یکی از چالش‌های دانشمندان، ساخت ربات‌های فضایی کاوشگری است که بتوانند مسیر زیادی را روی سطح سیارات بپیمایند و با پشت سر گذاشتن موانع، مساحت گسترده‌ای را کاوش کنند. ایده‌ی رباتی به نام «جهنده‌ی سرزمین کوهستانی» (Highland Terrain Hopper) یا «هاپتر» (Hopter) به همین دلیل مطرح شده است. این وسیله‌ی نقلیه با جهش‌هایی که می‌کند سطح سیاراتی مثل مریخ را می‌پیماید و اطلاعات لازم را از سطح آن‌ها جمع آوری می‌کند.

هاپتر می‌تواند روی سطح مریخ تا ۴ متر به هوا بپرد.

در حال حاضر اکثر کاوشگری‌ها و جستجوهای دانشمندان در سیاراتی مثل مریخ با ربات‌های سطح‌نشین و سطح‌نوردها انجام می‌شود. هر دوی این‌ها محدودیت‌هایی دارند. سطح‌نشین‌ها فقط مساحت کوچکی از محیط اطراف‌شان را می‌توانند بررسی کنند. از طرف دیگر، سطح‌نوردها گرچه مسافت‌های بیشتری را می‌توانند طی کنند، اما در محیط‌هایی با جاذبه‌ی بسیار پایین جواب نمی‌دهند چرا که چرخ‌های آنها روی سطح اجرامی مثل سیارک‌ها، شهاب‌ها و قمرهای مریخی به خوبی به زمین نمی‌چسبد. سطح‌نوردها، همچنین در محیط‌هایی که حرکت در آنها سخت است، محدودیت دارند. به همین خاطر، مطالعه‌ی مناطق کوهستانی دشوار می‌شود و دانشمندان نمی‌توانند دانش بیشتری از جغرافیای دیگر سیارات به دست آورند.

گروهی از مهندسان و زمین‌شناسان برای حل این مشکل تصمیم گرفتند یک وسیله‌ی نقلیه با نوع متفاوتی از حرکت طراحی کنند. آن‌ها ایده‌ی حرکت با جهش‌ مثل یک ملخ را مطرح کردند. جهش کردن روش بسیار کارآمدی برای حرکت ربات‌ها از میان موانع بزرگ‌تر از خودشان است. البته هاپتر اولین کاوشگری نیست که می‌جهد (به عنوان مثال «سطح‌نشین اکتشافی مریخ» (Mars Reconnaissance Lander) که یک طرح پیشنهادی است می‌تواند پرش‌های کنترل‌شده‌ای انجام دهد). ویژگی‌های مطلوب هاپتر مثل مرکز جرم کم، قابلیت مانور زیاد، طراحی ساده و مستحکم، آن را به یک ابزار ایده‌آل برای کاوش مناطق ناهموار و کوهستانی در محیط‌هایی با جاذبه‌‌های مختلف تبدیل می‌‌کند.

هاپتر هنوز در مرحله‌ی طراحی قرار دارد، اما وقتی ساخته شود، به یک دیسک برگشت‌پذیر به قطر ۷۰ سانتی‌متر و سه پایه‌ی مستقل از هم مجهز خواهد بود و می‌تواند در سیاره‌ای مثل مریخ تا ۴ متر در هوا بپرد. به خاطر وزن نسبتا کم هاپتر، می‌توان چند دستگاه از آن را به طور هم‌زمان برای کاوش، به سطح یک سیاره فرستاد. این باعث می‌شود که کارهای مختلفی مثل یک تصویربرداری ساده یا بررسی سه بعدی ژئوفیزیکی انجام شود. محققان می‌گویند قدم بعدی این است که نمونه‌ی اولیه‌ای از این هاپتر را بسازند.

‌

منبع: Science Mag

هفته‌ی پیش شرکت فضایی «بلو اوریجینز» (Blue Origins) متعلق به «جف بزوس» (Jeff Bezos) مالک فروشگاه اینترنتی آمازون، با انتشار یک خبر و کلیپ ویدیویی همه را غافلگیر کرد. آن‌ها توانسته‌اند موشکی به فضا بفرستند و آن را سالم روی زمین بنشانند. دقیقا کاری که خیلی وقت است شرکت «اسپیس‌ ایکس» (SpaceX) متعلق به «ایلان ماسک» (Elon Musk) می‌خواهد انجام بدهد و تا به حال در آن ناکام مانده است. بلو اوریجینز یک موفقیت تاریخی بدست آورده و کل این اتفاق، ما را به نوعی یاد رقابت فضایی آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی در اوج جنگ سرد انداخته است. زمانی که شوروی توانست با موفقیت یک انسان را در مدار زمین قرار دهد و آمریکایی‌ها را در بهت و حیرت فرو برد. آن زمان، «جان اف کندی» بازی را به «نیکیتا خروشچف» باخت. ولی حالا این سوال را می‌پرسیم، آیا واقعا ایلان ماسک بازی را به جف بزوس باخته است؟

مسابقه‌ی فضایی دوران جنگ سرد، از سال ۱۹۵۷ و زمانی که شوروی توانست ماهواره‌ی «اسپوتنیک ۱» (Sputnik 1) را در مدار زمین قرار دهد، شروع شد. پس از آن، آمریکایی‌ها هم به تکاپو افتادند و این دو قدرت سعی کردند مرحله به مرحله، از ارسال انسان به فضا گرفته تا ساخت ایستگاه‌های فضایی و فتح ماه، فضا را به تسخیر خود در آوردند. بعد از جنگ سرد این مسابقه متوقف شد و سازمان‌های فضایی دولتی مثل ناسا، با خیال راحت‌تری کارهای خود پی‌گیری می‌کردند. ولی تقریبا از سال ۲۰۰۰ شرکت‌هایی خصوصی ظهور کردند که سعی در پیگیری پروژه‌های فضایی داشتند. شرکت‌هایی مثل «بلو اوریجینز»، «اسپیس ایکس» و «ویرجین گلکتیک» (Virgin Galactic) که دست کم اهداف اولیه‌ی آن‌ها، ارسال محموله‌های فضایی برای سازمان‌های فضایی دولتی مثل ناسا و گردشگری فضایی است.

مسابقه‌ی فضایی در اصل به رقابت فضایی بین آمریکا و شوروی برای فتح فضا در کوران جنگ سرد گفته می‌شود

قطعا هر شرکت خصوصی باید اقتصادی و سود آور باشد، بنابراین شرکت‌های خصوصی فضایی برای اقتصادی شدن و سوددهی، اول از همه باید به فکر ارزان کردن پرتاب‌ها و سفرهای فضایی باشند. یکی از راه‌های کاهش هزینه، استفاده از موشک‌ها و فضاپیماهای با قابلیت استفاده‌ی مجدد است. تا به حال سازمان‌های فضایی، معمولا از موشک‌ها و فضاپیماهایی استفاده می‌کردند که پس از استفاده، کاملا در جو زمین می‌سوختند یا باقی مانده‌ی آن‌ها جایی در زمین و اقیانوس فرود می‌آمد و قابلیت استفاده‌ی مجدد نداشت. یکی از مثال‌های بارز این سیستم، موشک‌ها و فضاپیماهای «سایوز» (Soyuz) روسی است که پس از پرتاب کاملا از بین می‌روند و کپسول حامل فضانوردان نیز پس از فرود آوردن آن‌ها روی زمین، قابل استفاده نیست. ایلان ماسک می‌گوید مثل این است که برای مسافرت سوار یک بویینگ ۷۴۷ سیصد میلیون دلاری شوید و بعد از رسیدن به فرودگاه مقصد، این هواپیما از بین برود. هواپیما ۳۰۰ مسافر هم که داشته باشد، بلیت هرکدام یک میلیون دلار می‌شود. تخمین زده می‌شود اگر با فضاپیمایی که مثل هواپیما بشود بارها از آن استفاده کرد سفر کنیم، هزینه‌ی سفرهای فضایی تا ۱۰۰ برابر کم می‌شود.

موشک‌ها و کپسول‌های سایوز پس از استفاده کاملا از بین‌ می‌روند

موشک‌ها و کپسول‌های روسی سایوز پس از استفاده کاملا از بین‌ می‌روند

احتمالا اولین بار خود ناسا به فکر استفاده‌ی مجدد از موشک‌ها و فضاپیماها افتاد و به همین دلیل پروژه‌ی شاتل‌های فضایی را آغاز کرد. شاتل فضاپیمایی به شکل هواپیما بود که بعد از انجام ماموریت در مدار زمین، مثل هواپیما روی باند فرود می‌آمد. موشک‌های سوخت جامد پرتاب‌کننده‌ی آن نیز با چتر در اقیانوس فرود می‌آمدند و قابل استفاده بودند. هرچند ناوگان شاتل حدود سه دهه پرواز کرد و نقش چشمگیری در پیشبرد پروژه‌های مهم فضایی مثل تلسکوپ هابل و ایستگاه فضایی بین‌المللی داشت، ولی دست کم از نظر اقتصادی کردن پرتاب‌ها و سفرهای فضایی موفق نبود و ماموریت‌های شاتل خیلی گران تمام می‌شدند. بعلاوه‌ی اینکه ناوگان شاتل دو سانحه داشت و این باعث شده بود که این فضاپیماها نسبتا غیر قابل اطمینان باشند.

شاتل از اولین تلاش‌ها برای ساخت فضاپیمایی با قابلیت استفاده‌ی مجدد بود

در طول سال‌های دهه‌ی ۹۰ میلادی تلاش‌های زیادی در راه ارزان کردن سفرهای فضایی با امکان استفاده‌ی مجدد از پرتاب‌کننده‌ها و فضاپیماها صورت گرفت. با این حال هزینه‌ی زیاد تحقیقات و مشکلات فنی فراوان، باعث شد که موفقیت‌های خیلی بزرگی کسب نشود. شرکت‌های خصوصی نو ظهور که پا به این عرصه گذاشته‌اند بعضا ایده‌های نوی خوبی در این زمینه دارند یا سعی می‌کنند ایده‌های قبلی را پی بگیرند. برای مثال بلو اوریجینز و اسپیس ایکس، روی موشک‌هایی کار می‌کنند که پس از سفر به فضا و انجام ماموریت، بتوانند همان‌طور که عمودی بالا رفته‌اند، عمودی هم فرود بیایند.

شاید اولین تلاش‌های موفقیت‌ آمیز یک شرکت خصوصی در این زمینه را بتوانیم برنامه‌ی «گرس هاپر» (Grass Hopper) اسپیس ایکس در سال ۲۰۱۳ بدانیم. اسپیس ایکس توانست موشک‌هایی را تا ارتفاع خیلی کم و در حدود ۷۰۰ متر بالا ببرد و آن‌ها را روی زمین در نقطه‌ای مشخص فرود آورد. ولی این شرکت در یک سال گذشته سعی کرد دو موشک‌ «فالکن ۹» (Falcon 9) که از فضا برمی‌گشتند را روی شناوری در اقیانوس فرود آورد که هر دو فرود با شکست مواجه شد و موشک نتوانست روی شناور فرود آید.

فیلم فرود نافرجام یکی از موشک‌های فالکن ۹ را می‌توانید در زیر ببینید:

Video Player

این درحالیست که در ویدیوی هفته‌ی پیش بلو اوریجینز (که خیلی تبلیغاتی و با پروپاگاندای زیاد بود)، شاهد فضا رفتن موشک «نیو شپرد» (New Shepard)، بازگشت سالم آن به زمین و نشستن روی نقطه‌ی مورد نظر بودیم. هرچند جف‌ بزوس این را موفقیتی بزرگ برای خود می‌داند و کم لطفی است اگر این رویداد را اتفاقی بزرگ در صنایع فضایی ندانیم، ولی درست پس از این اتفاق، ایلان ماسک در توییتر خود پاسخ جالبی داد. او در توییتر خود اشاره کرده بود که رفتن به فضا یک چیز است و رسیدن به مدار GTO یک چیز دیگر. «مدار انتقال زمین‌ثابت» (Geosynchronous Transfer Orbit) به مداری به شدت بیضوی گفته می‌شود که از طریق آن و با استفاده از موشک‌های مجهز به پیشران خیلی قدرتمند ماهواره‌ها (مثلا ماهواره‌های تلویزیونی) را به مدار زمین ثابت می‌برند. این مدار در حقیقت مسیر رسیدن به فاصله‌ی ۳۶ هزار کیلومتری از زمین است.

فیلم پرتاب و فرود موفق موشک نیوشپرد را می‌توانید در زیر ببینید:

Video Player

ایلان ماسک درست می‌گوید؛ موشک فالکن ۹ ساخت اسپیس ایکس، برای ارسال محموله‌ها به مدارهای کم ارتفاع و پر ارتفاع زمین است. این درحالیست که موشک نیوشپرد ساخت بلو اوریجینز، برای یک پرواز زیر مداری کوتاه با ارتفاع نهایتا ۱۰۰ کیلومتر ساخته شده. اساسا گویی نیوشپرد فقط تا حیاط خلوت فضایی زمین می‌رود بر می‌گردد. در سال ۱۹۶۱، «آلن شپرد» (Allan Shepard) نخستین آمریکایی بود که به همین سبک به فضا رفت. ظاهرا نام نیوشپرد نیز از نام این فضانورد برداشت شده است. خلاصه بلو اوریجینز قصد دارد در نهایت فضاپیمایی توریستی درست کند که ۶ مسافر را به مدار ۱۰۰ کیلومتری زمین ببرد و باز گرداند. این کاملا با ماموریت موشک‌های فالکن اسپیس ایکس متفاوت است.

فناوری موشکی که محموله‌هایی را برای ایستگاه فضایی می‌برد یا آن‌ها را به مدار GTO ارسال می‌کند، با فناوری موشکی که فقط تا ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری بالا می‌رود، متفاوت است. ایلان ماسک در توییتر خود گفته رسیدن به ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری به سرعتی فقط به اندازه‌ی ۳ برابر سرعت صوت احتیاج دارد و این درحالیست که رسیدن به مدار GTO،‌ نیازمند سرعت ۳۰ برابر صوت است. به همین دلیل است که موشک‌های اسپیس‌ ایکس خیلی بزرگ و قدرتمندتر هستند.

بدین ترتیب باید گفت که مقایسه‌ی کار بلو اوریجینز با اسپیس ایکس خیلی منصفانه نیست. با این حال نباید از این گذشت که بلو اوریجینز نخستین شرکتی است که توانست موشکی را واقعا به فضا بفرستد و آن را سالم فرود بیاورد. حالا این فضا ارتفاعش هرچقدر می‌خواهد باشد. کار بلو اوریجینز شروعی خیلی خوب برای برنامه‌ای بلندپروازانه است. برنامه‌ای برای ارزان کردن سفرهای فضایی و در نتیجه امکان رفت و آمد بیشتر بین زمین و فضا. چه این رفت و آمد برای کارهای علمی و تحقیقاتی باشد و چه توریست‌هایی که می‌خواهند زمین را از فضا ببینند.

منبع: Tech Crunch, Wikipedia