شمارش معکوس تا بازگشت به ماه؛ سمفونی فناوری‌ها در جدیدترین موشک ناسا

شمارش معکوس برای پرتاب ماموریت “آرتمیس ۱”(Artemis I) ناسا به سوی کره ماه شروع شده است.

ناسا در حال آماده شدن برای پرتاب موشک “Space Launch System” به معنی “سامانه پرتاب فضایی” یا به اختصار موشک SLS در فردا دوشنبه ۲۹ اوت به مدار زمین است تا پس از رسیدن به ارتفاع معین، فضاپیمای “اوریون”(Orion) ساخته شرکت “لاکهید مارتین” که در بالای SLS قرار می‌گیرد، جدا شود و مسیر خود را به سمت کره ماه در پیش بگیرد.

این مأموریت آغازگر پرتاب‌های “آرتمیس” ناسا است که انسان‌ها را برای اولین بار از سال ۱۹۷۲ تاکنون به کره ماه باز می‌گرداند و همچنین راه را برای مأموریت‌های سرنشین‌دار به سیاره مریخ هموار می‌کند.

سختکوشی بسیاری برای پرتاب “آرتمیس ۱” انجام شده است که با نخستین پرتاب مداری جدیدترین موشک ناسا به اوج خود می‌رسد. اجزای متعدد موشک SLS توسط چندین سازمان ساخته شده است که هر کدام هدفی حیاتی را دنبال کرده‌اند. اکنون در این گزارش به معرفی و توضیح اجزای اصلی SLS می‌پردازیم و اطلاعات بیشتری در مورد هر بخش به صورت جداگانه ارائه می‌دهیم.

اگر SLS طبق برنامه فردا ۲۹ اوت پرتاب شود، اجزای طراحی شده آن به صورت هماهنگ کار می‌کنند تا آن را به آسمان و “اوریون” را به سمت ماهواره طبیعی زمین بفرستند.

فضاپیمای اوریون

فضاپیمای اوریون دارای سیستم توقف پرتاب، ماژول خدمه و ماژول خدمات است. سیستم توقف پرتاب به گونه‌ای طراحی شده است که در عرض چند میلی‌ثانیه به هرگونه ناهنجاری واکنش نشان دهد تا در صورت نیاز بتواند ماژول خدمه را ایمن نگه دارد.

همانطور که می‌دانید، ماژول خدمه طی ماموریت “آرتمیس ۱” که ماموریتی بدون سرنشین است، خالی خواهد ماند، اما چهار فضانورد برای ماموریت “آرتمیس ۲”‌ در آن قرار خواهند گرفت.

همچنین ماژول خدمات اوریون که توسط آژانس فضایی اروپا(ESA) ساخته شده، کمک اروپایی این آژانس فضایی به اوریون و ناسا برای بازگشت به ماه است. این یک جزء حیاتی از اوریون است که الکتریسیته، آب، اکسیژن و نیتروژن مورد نیاز برای نیروی محرکه و کارکرد سیستم‌ها را تامین می‌کند. همچنین دارای چهار بال خورشیدی به طول هفت متر است که هر کدام دارای ۳۷۵۰ سلول خورشیدی هستند.

موشک SLS نه تنها فضاپیمای اوریون را به مدار ماه می‌فرستد و بازمی‌گردد، بلکه ۱۰ تاسواره را نیز برای انجام چندین ماموریت علمی به فضا پرتاب خواهد کرد.

این تاسواره‌ها شامل یک ماموریت بادبان خورشیدی به نام ماموریت پیشاهنگی سیارک نزدیک به زمین(NEA) است که یک سیارک نزدیک به زمین را بررسی خواهد کرد.

تاسواره دیگری یک مخمر را به اعماق فضا می‌برد تا تأثیر تشعشعات را بر موجودات زنده آزمایش کند.

جدا از اتصال اوریون به SLS، قطعه‌ای به نام “آداپتور مرحله اوریون” این ۱۰ تاسواره را پس از جدا شدن از فضاپیمای اوریون در مدار قرار می‌دهد.

مرحله پیشرانه برودتی موقت(ICPS)

مرحله پیشرانه برودتی موقت(ICPS) که توسط شرکت‌های “بوئینگ” و “ائتلاف پرتاب و راه‌اندازی”(ULA) ساخته شده است، نیروی محرکه‌ای را در فضا برای اوریون فراهم می‌کند تا در مسیر خود به سمت ماه برود و بازگردد.

این سیستم با اندازه ۱۳.۷ متر در ۵.۱ متر، یک سیستم تک موتوره مبتنی بر هیدروژن مایع/اکسیژن مایع است که پس از اینکه تقویت کننده‌های موشک و مرحله هسته به هدف خود رسیدند و رها شدند، روشن می‌شود. این موتور موسوم به “RL۱۰B-۲” ۲۴ هزار و ۷۵۰ پوند(۱۱۰ کیلو نیوتن) نیروی رانش تولید می‌کند تا اوریون را به سمت ماه هدایت کند.

آداپتور مرحله پرتاب

آداپتور مرحله پرتاب با ارتفاع ۸.۳ متر، موتور “RL۱۰” مرحله پیشرانه برودتی موقت را در طول پرتاب پوشش می‌دهد و از آن محافظت می‌کند. همچنین مرحله پیشرانه برودتی موقت را به مرحله اصلی متصل می‌کند و به عنوان یک سیستم جداسازی عمل می‌کند.

این قطعه به شکل مخروطی طراحی شده است، زیرا مرحله اصلی با قطر ۸.۳ متر را به مرحله پیشرانه برودتی موقت با قطر پنج متر متصل می‌کند.

مرحله اصلی

مرحله اصلی موشک SLS با ارتفاع ۶۴.۶ متر، هدف حیاتی حمل مقادیر انبوه سوخت مورد نیاز برای بالا بردن موشک را انجام می‌دهد.

این مرحله از موشک، ۷۳۳ هزار گالن سوخت پیشرانه را برای تامین انرژی چهار موتور :RS-۲۵” در خود نگه می‌دارد و دارای یک مخزن اکسیژن مایع و یک مخزن هیدروژن مایع است.

این مخازن تقریباً ۱۵۰۰ گالن سوخت را در هر ثانیه به مدت هشت دقیقه پس از پرتاب به موتورها تغذیه می‌کنند که مدت زمانی است که طول می‌کشد تا SLS به مدار برسد.

تقویت کننده‌های موشک جامد

تقویت کننده‌ یا بوستر موشک جامد یک موشک سوخت جامد است که برای ایجاد نیروی محرکه در پرتاب فضاپیماها در مراحل اولیه پرتاب استفاده می‌شود.

هر یک از دو تقویت کننده موشک جامد SLS به ارتفاع یک ساختمان ۱۷ طبقه هستند که هر کدام ۳.۶ میلیون پوند نیروی رانش تولید می‌کنند، در حالی که ۷۵ درصد از نیروی مورد نیاز را در ۲ دقیقه اول پرتاب فراهم می‌کنند و پس از همان دو دقیقه اول پرتاب، کار آنها تمام می‌شود.

هر تقویت کننده موشک جامد تقریباً شش تن سوخت جامد را در هر ثانیه می‌سوزاند تا به بلند شدن موشک در طول دو دقیقه اول کمک کند و به SLS کمک کند تا به سمت مدار اوج بگیرد.

چهار موتور RS-۲۵

طبق گفته ناسا، موتورهای RS-۲۵ متصل به قسمت زیرین مرحله اصلی SLS، کارآمدترین موتورهای فضایی هستند که تاکنون ساخته شده‌اند. موتورهای RS-۲۵ برای برنامه شاتل فضایی ناسا استفاده شدند و اکنون ناسا از نسخه‌های پیشرفته همین موتور برای SLS استفاده می‌کند.

آنها پس از پرتاب در مجموع دو میلیون پوند نیروی رانش ایجاد خواهند کرد که این نیرو در کنار نیروی رانش ارائه شده توسط تقویت کننده‌های موشک جامد، موشک SLS را با سرعت تقریبی ۲۷ هزار و ۳۵۰ کیلومتر در ساعت به مدار زمین می‌فرستد. آنها به مدت هشت دقیقه کامل روشن خواهند شد که همان مدت زمانی است که طول می‌کشد تا SLS به مدار زمین برسد.