشگران راه طولانی برای پیدا کردن روش‌های استخراج منابع ماه در پیش دارند، اما امید زیادی به تحقق آن دارند. هم‌اکنون دانشمندان در حال آزمودن تکنولوژی‌های لازم برای پایگاه ماه هستند. در همین حال، موریر و دیگران در مرکز لونا، زندگی و استخراج معادن ماه را تمرین می‌کنند، گروه دیگری نیز در حال بررسی چگونگی کاشت محصولات کشاورزی و ساخت پناهگاه‌های ضد اشعه هستند. در نشستی که اوایل تابستان در مرکز پژوهش و تکنولوژی فضایی اروپا در نوردویک، هلند برای آماده‌سازی ماموریت‌های انسانی به ماه برگزار شد، بیش از ۲۵۰ متخصص در حوزه‌های معدن‌کاری، متالورژی، ساخت‌وساز و معماری تبادل نظر کردند.
ایدن کولی، مشاور علمی مرکز فضانورد اروپایی می‌گوید:
اگر ۵ سال قبل چنین کارگاهی را راه‌اندازی می‌کردید، فقط تعداد اندکی حضور پیدا می‌کردند. اما حالا، اشتیاق برای چنین برنامه‌هایی به‌شدت افزایش یافته است.
اگرچه ممکن است، یک پایگاه دائمی در ماه هرگز ساخته نشود، اما برنامه‌های مختلفی برای بقا در ماه در حال انجام هستند.
اولین چالش ساکنان ماه، استخراج آب خواهد بود. ماموریت‌های آپولو که نمونه‌هایی از ناحیه استوای ماه جمع‌آوری کردند، نشان دادند که ماه، جهانی خشک و مُرده است. رابرت مولیر، تکنسین ارشدی در مرکز فضایی کندی ناسا در کیپ کاناورال، فلوریدا که تکنولوژی‌های معدن‌کاری در ماه را توسعه می‌دهد، می‌گوید، کشف یک دهه پیش که قطب‌های ماه دارای مقادیری قابل‌توجهی یخ آب هستند، همه‌چیز را تغییر داد.
در حال حاضر پژوهشگران دقیقا نمی‌دانند یخ‌های ماه کجا هستند، چقدر ضخامت دارند و آیا با خاک مخلوط شدند یا صفحه‌های یخی هستند. ماه‌نورد چاندرایان-۲ هند، قرار است سال آینده به ماه برود و فرودگر لونا-۲۷ روسیه هم برای سال ۲۰۲۲ برنامه‌ریزی شده است. هر دوی این ماموریت‌ها برای پاسخ به این پرسش‌ها به ماه فرستاده می‌شوند. فرودگر روسیه دارای مته‌ای ۲ متری (که توسط آژانس فضایی اروپا طراحی شده) و یک آزمایشگاه برای بررسی منشا و فراوانی آب‌های ماه است.
آرایه‌های فتوولتائیک آرایه‌های فتوولتائیک می‌توانند برای تولید برق به کار روند و با کنسانتراتورها حرارت کافی برای فرایندهایی مانند چاپ سه‌بعدی فراهم کنند
ناسا هم به دنبال آب موجود در ماه است و مناقصه‌ای برای توسعه فرودگرهای ماه اعلام کرده که قادر به حمل دستگاه‌های اکتشاف ماه باشند. این برنامه‌ها قرار است، سال آینده شروع شوند. سیورس می‌گوید که یک پایگاه دائمی در ماه با چهار فضانورد، نیاز به مقدار ناچیزی آب خواهد داشت، احتمالا ده‌ها تن آب برای یک سال کافی خواهد بود و واضح است که در ماه، مقادیر زیادی آب وجود دارد.
سیورس می‌گوید:
این برآوردها بر اساس اطلاعات فعلی است که نشان می‌دهند، ممکن است ۱۰ میلیارد تن یخ در قطب‌های ماه وجود داشته باشد.
اکثر این یخ برای سوخت فضاپیماها استخراج می‌شود. سیورس محاسبه کرده است که شرکت‌های استخراج معدنی می‌توانند، با استخراج سالانه حدود ۱۰۰۰ تن آب و تجزیه آن به اکسیژن و هیدروژن برای سوخت به سود کافی دست پیدا کنند. گرانش کم ماه نیز بدین معنا است که برای حمل و نقل فضایی دوردست، نسبت به زمین، می‌تواند بهتر باشد. به عنوان مثال، ماموریتی که در ماه سوخت‌گیری کند، هزینه‌ای حدود یک پنجاهم، ماموریتی خواهد داشت که از زمین به فضا فرستاده شود.
اکسیژن در خاک ماه اکسیژن در خاک ماه یا همان رگولیت‌ها وجود دارد که می‌تواند به وسیله انرژی بالایی که کنسانتراتورها تولید می‌کنند، از اکسیدهای فلزی جداسازی شود
دانشمندان مرداد امسال، با استفاده از اطلاعات مدارگرد چاندرایان-۱ هند، دریافتند که یخ ماه روی سطح آن قرار دارد، اما در بخش‌های دائما تاریک که گاهی سرمای آن به منفی ۲۴۹ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. ماشینآلات حفاری نیاز به گرما و برق دارند تا آب را استخراج کرده و به سوخت تبدیل کنند. از آنجایی که باتری‌های پلوتونیومی که بر گرمای طبیعی ناشی از فروپاشی رادیواکتیو متکی هستند، برای اکثر شرکت‌های خصوصی خیلی گران هستند، احتمالا شرکت‌هایی که می‌خواهند در ماه به فعالیت بپردازند، باید از انرژی خورشیدی استفاده کنند.
شرکت‌های استخراج معدنی، می‌توانند از جنوب نروژ الهام بگیرند. شهر ریوکان در نروژ در دره‌ای عمیق واقع است که برای بیش از نیمی از سال نور خورشید کافی دریافت نمی‌کند. اما از سال ۲۰۱۳ آینه‌های عظیمی روی کوه‌های مشرف به شهر نصب شدند که نور خورشیدی را روی شهر بازتاب می‌دهند که از پاییز تا بهار در سایه به سر می‌برد. سیورس می‌گوید، شرکت‌ها امیدوار هستند که چیزی شبیه به این را در ماه انجام دهند.
ماه می‌تواند تبدیل به یک ایستگاه سوخت‌گیری شود
او می‌گوید، نور خورشید می‌تواند از قله‌های مرتفع به دهانه‌ها تابانده شود و در آنجا، یخ را حرارت داده و آن را به بخار تبدیل کند. سپس، آب مایع به یک کارخانه فرآوری انتقال می‌یابد و از طریق برق تولید شده به وسیله انرژی خورشیدی به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود. این گازها پس از آن می‌توانند ذخیره شوند یا به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرند یا از طریق پیل‌های سوختی برای تامین انرژی پایگاه ماه استفاده شوند.
به همین ترتیب، ماه‌نوردها می‌توانند خاک مملو از یخ را جمع‌آوری کنند و آن را درون کوره‌ها حرارت دهند تا آب به دست بیاورند. انرژی لازم برای کوره‌ها را نیز می‌توان به صورت بی‌سیم با استفاده از لیزرهای قدرت بالایی به‌دست آورد که به‌وسیله پانل‌های فتوولتائیک ماه‌نوردها تامین انرژی می‌شوند. لئوپولد سومرر از آژانس فضایی اروپا می‌گوید، مرکز لونا، می‌تواند آزمایش‌هایی را انجام دهد تا کارایی چنین روشی را در شرایط واقعی با چالش‌های اضافی مانند گرد و غبار جوی ماه ارزیابی کند. موریر می‌گوید، دانشمندان مرکز لونا، دهانه‌هایی شبیه به ماه را نیز بررسی می‌کنند تا نحوه دسترسی به این شیب‌های ژرف و تاریک را ارزیابی کنند.
اگر یخ در دسترس نباشد، منبع جایگزین آب دیگری نیز در ماه وجود دارد: خاک. خاک ماه که رگولیت نامیده می‌شود، حاوی سیلیکا و اکسیدهای فلزی است که به طور متوسط ۴۳ درصد آن از اکسیژن تشکیل شده و در همه جای ماه یافت می‌شود. اکسیژن استخراج شده از خاک می‌تواند، برای تامین انرژی تاسیسات مختلف در قطب‌ها مورد استفاده قرار گیرد و برای تولید محصولات جانبی مانند فلزات نادر نیز به کار رود.
اما به دست آوردن سود اقتصادی از رگولیت‌های ماه به‌راحتی امکان‌پذیر نیست. تجزیه اکسیژن با شکستن پیوندهای شیمیایی آن نیاز به انرژی بیشتری نسبت به یخ دارد. روی کاغذ، یک راکتور می‌تواند از آینه‌های غول‌پیکر برای بازتاندن نور خورشید به کوره‌ای کوچک‌تر از یک پاکت‌نامه استفاده کند و دمای خاک ماه را در زمان تابش به بیش از ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد برساند. در این دما، هیدروژن یا کربن که در ابتدا از زمین برده می‌شوند، می‌توانند برای جداسازی اکسیژن از مواد معدنی مورد استفاده قرار گیرند، سپس این اکسیژن با هیدروژن ترکیب شده و به آب تبدیل می‌شود. آزمایشی که در سال ۲۰۱۰ در هاوایی که با رگولیت‌های شبیه‌سازی شده ماه انجام گرفت، نشان داد که این فرآیند امکان‌پذیر است، اگرچه این فرآیند در شرایط بی‌وزنی و خلاء آزمایش نشده است.
مولیر می‌گوید:
اساسا صحبت از تکنولوژی ثابت شده‌ای است که می‌تواند برای چند سال آینده مورد استفاده قرار گیرد.
پژوهشگران هم امیدوارند که این فرآیند را بهبود بخشند تا از محموله‌هایی که باید به‌همراه فضاپیما به ماه برده شوند بکاهند. در دانشگاه پلی‌تکنیک میلان در ایتالیا، تیمی که به سرپرستی مهندس هوافضا، میشله لاوانیا در حال ساخت نمونه اولیه‌ای هستند که در دمای پایین کار می‌کند و تمام مواد اولیه (در این مورد متان و هیدروژن) را بازیافت می‌کند تا تنها از خاک بهره گرفته شود.
اقامتگاه‌های امن ماهاز آنجایی‌که ماه هیچ جو یا میدان مغناطیسی ندارند، فضانوردان باید درون اقامتگاه‌هایی امن از تشعشعات کیهانی و شهاب‌سنگ‌های کوچک محافظت شوند
هم‌اکنون، چنین دستگاهی ممکن است برای تولید آب کافی برای تامین سوخت فرودگری به سبک آپولو جهت بازگشت به مدار ماه، به ده‌ها سال زمان نیاز داشته باشد. اما لاوانیا می‌گوید که در ماه، چندین راکتور می‌تواند به‌صورت موازی باهم کار کنند. هم‌اکنون، تیم او بودجه حدود ۶۰۰ هزار یورو (۶۹۲ هزار دلار آمریکا) آژانس فضایی اروپا، روی نمونه اولیه‌ای کار می‌کند که باید به‌اندازه‌ای کوچک باشد تا به‌راحتی برای یک فضاپیما قابل‌حمل باشد.
یک شرکت متالوژی به نام متالیزیز در روتردام، انگلستان، تلاش می‌کند با القای برق به مواد معدنی فلزی در یک مخزن نمک مذاب، اکسیژن به دست بیاورد. این تکنیک که متالیزیز پیشگام آن برای تولید آلیاژهای با کیفیت بالا برای صنایع هوا فضا است، همچنین می‌تواند فلزاتی با خلوص بالا را برای ماشینآلات فعال در ماه تولید کند.
https://www.zoomit.ir
دیدگاه‌ها بسته شده‌اند.