بیا روراست باشیم، سوخت‌گیری توی مدار خیلی سخته! ولی اگه بخوایم آینده سفر به فضا رو برای خودمون بسازیم، اینجا همون جاییه که باید یاد بگیریم چطوری فضاپیماها رو اون بالا دوپینگ کنیم! حالا بذار با هم ریز جزئیات و داستانش رو سبک‌سنگین کنیم.
اول بذار یه چیزی رو روشن کنم: “سوخت‌گیری مداری” همون کاریه که باک یه فضاپیما یا ماهواره رو توی مدار زمین یا حتی فضاهای دورتر، دوباره پر می‌کنن تا بتونه راهشو ادامه بده. مثلاً فرض کن ماشینت وسط جاده وسط ناکجا آباد بنزین تموم کنه، بعد یه تانکر بره اونجا و بهت بنزین برسونه! حالا فکر کن این کار توی خلأ بی‌وزن و سرمای شدید فضا چقدر عجیب‌تر و سخت‌تره!
چرا اینقدر مهمه؟
خب الان که همه دارن در مورد بازگشت به ماه یا سفر به مریخ حرف می‌زنن، حتی یه ماموریت مثل آرتمیس ۳ ناسا بدون سوخت‌گیری مداری اصلاً عملی نیست. آرتمیس ۳ همون پروژه معروف ناسا هست که قراره اولین آدم‌ها رو بعد از حدود ۵۰ سال دوباره به ماه برسونه.
داستان سوخت‌گیری چیه؟
طبق نقشه فعلی، احتمالاً باید تا ۸ تا موشک استارشیپ (همون فضاپیمای بزرگ اسپیس‌ایکس) به مدار برن تا فقط باک یه استارشیپ رو که قراره روی ماه فرود بیاد، پر کنن! حتی بعضی از کارشناسا مثل ناسا و اداره حسابرسی دولتی آمریکا (که بهش GAO می‌گن، یعنی یه سازمان رسمی برای بررسی هزینه‌ها و پروژه‌های دولتی)، گفتن شاید تا ۱۹ بار هم لازم باشه این عملیات پرتاب و سوخت‌گیری انجام بشه، چون چیزی به اسم “boiloff” یا بخار شدن سوخت‌های مایع توی سرمای فضاست که باعث میشه بخشی از سوخت هی گم بشه و هی مجبور باشن سوخت تازه ببرن.
Boiloff یعنی چی؟ سوخت‌هایی مثل اکسیژن یا متان مایع رو وقتی بخوای توی یه دمای خفن پایین نگه داری، با یه تغییر کوچیک توی دما شروع می‌کنن بخار شدن. گازشون فشار باک رو می‌بره بالا و بعضی وقتا باید گاز رو از باک خارج کنن تا منفجر نشه؛ این یعنی سوختت کم میشه و باید دوره بعد، تانکر جدید رو سریع‌تر بفرستی تا سوخت تلف نشه.
هیجان انگیز و پر از ریسک
اسپیس‌ایکس که همیشه دستش تو کارای عجیب غریب بوده، حالا این ماجرا رو انگار از دل فیلم‌های علمی-تخیلی آورده بیرون! حتی سال پیش یه بار موفق شد یه بوستر بزرگ رو همون جور که می‌خواست، با “بازوهای بزرگی” وسط هوا بگیره و فرود بیاره! ولی با همه این قابلیت‌ها، خود ناسا گفته سوخت‌گیری توی مدار واقعاً یه بازی پرریسکه و هنوز هیچ چیز قطعی نیست.
بذار یکم از سختی‌های عملیاتی هم بگم: توی سوخت‌گیری مداری، باید دو تا فضاپیما کنار هم، اون بالا توی تاریکی و بدون جاذبه به‌هم قفل بشن (به این کار Docking یا الحاق می‌گن، یعنی متصل شدن دو وسیله فضایی به هم)، بعد لوله‌های مخصوص انتقال سوخت رو طوری وصل کنن که هیچ نشتی یا انفجاری رخ نده. حالا ابعاد هر فضاپیما هم تقریباً ۵۰ متره! توی جاذبه زمین، بنزین راحت توی لوله می‌ره اما اون بالا حتی سوخت شبیه به قطره‌های ژلاتینی وسط فضا شناور میشه و باید با کلی خلاقیت برش جا‌به‌جا کنن.
شور و هیجان قدرت های فضایی
اینجا پای رقابت ملت‌ها هم وسطه! نیروی فضایی آمریکا (که یه شاخه نظامی جدیده برای امنیت فضا و ماهواره‌ها)، خودش گفته دیگه وقتشه “پمپ بنزین‌های فضایی” توی مدار بسازیم تا ماهواره‌ها و فضاپیماهامون هر وقت نیاز شد پر بشن و برتری خودمون رو نشون بدیم. تازه چین هم با ماهواره‌های Shijian-21 و Shijian-25 تونسته برای اولین بار سوخت‌گیری واقعی در مدار انجام بده! این یعنی همه دارن واسه اینکه قوی‌تر و حاضرتر باشن، روی سوخت‌گیری مداری سرمایه‌گذاری می‌کنن.
چالش‌ها فقط فنی نیستن!
یکی از بزرگ‌ترین مشکلات، هماهنگی و زمان‌بندیه. مثلاً اگه باید ۲۰ تا استارشیپ پشت سر هم پرتاب بشن و هر سری کلی سوخت تازه ببرن تا قبل از اینکه سوخت‌های قبلی بخار نشن! تازه هر پرتاب هم خودش کلی ریسک داره. پس شاید این بخش لجستیک (مدیریت عملیات و زمان‌بندی) حتی سخت‌تر از تکنولوژی ماجرا باشه!
تکنولوژی‌هایی که یواش یواش دارن وارد میشن
شرکت‌های زیادی حالا دارن به تمرین و تست سوخت‌گیری مداری رو میارن. مثلاً یه شرکت به اسم Orbit Fab یه پورت ویژه ساخته به اسم RAFTI (یعنی Rapidly Attachable Fluid Transfer Interface – یه جور اتصالات سریع و مخصوص سوخت‌گیری تو فضا)، که قراره به عنوان استاندارد نظامی آمریکا استفاده بشه.
یا شرکت Astroscale، نقشه کشیده اولین بار توی مدار زمین همسانگرد (یا GEO، یعنی ارتفاعی که ماهواره‌ها ثابت می‌مونن و با سرعت چرخش زمین می‌چرخن)، یه عملیات سوخت‌گیری با هیدرازین (یه سوخت موشکی سمی و پرانرژی) انجام بده. این کار قراره تو سال ۲۰۲۶ انجام بشه و اگر موفق بشن، واقعاً یه رکورد جهانی ثبت میشه.
آینده از اینجا شروع میشه
الان که چین با اون عملیات عجیبش کل معادله رو عوض کرده و آمریکا و اسپیس‌ایکس دارن آماده میشن رکورد جدیدی بزنن، دیگه معلومه که رقابت برای آینده سفرهای فضایی از همین حالا وارد فاز جدیدی شده. چند سال دیگه، شاید عادی باشه سوار فضاپیما بشی و وسط راه به ماه یا مریخ، یه تانکر بیاد بهت سوخت بزنه!
در کل، سوخت‌گیری مداری شاید الان مثل یه کار غیرممکن و معمایی باشه، ولی آینده فضانوردی ـ واقعاً از همین‌جا شروع میشه؛ جایی که یاد می‌گیریم میشه با هوشمندی و تکنولوژی، موانع حتی سخت‌ترین محدودیت‌هامون رو یک به یک کنار بزنیم.
منبع: +
