پرامیس برای سفر به قطب جنوب ماه در ۲۰۲۸ آماده می‌شود؛ مسیر ناسا از خودروهای آپولو تا ربات هسته‌ای

ناسا در حال توسعه ماه‌نوردی شش‌چرخ به نام «پرامیس» است که طبق برنامه اعلام‌شده، اواخر سال ۲۰۲۸ به قطب جنوب ماه فرستاده خواهد شد. این ربات بدون سرنشین قرار است با حفاری و بررسی مواد زیر سطح، به جست‌وجوی یخ آب و دیگر منابع احتمالی بپردازد. ویژگی مهم آن، استفاده از سامانه تأمین انرژی هسته‌ای است؛ راهکاری برای کار در محیطی که تاریکی طولانی و سرمای شدید، فعالیت تجهیزات متکی به نور خورشید را دشوار می‌کند.

پرامیس ادامه همان مسیری است که ناسا حدود ۵۵ سال پیش با وسایل چرخ‌دار مأموریت‌های آپولو آغاز کرد، اما مأموریتی متفاوت دارد. خودروهای آپولو فضانوردان و تجهیزاتشان را جابه‌جا می‌کردند؛ ربات جدید باید اطلاعات لازم برای حضور طولانی‌مدت انسان در ماه را فراهم کند. مقایسه این نسل‌ها نشان می‌دهد چرا موضوعاتی مانند نوع منبع انرژی، توان عبور از زمین ناهموار و ابزارهای نمونه‌برداری، جایگاه مهم‌تری در طراحی ماه‌نوردهای جدید پیدا کرده‌اند.

پرامیس چیست و چرا از فناوری مریخ‌نوردها استفاده می‌کند؟

نام PROMISE از عبارت Polar Rover for Observation, Mapping, and In-Situ Exploration گرفته شده است؛ عنوانی با مضمون ماه‌نورد قطبی برای مشاهده، نقشه‌برداری و اکتشاف در محل. توسعه این پروژه را آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، یا JPL، در کالیفرنیا بر عهده دارد. مقصد آن نیز قطب جنوب ماه است؛ جایی که بررسی منابع احتمالی، به‌ویژه یخ آب، برای برنامه‌های آینده اهمیت دارد.

مهندسان برای ساخت پرامیس قرار نیست تمام اجزا را از نقطه صفر طراحی کنند. در این پروژه از قطعات پروازی ذخیره‌شده و نمونه‌های مهندسی آزمایش‌شده مربوط به مریخ‌نوردهای کنجکاوی، Curiosity، و استقامت، Perseverance، استفاده می‌شود. مزیت این انتخاب، تکیه بر بخشی از فناوری‌ها و فرایندهایی است که پیش‌تر در پروژه‌های واقعی فضایی ارزیابی شده‌اند.

این رویکرد می‌تواند زمان و هزینه توسعه را کاهش دهد، اما به معنای یکسان بودن مأموریت پرامیس با مریخ‌نوردهای یادشده نیست. مقصد، شرایط محیطی و هدف علمی آن متفاوت است. پرامیس باید روی سطح ماه حرکت کند، مواد زیر خاک را بررسی کند و داده‌هایی به دست آورد که برای شناخت منابع و انتخاب محل فعالیت مأموریت‌های بعدی کاربرد داشته باشند.

مهم‌ترین ابزار نمونه‌برداری این ربات، مته‌ای با امکان نفوذ تا عمق حدود یک متر است. مواد استخراج‌شده با طیف‌سنج‌ها بررسی می‌شوند؛ ابزارهایی که به شناسایی ترکیبات نمونه‌ها کمک می‌کنند. بنابراین مأموریت به ثبت تصویر از سطح محدود نمی‌شود و بررسی لایه‌های زیرین نیز در برنامه آن قرار دارد.

انرژی هسته‌ای چه مشکلی را در سطح ماه حل می‌کند؟

برای یک وسیله برقی روی زمین، دسترسی به انرژی معمولاً مسئله‌ای قابل مدیریت است؛ اما روی ماه، مدت روشنایی و تاریکی مستقیماً بر امکان ادامه مأموریت اثر می‌گذارد. یک شبانه‌روز قمری تقریباً ۲۹٫۵ روز زمینی طول می‌کشد و در بسیاری از مناطق، تاریکی حدود دو هفته ادامه دارد. اختلاف شدید دما نیز به دشواری کار اضافه می‌شود.

در چنین شرایطی، پنل خورشیدی و باتری محدودیت‌های جدی دارند. اهمیت موضوع در قطب جنوب بیشتر می‌شود، زیرا برخی نواحی آن دائماً در سایه قرار گرفته‌اند. همین مناطق به دلیل احتمال حفظ یخ آب، از هدف‌های مهم اکتشاف هستند؛ یعنی بخش جذاب مأموریت علمی ممکن است همان جایی باشد که نور خورشید برای تأمین انرژی در دسترس نیست.

طبق اطلاعات اعلام‌شده، پرامیس از یک سامانه هسته‌ای استفاده خواهد کرد تا امکان فعالیت در این محیط‌ها فراهم شود. بااین‌حال، هنوز جزئیات فنی این سامانه منتشر نشده است. ازاین‌رو نمی‌توان درباره نوع دقیق فناوری، توان خروجی یا مدت کارکرد آن نتیجه قطعی گرفت. آنچه فعلاً مشخص است، نقش مورد انتظار این منبع در کاهش وابستگی ماه‌نورد به تابش خورشید است.

اگر این سامانه مطابق هدف طراحی عمل کند، پرامیس می‌تواند دامنه بررسی خود را به مناطق دائماً سایه‌دار گسترش دهد. این قابلیت، در کنار تجهیزات حفاری، تفاوتی مهم با وسیله‌ای دارد که فقط در نقاط روشن حرکت می‌کند یا صرفاً از سطح تصویر می‌گیرد.

زمان پرتاب، فرودگر و هزینه ارسال پرامیس

برنامه اعلام‌شده، پرتاب پرامیس را برای اواخر سال ۲۰۲۸ در نظر گرفته است. شرکت بلو اوریجین مسئولیت ارسال این ربات را بر عهده خواهد داشت و قرار است فرود روی ماه با فرودگر Mark 1 همین شرکت انجام شود. این موارد، برنامه آینده مأموریت هستند و نباید آن‌ها را با پرتاب یا فرود انجام‌شده اشتباه گرفت.

ناسا هزینه ارسال این ماه‌نورد به ماه را بین ۹۴ تا ۱۴۰ میلیون دلار برآورد کرده است. قید «ارسال» در بیان این رقم اهمیت دارد؛ این بازه را نباید بدون اطلاعات بیشتر، هزینه قطعی تمام مراحل طراحی، ساخت و عملیات مأموریت معرفی کرد. استفاده مجدد از فناوری‌های موجود نیز بخشی از تلاش برای کاهش هزینه و زمان توسعه تجهیزات فضایی است.

ارزش داده‌های پرامیس فقط به پیدا کردن منابع محدود نخواهد بود. بررسی وضعیت سطح، شیب مسیرها و شرایط حرارتی می‌تواند برای انتخاب نقاط مناسب فرود فضاپیماهای بعدی مفید باشد. این اطلاعات، همراه با شناخت منابع احتمالی، در ارزیابی محل پایگاه‌های آینده ماه نیز نقش خواهد داشت.

از گاری آپولو ۱۴ تا خودروی برقی LRV

تاریخ وسایل چرخ‌دار ناسا روی ماه با یک ربات پیشرفته آغاز نشد. در مأموریت آپولو ۱۴، فضانوردان از Modular Equipment Transporter یا MET استفاده کردند؛ وسیله‌ای دوچرخ که بیشتر به گاری شباهت داشت. این ابزار برای حمل تجهیزات و نمونه‌های سنگی ساخته شده بود و فضانوردان آن را روی سطح ماه می‌کشیدند.

MET نیروی محرکه مستقل نداشت و خودرو به معنای متداول محسوب نمی‌شد. بااین‌حال، حمل ابزارها بدون نیاز به در دست گرفتن همه آن‌ها، به انجام فعالیت‌های علمی کمک می‌کرد. تجربه استفاده از آن نیز بخشی از روند توسعه راهکارهای جابه‌جایی در محیط ماه بود؛ روندی که با ماه‌نورد موتوردار آپولو شکل متفاوتی پیدا کرد.

معروف‌ترین خودروی ماه‌نورد ناسا، Lunar Roving Vehicle یا LRV، در مأموریت‌های آپولو ۱۵، ۱۶ و ۱۷ به کار رفت. این وسیله چهارچرخ در سال‌های ۱۹۷۱ و ۱۹۷۲ امکان جابه‌جایی دو فضانورد و تجهیزات علمی را فراهم کرد. برخلاف MET، با یک خودروی برقی سبک‌وزن و باتری‌محور روبه‌رو بودیم که فضانوردان مستقیماً آن را هدایت می‌کردند.

چرخ‌های LRV ساختاری از توری فلزی انعطاف‌پذیر داشتند تا حرکت روی خاک نرم و ناهموار ماه ممکن شود. اهمیت این خودرو فقط در کاهش نیاز به پیاده‌روی نبود؛ فضانوردان می‌توانستند از محل فرود دورتر شوند و نمونه‌های علمی متنوع‌تری جمع‌آوری کنند. در آپولو ۱۵، مسافت طی‌شده با آن بیش از ۱۷ مایل، معادل حدود ۲۸ کیلومتر، بود.

استفاده از LRV در آپولو ۱۶ و ۱۷ نیز محدوده بررسی سطح ماه را گسترش داد. این خودرو از دستاوردهای مهم پیوند مهندسی خودرو و فناوری فضایی در قرن بیستم به شمار می‌رود؛ هرچند وظیفه آن حمل انسان بود، نه اجرای مستقل یک مأموریت رباتیک مانند پرامیس.

وایپر؛ پروژه جست‌وجوی یخ که طبق برنامه اولیه به ماه نرسید

پرامیس تنها طرح ناسا برای بررسی منابع قطب جنوب نیست. ماه‌نورد VIPER، مخفف Volatiles Investigating Polar Exploration Rover، با هدف مطالعه مواد فرّار، از جمله یخ آب، در نزدیکی قطب جنوب ماه طراحی شده بود. وجود دهانه‌های دائماً سایه‌دار، احتمال حفظ ذخایر یخ را در این منطقه مطرح می‌کند.

وایپر برای حرکت در زمین ناهموار و بررسی خاک در عمق‌های مختلف در نظر گرفته شده بود. ابزارهای علمی و مته حفاری آن قرار بود شناخت دقیق‌تری از ترکیبات سطح ماه فراهم کنند. از نظر هدف علمی، میان این پروژه و پرامیس شباهت وجود دارد: هر دو به دنبال منابعی هستند که ممکن است برای مأموریت‌های انسانی آینده قابل استفاده باشند.

بااین‌حال، وضعیت اجرایی وایپر را باید جدا از هدف طراحی آن توضیح داد. ناسا در سال ۲۰۲۴ اعلام کرد توسعه این مأموریت را به شکل برنامه‌ریزی‌شده متوقف می‌کند. در همان چارچوب، امکان استفاده مجدد از تجهیزات آن در مأموریت‌های تجاری آینده نیز مطرح شد. بنابراین وایپر طبق برنامه اولیه به ماه نرسید و نباید آن را در فهرست ماه‌نوردهای عملیاتی مستقر روی ماه قرار داد.

ماه‌نورد LTV چه تفاوتی با پرامیس دارد؟

ناسا در چارچوب برنامه آرتمیس، توسعه نسل تازه‌ای از خودروهای ماه‌نورد برای فضانوردان را نیز دنبال می‌کند. این وسیله Lunar Terrain Vehicle یا LTV نام دارد و هدف آن، جابه‌جایی خدمه روی سطح ماه و پشتیبانی از فعالیت‌های علمی و عملیاتی است.

تفاوت اصلی LTV و پرامیس به نقش آن‌ها برمی‌گردد. LTV قرار است فضانوردان را حمل کند تا به مناطق دورتر از محل فرود دسترسی داشته باشند، تجهیزات را منتقل کنند و بررسی‌های زمین‌شناسی و آزمایش‌ها را انجام دهند. پرامیس، در مقابل، رباتی بدون سرنشین است که بخشی مهم از عملیات اکتشافی را با سامانه‌های رایانه‌ای و قابلیت‌های نیمه‌خودران پیش خواهد برد.

این دو مسیر جایگزین یکدیگر نیستند. خودروی حامل فضانورد، دامنه فعالیت انسان را افزایش می‌دهد؛ ربات اکتشافی نیز می‌تواند اطلاعات لازم درباره محیط و منابع را فراهم کند. مقایسه آن‌ها با خودروهای آپولو زمانی معنا پیدا می‌کند که تفاوت میان حمل خدمه، حمل ابزار و اکتشاف رباتیک روشن بماند.

مقایسه نسل‌های مختلف وسایل چرخ‌دار ناسا

عنوان «ماه‌نورد» برای وسایلی با کارکردهای متفاوت به کار می‌رود. جدول زیر تفاوت مأموریت و وضعیت نمونه‌های مطرح‌شده را نشان می‌دهد تا طرح‌های آینده با تجهیزات استفاده‌شده در مأموریت‌های گذشته یکسان تلقی نشوند.

تاریخ حرکت روی ماه البته به ناسا محدود نیست. اتحاد جماهیر شوروی با لونوخود ۱ و لونوخود ۲ در دهه ۱۹۷۰ و چین با یوتو و یوتو ۲ در سال‌های اخیر، در توسعه این فناوری نقش داشته‌اند. این ربات‌ها متعلق به ناسا نیستند و باید در مرور برنامه‌های کشورهای دیگر بررسی شوند.

آنچه موفقیت پرامیس برای مأموریت‌های آینده تغییر می‌دهد

در برنامه آپولو، فرود انسان، اجرای آزمایش‌ها و جمع‌آوری نمونه‌های سنگی در مرکز مأموریت قرار داشت. پروژه‌هایی مانند پرامیس، در کنار اکتشاف علمی، به پرسشی عملی نیز پاسخ می‌دهند: آیا منابع ماه می‌توانند به حضور طولانی‌مدت انسان کمک کنند؟ شناسایی یخ آب یکی از مهم‌ترین گام‌ها برای پاسخ دادن به این پرسش است.

آب ماه، در صورت امکان‌پذیر بودن استخراج، پالایش و بهره‌برداری، می‌تواند برای آشامیدن، تولید اکسیژن و حتی تهیه سوخت کاربرد داشته باشد. بااین‌حال، پیدا کردن نشانه‌های آب به‌تنهایی به معنای آماده بودن آن برای مصرف نیست. ارزش مأموریت پرامیس در فراهم کردن داده‌هایی است که ارزیابی این امکان را دقیق‌تر می‌کنند.

در نتیجه، پرامیس را باید ترکیبی از فناوری‌های آزمایش‌شده مریخ‌نوردها، منبع انرژی هسته‌ای و ابزارهای بررسی زیرسطح دانست؛ نه صرفاً جانشینی برای خودروی آپولو. موفقیت آن به عملکرد سامانه انرژی، دقت تجهیزات علمی و توان حرکت در شرایط دشوار قطب جنوب وابسته خواهد بود. تا انتشار جزئیات بیشتر و اجرای مأموریت نیز باید میان اهداف اعلام‌شده و دستاوردهای محقق‌شده تفاوت گذاشت.

برای خرید خودرو در زمین، خودروشاپ امکان خرید اقساطی خودرو کارکرده مدل ۱۳۹۰ به بالا را با شرایط منعطف و ضمانت معتبر تا سقف ۸۰۰ میلیون تومان فراهم کرده است.

سوالات متداول