در سالهای اخیر ناسا بر روی رانشگرهای خورشیدی الکتریکی (SEP) به عنوان یک بخش کلیدی از برنامه‌های بلندمدت خود برای ارسال انسان به مریخ کار کرده است. این رانشگرها از الکتریسیته‌ی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی برای یونیزه کردن اتم‌های پیشرانه استفاده کرده و سپس یونها را توسط یک میدان الکتریکی قوی به خارج پرتاب می‌کنند تا تراست تولید کنند. سامانه‌های SEP با وجود تولید تراست اندک، می‌توانند مدت زمان طولانی فعال باشند و نسبت به رانشگرهای شیمیایی عملکرد بسیار بهتری دارند. به همین دلیل این رانشگرها در پروازهایی که زمان اهمیت زیادی ندارد و برای ارسال محموله، نسبت به ارسال خدمه کارایی بیشتری دارند.
جو کسیدی (Joe Cassidy) از محققین شرکت آیروجت راکت‌دین (Aerojet Rocketdyne) می‌گوید: «در ماموریتهایی که به عمق فضا فرستاده می‌شوند، سامانه‌های SEP کاربردی مهم دارند.»
پیشرانش الکتریکی چیز جدیدی نیست و سالهاست که در ماهواره‌های مخابراتی تجاری برای حفظ موقعیت و اخیرا برای تغییر مدار استفاده می‌شوند. این رانشگرها البته نسبت به سامانه‌های SEP توان کمتری دارند و برای ماموریتهای بین سیاره‌ای مناسب نیستند. بنابراین ناسا به همراه آیروجت و شرکتهای دیگر در چند سال گذشته برای توسعه‌ی فناوریهای SEP پیشرفته‌تر و با تراست بیشتر تلاش کرده است.
ماموریت تغییر مسیر شهابسنگ (ARM) ناسا قرار بود از سامانه SEP پیشرفتهای استفاده کند که قادر به تولید تراستی در حدود 12.5 کیلووات بود. فضاپیمای روباتیک ARM طبق برنامه می‌بایست با استفاده از رانشگر SEP به سمت شهابسنگی که به زمین نزدیک می‌شود می‌رفت و پس از تغییر مسیر آن و نمونه‌برداری به مجاورت ماه برمی‌گشت. اما این ماموریت به دلیل کاهش بودجه‌ی ناسا برای سال 2018 متوقف شده و این سازمان در حال برنامه‌ریزی برای لغو ماموریت ARM می‌باشد.
میشل گیتس (Michele Gates)، مدیر برنامه‌ریزی پروژه‌ی ARM در مرکز فرماندهی ناسا می‌گوید: «ما در حال انجام مراحل نهایی برای لغو این ماموریت هستیم و تیم ARM در حال انتقال دستاوردهای خود به ماموریتهای دیگری که امکان استفاده از آنها را دارند می‌باشد.» وی افزود: «بسیاری از پروژه‌هایی که ما در قالب این ماموریت بر روی آنها کار می‌کردیم می‌توانند بخشی از آینده‌ی اکتشافات انسان باشند.»
یکی از پروژه‌های مد نظر گیتس در این سخن، پروژه‌ی SEP می‌باشد. با اینکه ناسا لغو ماموریت ARM را تایید کرده اما روسای این سازمان بر ادامه‌ی توسعه‌ی رانشگرهای خورشیدی الکتریکی تاکید داشته‌اند. رابرت لایتفوت (Robert Lightfoot)، مدیر عامل ناسا در این مورد می‌گوید: «ما ماموریت تغییر مسیر شهابسنگها را متوقف کرده‌ایم اما توسعه‌ی فناوریهای استفاده شده در آن را ادامه می‌دهیم. بهترین مثال از این فناوریها رانشگر SEP است که قطعا در آینده در ماموریتهای دیگر از آن استفاده خواهیم کرد.»
آینده‌ی مبهم
اما “ماموریتهای دیگر”ی که لایتفوت به آن اشاره کرد چیست؟ تاکنون فقط ایده‌هایی ارائه شده و برنامه‌های قاطعی برای استفاده از سامانه‌ی SEP در ماموریتی خاص مشخص نگشته است.
یکی از ماموریتهایی که پتانسیل استفاده از SEP را دارد می‌تواند ماموریت دروازه‌ی عمق فضای ناسا باشد. این ماموریت شامل یک پایگاه فضایی واقع در فاصله‌ی بین زمین و ماه است که قرار است در دهه‌ی 2020 به عنوان بستری برای ماموریتهای مریخ توسعه داده شود. در طرح‌های مفهومی این ماموریت، سامانه‌ی SEP به عنوان سامانه‌ی تولید توان و نیروی پیشران در نظر گرفته شده است. لایتفوت با اشاره به اینکه این سامانه دقیقا بر پایه‌ی سامانه‌ای که برای ARM طراحی شده بود، ساخته می‌شود گفت: «سعی می‌شود سامانه‌ی جدید با ابعاد کوچکتری ساخته شود تا قابلیت استفاده‌های تجاری را نیز داشته باشد.»
پس از ماموریت دروازه‌ی عمق فضا، ماموریت انتقال در عمق فضا آغاز خواهد شد که در این ماموریت یک وسیله‌ی حمل و نقل برای آزمایش فناوریهای لازم برای ساخت فضاپیمای به مقصد مریخ، توسعه داده خواهد شد. این وسیله از یک سامانه‌ی SEP بزرگتر استفاده می‌کند که حتی ممکن است تا 300 کیلووات توان تولید کند؛ مقداری که به نظر ناسا برای یک ماموریت مریخ کافی است.
به هر حال ماموریتهای دروازه و انتقال هنوز جزء برنامه‌های رسمی ناسا نیستند. در حالی که ناسا همچنان دارد طرح مفهومی یک سکونتگاه بین زمین و ماه را مطالعه می‌کندکه ممکن است از SEPاستفاده کند، این پروژه در درخواست بودجه‌ی سال 2018 این سازمان لحاظ نشده است. اندرو هانتر (Andrew Hunter)، مدیر اقتصادی ناسا در مورد طرح بودجه‌ای که این سازمان در حال تنظیم آن برای ارسال به کاخ سفید و کنگره است گفت: «این طرح نیاز به بررسی بیشتر و ارائه‌ی توضیحاتی به کابینه دارد.»
قبل از اینکه ناسا ایده‌ی استفاده از رانشگر SEP را در دروازه‌ی عمق فضا مطرح کند، طرح‌های دیگری نیز برای استفاده از این رانشگر ارائه شده بود. تیم تحلیل و بررسی ماموریت اکتشافی مریخ ناسا در سال 2016 طرحی را برای استفاده از یک سامانه‌ی SEP پرتوان برای ارسال یک مدارگرد به دور مریخ پیشنهاد کرده بودند. در مطالعات این طرح حتی امکان استفاده از این رانشگر برای بازگرداندن نمونه‌هایی از سطح مریخ به زمین نیز بررسی شده است.
به سوی مریخ
عدم قطعیت در مورد اینکه ناسا چگونه از SEP استفاده خواهد کرد باعث توقف کار بر روی این فناوری نشده است. ناسا در سال 2016 قراردادی با آیروجت راکت‌دین امضا کرد که بر این اساس این شرکت باید تا سال 2019 یک رانشگر SEP با قدرت 13 کیلووات را برای استفاده در ماموریتی اعلام نشده آماده سازد. آیروجت همچنین در سال 2015 به همراه دو شرکت دیگر بودجه‌ای برای تولید رانشگرهایی که بتوانند در ماموریت مریخ استفاده شوند از ناسا دریافت کرده بود.
پس از اینکه آیروجت، شرکت راکت‌ساز Ad Astra و شرکت تولیدکننده‌ی سامانه‌های پیشران فضایی MSNW در جلسه‌ای با مقامات دولتی از پیشرفتهای خود در زمینه‌ی توسعه‌ی فناوری SEP و اهمیت استفاده از این رانشگرها در ماموریت مریخ خبر دادند، علاقه‌ی مقامات کاخ سفید به استفاده از رانشگر SEP بیشتر شده است. بنابراین احتمال دارد ناسا پس از آزمایش موفق این رانشگر در سال 2019 بتواند کاخ سفید را متقاعد کند که بودجه‌ی مقتضی برای توسعه‌ی رانشگر SEP با هدف استفاده در ماموریتهای مریخ را در اختیار این سازمان بگذارد.