استارشیپ (Starship) مهمترین پروژه سفر انسان به مریخ!

چه پروژه های جدی برای سفر به مریخ تا کنون مطرح شده است؟

معرفی  پروژه استارشیپ برای سفر به مریخ.

زمانبندی سفر به مریخ با پروژه استارشیپ

ترک این کره خاکی و سفر به سیارات دیگر همیشه آرزوی انسان بوده. نخستین بار کنستانتین تیسیلکوفسکی اولین ایده های سفر به فضا را مطرح کرد که جمله معروفی از اون همچنان به یادگار باقی مانده.

زمین گهواره بشریت است و هیچ کودکی تا ابد در گهواره خودش نخواهد ماند.

در بهبوحه جنگ سرد و در سال ۱۹۶۹ بالاخره این آرزو محقق شد و اولین انسان  پا به خاک کره ماه گذاشت.

سالها از آن روز گذشته و این روزها نسل بشر برای سفر به فضا سختی های کمتری را در پیش دارد. البته سفر به ماه نیز سالهاست تکرار نشده، دلیل آن هم این است که دیگر ماه پاسخ گوی سوالات ما نیست! سوالات مهم ما در مورد ماه پاسخ داده شده و اکنون سوال های مهمتری داریم! سوالاتی در مورد سیاره شگفت انگیز مریخ! سیاره ای که این روزها فیلم هایی با موضوع مریخی و حتی بازی هایی با موضوع مریخ در حال فراگیر شدن است.

حال اما قدم بعدی مریخ است. با این که تا امروز تعداد زیادی کاوشگربه مریخ فرستاده شده است اما هیچ کدام از آژانس های فضایی برنامه ی مشخصی برای فرستادن یک انسان به مریخ نداشتند (یا حداقل چیزی اعلام نکرده بودند). تا اینکه ایلان ماسک با هدف فتح مریخ پا به عرصه ی فعالیت های فضایی گذاشت و شرکت اسپیس ایکس را تاسیس کرد. شرکت اسپیس ایکس که به واسطه موشک های چندبار مصرف فالکون ۹ معروف شده است در حال ساخت فضاپیمایی است تا انسان را به مریخ و فراتر از آن ببرد.

ایلان ماسک و اسپیس ایکس، تحقق بخش رویاهای بشر!

ایلان ماسک ششمین فرد ثروت مند دنیا در حوزه تکنولوژی است که با تاسیس سه شرکت بزرگ  Tesla , SpaceX آینده درخشانی را برای زندگی انسان در زمین رقم ترسیم کرده است. شرکت تسلا که در حوزه تولید خودروهای الکترونیکی پیشتاز است و شرکت اسپیس ایکس هم برترین شرکت خصوصی دنیا در حوزه فناوری فضایی است!

یکی از مشکلات اساسی در سفرهای فضایی پرهزینه بودن سفرها است، و بخش اعظمی از این هزینه بالا به دلیل یکبارمصرف بودن موشک ها و راکت ها است.

راکت ها و موشک هاش فضایی نظیر سایوز، آرین، ساترن و یا نمونه های ایرانی نظیر سیمرغ و سفیر، همگی موشک های یکبار مصرف هستند. به این معنی که بخش اعظم این موشک ها را مخزن سوخت تشکیل می دهد و در مراحل مختلف پرتاب بخش های آن جدا می شود و در جوزمین می سوزد و ازبین می رود. برای سفر بعدی باید مجدد کل راکت از ابتدا ساخته شود و همین ساخت مجدد هزینه زیادی را به شرکت های فضایی تحمیل می کند. تا کنون تنها شاتل های فضایی به نوعی ساخته شده بودند که بخش مدارپیمای آن (محل استقرار فضانوردان و محموله های باری) قابل بازیابی بود و در پرتاب بعدی نیازی به ساخت مجدد نداشت. همین موضوع باعث موفقیت این نسل از راکت ها شد، به نوعی که شاتل ها از سال ۱۹۸۱ تا ۲۰۱۰ بیش از ۱۳۳ پرتاب انجام داد.

اما با بازنشسته شدن شاتل ها در سال ۲۰۱۰ دیگر هیچ راکت قابل بازیابی در دنیا وجود نداشت. تا اینکه ایلان ماسک دست به کار شد و با هدف ارزان کردن سفرهای فضایی کمر همت را برای ساخت سفینه ای که کاملا و به طور ۱۰۰% قابل بازیابی باشد را بسازد تا هزینه سفرهای فضایی را به حداقل برساند.

گام نخست ساخت موشک فالکون ۹:

راکت فالکون ۹ یک موشک دو مرحله ای است که با طول ۷۰ متر و قطر ۳٫۷ متر قادر محموله ای به وزن ۲۲ تن را به مدار LEO (کمتر از۲۰۰۰ کیلومتر) حمل کند. تفاوت مهم فالکون ۹ با دیگر موشک های تاریخ فضا قابلیت بازیابی کامل آن است. هر بار ساخت راکت فالکون نزدیک به ۶۲ میلیون دلار هزینه دارد و استفاده مجدد از آن ۵۰ میلیون دلار هزینه خواهد داشت. در مقایسه بد نیست بدانیم هزینه هربار پرتاب سایوزهای روسیه نزدیک به ۸۰ میلیون دلار و هربار پرتاب موشک آرین اتحادیه اروپا حداقل ۱۶۵ میلیون دلار هزینه دارد!! (خواهشمندم برای حفظ سلامت روانی خود از تبدیل این ارقام به تومان خودداری فرمایید!)

در مقاله ای دیگر مشخصا به سراغ راکت جذاب فالکون خواهیم رفت اما فالکون ۹ تنها گام اول برای رسیدن به هدف نهایی ایلان ماسک یعنی مریخ بود!

اسپیس ایکس باید تکنولوژی ساخت فالکون را کسب می کرد تا بتواند به سراغ هدف اصلی یعنی استارشیپ برود، سفینه ای با هدف سفر راحت و ارزان به مریخ.

معرفی  پروژه استارشیپ برای سفر به مریخ.

استارشیپ نسل بعدی موشک های فالکون ۹ ،امید ماسک برای فرستادن انسان به مریخ است و در صورت ساخت کامل آن، تبدیل به قوی ترین موشک ساخته شده به دست بشر می­شود،حتی قوی تر از ساترن ۵ که انسان را به ماه برد.

این پروژه ابتدا با نام حمل و نقل استعماری مریخ(Mars Colonial Transporter) معرفی شد.در سال ۲۰۱۷ ایلان ماسک با این عقیده که این موشک می­تواند تا ورای مریخ هم برود نام آن را به راکت فالکون بزرگ(Big Falcon Rocket) تغییر داد که به اختصار(BFR) گفته می­شد.در نهایت در سال ۲۰۱۹ نام نهایی استارشیپ(Starship) برای آن انتخاب شد.این فضاپیما دارای دو بخش اصلی است، بخش فوقانی که فضاپیمای استارشیپ نام دارد و بخش زیرین که راکت و پیشران موشک است و وظیفه اصلی تامین نیروی حرکتی فضاپیما را تامین می کند، سوپر هوی (Super Heavy) نام دارد اما معمولا به کل فضاپیما، مجموع دو قسمت استارشیپ گفته می­شود.

جزئیات پروژه استارشیپ:

طراحی استارشیپ و سوپرهوی چندین بار دستخوش تغییر شده است.این دو به گونه ای طراحی شده اند که ظرفیت ارسال محموله های قابل توجه به مریخ و ماه را داشته باشند و در عین حال بتوان چندین باراز تمام قسمت های آن استفاده کرد!

همانطور که گفتیم این ویژگی منجر به صرفه جویی در مقدار زیادی منابع و پول می­شود.استارشیپ برای هدایت بهتر دارای دو باله متحرک در پایین و دو باله متحرک کوچک تر در بالا است. سوپر هوی نیز دو باله متحرک در بخش بالای خود دارد که برای کنترل آن استفاده می­شود.ایلان ماسک برای کنترل تغییرات ناگهانی باله ها، از باطری و موتور های ساخت شرکت دیگرش یعنی تسلا استفاده می­کند.

با توجه به آخرین اطلاعات، سوپر هوی ۳۷ موشک رپتور خواهد داشت که نیروی برابر ۷۲۰۰۰ کیلونیوتون ایجاد می­کنند.استارشیپ نیز ۶ موشک رپتور خواهد داشت که سه موشک برای شرایط سطح دریا بهینه شده اند و سه موشک دیگر برای شرایط خلاء که مجموعا ۱۲۰۰۰ کیلو نیوتون نیرو ایجاد می­کنند.از متان و اکسیژن مایع به عنوان سوخت این موشک ها استفاده می­شود. طبق گفته های اخیر ایلان ماسک در توییتر،استارشیپ ۷۰ متر ارتفاع و سوپرهوی ۸۵ متر ارتفاع خواهد داشت.
از امکاناتی که ایلان ماسک از آن یاد کرده، قابلیت سوخت گیری در مدارها بوده اما باید دید که این ایده تا چه حد اجرایی می شود و اسپیس ایکس چه برنامه ای برای آن دارد.

سپرحرارتی خاص استارشیپ:

در طراحی استارشیپ، یک تفاوت غافلگیر کننده وجود دارد و آن استفاده از آلیاژ فولاد به جای کامپوزیت فیبرکربن است.

اما چرا فولاد؟ فولاد به خودی خود سنگین است و تاکنون دست کم یک مدل از موشک های شرکت جنرال داینامیکس که از فولاد ساخته شده بود به دلیل سنگینی سقوط کرده است.اما مقاومت بیش تر فولاد به گرما و کاهش نیاز به سپر های حرارتی سرامیکی باعث می­شود تا نسبت به آلومینیوم و فیبرکربن سبک تر و تا ۶۷ درصد ارزان تر بشود.با این حال فولاد به طور کامل مقاوم به گرما نیست و در دما های بالا ذوب می­شود.اسپیس ایکس فکر آنجا را هم کرده.

به گفته ماسک استارشیپ در هنگام ورود به جو زمین یا مریخ، سرعتی نزدیک به ۳۰۰۰۰ کیلومتر خواهد داشت که بخش دماغه آن را در معرض دمای ۱۴۸۰ درجه ای قرار می­دهد که برای ذوب کردن فولاد کافیست. ایده ایلان ماسک برای رفع این مشکل، ایجاد حرفه های کوچک در پوسته آلیاژ برای تعریق و تخلیه سوخت راکت است.این حفره ها گرمای ایجاد شده را دفع خواهند کرد.درست مثل تعریق در بدن موجودات زنده که گرمای اضافی بدن آنها رو دفع می­کند.

البته این ایده جدیدی نیست و در دهه های ۶۰ و ۷۰ میلادی،ناسا و نیروی هوایی آمریکا این ایده را آزمایش می­کردند اما با توجه به اسناد تاریخی، ادامه تحقیق براین ایده به دلیل بودجه محدود ناکام ماند.اما احتمال انسداد حرفه های روی بدنه استارشیپ بسیار بالا است. از آنجایی که برای سیستم تعریق از آب و یا متان استفاده می­شود،ممکن است یخ زدن آنها باعث مسدود شدن حفره ها بشوند و یا حتی ممکن است این اتفاق به دلیل فضله پرندگان رخ بدهد.برای حل این مشکل هنوز راه حل کاملی از طرف اسپیس ایکس ارایه نشده و باید دید که تا آخر امسال چه راه حلی برای آن پیدا می­کنند.

تصویر واقعی از یکی از موتور های رپتور نصب شده در موشک استارشیپ

چینش انتهای بخش سوپرهوی با ۳۷ موتور رپتور

استارهاپر Star Hopper

اسپیس ایکس قبل از پرداختن به استارشیپ چند پروتوتایپ(Prototype) را تست کرده  است.اسپیس ایکس نمونه کوچکتر استارشیپ که استارهاپر(Star Hopper) نام دارد وتنها یک عدد رپتور دارد را  تست کرده که توانسته تا ارتفاع ۱۵۰ متر بالا ببرد.این آزمایش از دسته آزمایش های زیر مداری شرکت اسپیس ایکس بوده.بعد از استارهاپر نیز چند نسخه تست شده اند.

به گفته اسپیس ایکس،سوپرهوی استارشیپ را از جو زمین خارج می­کند و پس از خروج از آن جدا می­شود و همانند موشک های فالکون به زمین برمی­گردد تا دوباره استفاده شود.استارشیپ با مقدار سوختی که دارد می­تواند تا ماه و مریخ و حتی فراتر از آن سفر کند و محموله های مورد نیاز و ۱۰۰  انسان  را بین سیارات منتقل کند.این پروسه نزدیک به ۱۰۰ برابر از ارسال کاوشکر کنجکاوی و فرود آن به مریخ سخت تر است.

زمانبندی سفر به مریخ با پروژه استارشیپ

تا اینجا با وسیله حمل و نقل بین سیاره ای اسپیس ایکس آشنا شدیم اما این شرکت برای سفر به مریخ چه برنامه ای دارد؟برنامه ای که در ادامه خواهید دید برنامه ی پیشنهادی و تا حدی احتمالی شرکت اسپیس ایکس برای استعمار مریخ است.

• ۲۰۱۹:آغاز به کار بر روی پروژه استارشیپ

همانطور که گفته شده در این سال اسپیس ایکس استارهاپر را برای آزمون های زیر مداری در جنوب تگزاس آزمایش کرد.
این آزمایش ها به منظور کسب اطلاعات مهمی برای نسخه های بعدی فضاپیما انجام شد.

• ۲۰۲۱:پرتاب فالکون بزرگ به مدار

خانم شاتول در کنفرانس ستلایت ۲۰۱۸ گفت موشک فالکون بزرگ تا سال ۲۰۲۰ باید به مدار برسد که از گفته آن می­توان فهمید که تا آن زمان هم استارشیپ و هم سوپر هوی به مرحله ساخت و تست رسیده اند.با این حال ماسک هنوز برنامه ی مشخصی برای پرتاب فالکون بزرگ ارایه نداده است اما گفته تا آن زمان چندین پرتاب بدون سرنشین انجام خواهند داد.

• ۲۰۲۲:ارسال محموله به مریخ

زمان دلخواه ایلان ماسک برای ارسال محموله به مریخ تا سال ۲۰۲۲ است.همانطور که گفته شد برای استارشیپ قابلیت سوخت گیری در فضا در نظر گرفته شده است.از این رو استارشیپ ابتدا با سوپرهوی در مدار زمین قرار می­گیرد و بعد از جدا شدن از سوپرهوی با چند بار سوخت گیری به مریخ می­رسد.چرا ۲۰۲۲؟ مریخ و زمین هر دو سال به هم نزدیک می­شوند.این زمان ها حکم پنجره های پرتاب را دارند و ماموریت ها در این زمان ها می­توانند سریع تر انجام شود.ازاین رو تابستان ۲۰۲۲ که در این شرایط قرار دارد زمان خوبی برای ارسال احتمالی محموله فضایی است.

• ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۳: فرود اولین سفینه فالکون بزرگ در مریخ

اولین سفینه محموله و ماشین آلات لازم برای سکونت انسان در مریخ را با خود حمل خواهد کرد که برای تولید انرژی ، جمع آوری آب و تولید سوخت متان و اکسیژن برای سفر ها بازگشت الزامی هستند.پل وستر مهندس ارشد توسعه مریخ در سال ۲۰۱۸ گفت: دو ماموریت اول وجود منابع آب در مناطق مورد نظر را تایید و خطر های احتمالی را بررسی می­کند و نهایتا زیر ساخت های لازم برای ارسال انسان را میسازد.

• ۲۰۲۳: فرستادن اولین فضانوردان به وسیله فالکون بزرگ به دور ماه

یوساکو مائزاوا میلیاردر ژاپنی مبلغی نزیک به ۱۰۰ میلیون دلار به اسپیس ایکس پرداخت کرده تا اولین سرنشین فالکون بزرگ باشد.او تمام صندلی های استارشیپ را خریداری کرده تا به همراه ۶ تا ۸ هنرمند به دور ماه برود.این ماموریت مهر تاییدی بر فالکون بزرگ خواهد بود.

• ۲۰۲۴:فرستادن اولین فضانوردان به مریخ

اگر ماموریت های ارسال آذوقه به خوبی انجام شود،اسپیس ایکس یک تا دو فضانورد به مریخ می­فرستد­­. در هر سفر، استارشیپ ۱۰۰ تن آذوقه به مریخ می­فرستد و با این کار قصد دارد محموله های مورد نیاز فضانوردان را برای طولانی مدت تامین کند.

• ۲۰۲۵:رسیدن اولین انسان ها به مریخ

به مانند ارسال کاوشگرها به مریخ، انسان ها نیز ۶ تا ۹ ماه در راه هستند تا به این سیاره برسند.به گفته ایلان ماسک فضاپیما ها نقش خانه را برای فضانوردان بازی می­کنند که از پیچیدگی های ساخت پناهگاه می­کاهد.

• ۲۰۲۸:احداث اولین پایگاه های آزمایشی در مریخ

زمانی که کسی در توییتر از ایلان ماسک در مورد اولین شهر های مریخ پرسیده بود،ماسک جواب داد احتمالا در سال ۲۰۲۸ اولین پایگاه ها در مریخ ساخته شود.او گفت:
ساخت مستعمره‌ی مریخی با ساخت ابتدایی‌ترین زیرساخت‌ها شروع می‌شود، فقط یک پایگاه برای تولید مقادیری سوخت، یک نیروگاه، گنبدهایی برای کاشت محصولات زراعی، همه نوع نیازهای اساسی که بدون آن نمی‌توان زنده ماند. و بعد از آن، شاهد انفجار فرصت‌های کارآفرینی خواهیم بود.

• ۲۰۳۰:احداث اولین شهر در مریخ

از این سال به بعد هیچ چیزی در مورد برنامه اسپیس ایکس قطعی نخواهد بود.ماسک در سال ۲۰۱۷ گفته بود:
امیدوارم مردم به مرور به واقعی بودن ساخت تمدن درمریخ پی ببرند.استعمار مریخ نه تنها برای انسان، بلکه برای تمام موجوداتی است که برای ما اهمیت دارد.

ماسک پیش­بینی می­کند حدود یک میلیون نفر با بلیت های تک سفره ۲۰۰ هزار دلاری به مریخ فرستاده شوند.او می­گوید یک شهر در مریخ به همه چیز نیاز دارد؛از ریخته گر تا فروشنده پیتزا و این فرصت های شغلی بسیار زیادی رو به وجود می آورد.

برنامه پیش بینی شده بسیار احتمالی است و با توجه به شرایط یک دهه آینده می­تواند تغییرات زیادی داشته باشد.باید صبر پیشه کرد تا دید ایلان ماسک چقدر به رویایش نزدیک می­شود.

نویسنده: شایان زوارئی