چرا سوختگیری مداری، نه موشکهای بزرگتر، گلوگاه اصلی بازگشت به ماه است
اسپیسایکس در آستانه اولین تلاش واقعی خود برای ورود به مدار با استارشیپ است، نقطه عطفی که نزدیک به یک دهه زمان برده است. اما رسیدن موشک به مدار سختترین بخش بازگشت ناسا به ماه نیست. بخش سخت آن چیزی است که باید بعد از آن اتفاق بیفتد: انتقال صدها تن سوخت فوقسرد بین دو فضاپیما، در حالت سقوط آزاد، بدون از دست دادن آن به دلیل تبخیر یا آلودگی — مرحلهای که هیچکس تا به حال در این مقیاس نشان نداده و مدام در تقویم عقب میافتد.
این محاسبات نشان میدهد چرا این اجتنابناپذیر است. نسخه سیستم فرود انسانی (HLS) استارشیپ — وسیلهای که ناسا برای فرود واقعی فضانوردان روی سطح ماه در آرتمیس ۳ و پس از آن قرارداد بسته — نسبت به استانداردهای فرودگرهای قمری بسیار بزرگ است. ماژول قمری آپولو با سوخت کامل حدود ۱۵ تن وزن داشت. استارشیپ HLS، حتی در حالت سادهشده برای فرود روی ماه، یک مرتبه بزرگی سنگینتر است. این جرم توانایی میخرد: بار بیشتر، خدمه بیشتر، زمان اقامت بیشتر روی سطح. اما همچنین به این معناست که این وسیله نمیتواند از زمین با سوخت کافی برای فرود روی ماه و بازگشت به مدار قمری پرتاب شود. باید تقریباً خالی پرتاب شود و پس از رسیدن به فضا پر شود.
معماری مأموریت ناسا حدود ده پرتاب جداگانه تانکر را برای پر کردن یک انبار سوخت در مدار پایین زمین میطلبد، که سپس محموله خود را به وسیله HLS قبل از حرکت به سمت ماه منتقل میکند. ده پرتاب خودش یک چالش لجستیکی است — اسپیسایکس باید این تعداد استارشیپ را در بازه زمانی به قدری فشرده بسازد، سوختگیری کند و پرواز دهد که سوخت قبل از ادامه مأموریت تبخیر نشود. اکسیژن مایع و متان مایع، سوختهای استارشیپ، در دماهای فوقسرد قرار دارند که ذخیرهسازی آنها را برای دورههای طولانی بهطور معروفی دشوار میکند.
سپس انتقال واقعی است. دو استارشیپ باید دقیقاً در مدار مرتبط شوند، اتصال سیال برقرار کنند و سوخت را از یک مخزن به مخزن دیگر در میکروگرانش منتقل کنند — جایی که سوخت بهطور طبیعی مانند روی سکوی پرتاب در ته مخزن ننشیند. مهندسان باید یا وسایل را بچرخانند، از سوزشهای کوچک رانشگر برای تهنشین کردن سوخت استفاده کنند، یا به روشهای عجیبتری تکیه کنند تا مطمئن شوند مایع واقعاً به سمت نقطه انتقال جریان مییابد.
برنامه زمانی نشان میدهد این کار چقدر دشوار بوده است. اسپیسایکس در ابتدا نمایش انتقال سوخت در مدار را برای مارس ۲۰۲۵ هدفگذاری کرده بود. این به مارس ۲۰۲۶ عقب افتاد. تا زمان نگارش این مطلب، هنوز تاریخ قطعی ندارد. هر تأخیر، نمایش فرود بدون خدمه HLS روی ماه — پیشنیاز الزامی هر مأموریت با خدمه — را بیشتر به عقب میراند و هدف ناسا برای فرود خدمهدار آرتمیس ۴ در سال ۲۰۲۸ سختتر میشود.
چه چیزی را باید دنبال کرد: سیگنال واقعی پیشرفت آرتمیس در ۲۰۲۶ و ۲۰۲۷ یک پرتاب موفق دیگر استارشیپ نخواهد بود. این خواهد بود که آیا اسپیسایکس یک نمایش واقعی انتقال سوخت را برنامهریزی و اجرا میکند، و آیا نرخ تبخیر در آن آزمایش نزدیک به پیشبینی است.