کریسمس امسال ۴دیماه پنجاهمین سالگرد مأموریت فضایی آپولو۸ (Apollo8) ناسا است که برای اولین بار انسان را به مدار کره ماه برد. البته چند ماه بعد نیل آرمسترانگ (Neil Armstrong) و باز آلدرین (Buzz Aldrin) در مأموریت آپولو۱۱ (Apollo11)روی سطح ماه فرود آمدند و عصر جدید سفرهای فضایی را آغاز کردند.
اما حالا چندین سال از مأموریتهای سرنشین دار ناسا به ماه میگذرد و سؤال اینجاست که چه زمانی دوباره پای انسان به قمر زمین خواهد رسید؟ هرچند سازمان فضایی ناسا در این زمینه برنامههایی دارد و بهمنظور استفاده از ماه بهعنوان پایگاهی برای سفرهای فضایی طولانیتر، چند سالی است که روی پروژه احداث نیروگاه هستهای این کره کار میکند.
حالا ناسا با طرح نیروگاه متحرک و جانسخت کیلوپاور (Kilopower) به اهداف خود نزدیکتر شده و احتمالاً در آینده ماه را به پایگاهی برای سفر به سایر کرات منظومه شمسی مانند مریخ و تیتان قمر زحل تبدیل خواهد کرد.
کیلوپاوردقیقاً چیست؟
کیلوپاور یک رآکتور شکافت هستهای سبکوزن است که بهصورت مشترک توسط ناسا و بخش انرژی هستهای وزارت انرژی آمریکا توسعهیافته. نیروگاه مذکور با شکافتن اتمهای اورانیوم۲۳۵ انرژی گرمایی تولید میکند که این انرژی سپس با استفاده از موتورهای بهینه استرلینگ به الکتریسیته تبدیل میشوند.
نیروگاه متحرک کیلوپاور قادر است به مدت ۱۰سال پیاپی با توان ۱۰کیلووات به فعالیت خود ادامه دهد که به اعتقاد ناسا، بیش از دو برابر توان موردنیاز برای راهاندازی و کارکرد یک پایگاه فضایی روی ماه یا مریخ است.
جیم رویتر (Jim Reuter) مشاور اجرایی بخش فناوری فضایی ناسا درباره کیلوپاور اظهار داشته که تولید انرژی بهینه و مستمر، کلید اصلی اکتشافات بعدی و استفاده از روباتها بوده و نیروگاه کیلوپاور یکی از بخشهای اصلی معماری انرژی در ماه و مریخ خواهد بود.
ناسا چگونه کیلوپاور را آزمایش کرد؟
ناسا برای تضمین ایمنی نیروگاه هستهای خود در سفرهای فضایی سرنشین دار به ماه و مریخ، آزمایشی موسوم به رآکتور کیلوپاور با استفاده از فناوری استرلینگ (KRUSTY ) را طراحی کرده است.
آزمایش موردبحث شامل شبیهسازی کاهش توان، خرابی موتورها، خرابی لولههای انتقال گرما و فعالیت با حداکثر ظرفیت به مدت ۲۸ساعت برای شبیهسازی یک مأموریت واقعی میشود. گفتنی است طبق برنامهریزیها، کیلوپاور برای اولین بار در سال۲۰۲۰ بهصورت عملیاتی مورداستفاده قرار خواهد گرفت.
چرا روی ماه به انرژی هستهای نیاز داریم؟
بهرهگیری از انرژی هستهای در مأموریتهای سرنشین دار بعدی ناسا و استفاده از رآکتور کیلوپاور، احتمالاً نگرانی بسیاری از افراد را درباره آلودگی قمر زمین به همراه خواهد داشت. اما جالب است بدانید که ناسا تقریباً در تمام مأموریت خود تاکنون ازمولدهای گرما-الکتریکی ایزوتوپی با سوخت پلوتونیم۲۳۸ استفاده کرده؛ پروژههایی مانند وویجر ()، کاسینی ()، مأموریتهای سری آپولو و نیوهورایزنز (
New Horizons).
علاوه بر این، شبهای ماه بسیار طولانی هستند و بهاندازه دو هفته زمینی طول میکشند. علت این موضوع گردش کند ماه به دور خودش است که با سرعت گردشش به دور زمین یکی بوده و به همین خاطر، ما همواره یک روی ماه را از سطح زمین میبینیم. در چنین شرایطی نیاز به تأمین انرژی مستمر بیشازپیش حس خواهد شد.
بنا بر اظهارات مارک گیبسون (Marc Gibson) مهندس ارشد رآکتور کیلوپاور در مرکز تحقیقاتی گلن در کلیولند (Glenn Research Center)، کیلوپاور امکان انجام مأموریتهای طولانیتر و اکتشاف نیمهتاریک ماه را فراهم خواهد کرد. او معتقد است پروژههای فضایی که شامل اقامتهای طولانیمدت فضانوردان روی کرات دیگر میشوند، نیازمند منبع انرژی قابلاعتماد و پایداری هستند که رآکتور کیلوپاور توانایی پاسخگویی به این نیاز را دارد.
نمیشد از انرژی خورشیدی استفاده کنیم؟
باوجود شبهای طولانی ماه، در تئوری یکراه بسیار بهینه برای تولید انرژی الکتریکی از نور خورشید روی این جرم آسمانی وجود دارد. شرکت ژاپنی شیمیزو (Shimizu) مفهومی را ارائه کرده که با ساختن یک کمربند از پنل های خورشیدی با عرض چند کیلومتر، تمام خط استوای ماه به طول ۱۱هزار کیلومتر را پوشش میدهد.
شرکت ژاپنی معتقد است در طرح مورداشاره، همواره نیمی از پنلها نور خورشید را دریافت میکنند که با توجه به عدم وجود اتمسفر در ماه، انرژی قابلتوجهی تولید کرده و راندمان این پنل ها نسبت به زمانی که روی زمین قرار داشته باشند، تا پنج برابر بیشتر است.
البته مفهوم ارائه شده توسط ژاپنیها فعلاً قابلیت اجرا نداشته و به همین دلیل ناسا به دنبال استفاده از انرژی هستهای بهعنوان روشی ارزانتر و انعطافپذیرتر خواهد بود.
بالاخره ناسا به ماه بازمیگردد یا خیر؟
بازگشت فضانوردان ناسا به ماه پروژه ایست که همواره با تغییر رئیسجمهور آمریکا دستخوش تحول میشود. برنامه دولت ترامپ بهعنوان رئیسجمهور حال حاضر آمریکا، ابتدا انجام پروژههای رباتیک روی ماه و سپس ارسال فضانوردان است.
دولت آمریکا همچنین تصمیم دارد یک ایستگاه فضایی در مدار ماه احداث کند و آن را پلتفرم مدارگرد ماه گیتوی (Gateway) نامیده است. گیتوی یا دروازه، علاوه بر تسهیل سفر به ماه، بهعنوان پایگاه میانی برای مأموریتهای فضایی به مریخ یا سایر اجرام منظومه شمسی مورداستفاده قرار خواهد گرفت.
در کنار موارد فوق، سازمان هوافضای ناسا از شرکتهای خصوصی مانند اسپیس ایکس (Space X) و بلو اوریجینز (Blue Origin) خواسته فناوریهای جدیدی را برای ارسال محموله به ماه توسعه دهند.
پلتفرم مدارگرد ماه گیتوی چیست؟
طرح پلتفرم مدارگرد ماه گیتوی یا بهاختصار ال.او.پی-جی (LOP-G) یک ایستگاه فضایی است که در مدار ماه قرارگرفته و ناسا از آن بهعنوان توقفگاهی برای مأموریتهای طولانی استفاده خواهد کرد؛ هرچند برخی از مقامات اجرای این طرح را هدر دادن منابع میدانند.
تری ویرتز (Terry Virts) فضانورد سابق ناسا و یکی از مخالفان طرح مدعی است که پروژه ال.او.پی-جی تنها زمان فرود دوباره بر سطح ماه و در ادامه سفر به مریخ را عقب انداخته و دلارهای ارزشمند را دور میریزد. در مقابل موافقان طرح میگویند برای سفر به اجرام دوردست، فرود روی سطح ماه و پرتاب دوباره از آن برای خروج از میدان گرانش، در درازمدت هزینه بیشتری داشته و بهتر است توقفها در مدار قمر زمین انجام گیرند.
گفتنی است طبق برنامههای ناسا، پلتفرم مدارگرد ماه گیتوی تا سال۲۰۲۲ آماده پرتاب خواهد بود و ماژولهای سکونت فضانوردان نیز یک سال بعد به ال.او.پی-جی میپیوندند.