تا کنون نشستن داخل فضاپیما و رفتن به مدار زمین، مسئله اصلی برنامه های فضایی بوده، اما بازگشت به زمین چطور؟ در حقیقت مسئله ورود دوباره به جو، یکی از بزرگترین چالش ها در برنامه های فضایی مدرن است. در این شماره از برنامه “فضا” به این مسئله خواهیم پرداخت.
اما ابتدا چند خبر از کیهان:
سفینه اوریون برای اولین پرواز آزمایشی بدون سرنشین خود در چهارم دسامبر آماده می شود. این اولین کاوشگری است که پس از چند دهه تلاش برای فرستادن انسان به عمق فضا طراحی شده است.
تا کنون این اولین دلیل تصویری، مبنی بر وجود یخ- آب روی سیاره عطارد است. تصاویر ارسالی سفینه مسنجر، ذخیره ای از یخ- آب را بر دهانه یک بلندی نزدیک قطب شمال این سیاره نشان می دهد.
کاوشگر کاسینی- هویگنس، این عکس حیرت انگیز از یک قمر سیاره زحل به نام “تی دیس” را از در میان حلقه های روشن اطراف این سیاره فرستاده است.
و اما در مورد موضوع این برنامه: سازمان فضایی اروپا فضاپیمای جدیدی به نام “حمل کننده واسط آزمایشی” یا “آی.ایکس.وی- IXV” ساخته که ویژه روبرو شدن با چالش های مربوط به ورود مجدد فضاپیما به جو زمین است.
فیلم نادر این برنامه، یکی از پر استرس ترین لحظات یک سفر فضایی را نشان می دهد. این لحظه مرگ وزندگی، یعنی بازگشت است. لحظه ای که فضانوردان با جان خود بازی می کنند.
این لحظه را نمی توان در آزمایشگاه بازسازی کرد. در حقیقت برای آگاهی واقعی از این مرحله، باید عملا به فضا رفت و بازگشت. جدیدترین سفینه سازمان فضایی اروپا ویژه این کار است.
جرجیو تومینو، مدیر برنامه ریزی این سفینه می گوید: “این مدلی از سفینه آی.ایکس.وی. است که امسال و به زودی ( نوامبر ۲۰۱۴) با راکت «وگا» پرتاب خواهد شد. هدف ماموریت آی.ایکس.وی.، تسلط بر آن نواحی خاکستری مربوط به ورود به جو زمین است که ما درباره آن چیزی نمی دانیم.”
برای پر کردن این جای خالی در دانش ما، آی.ایکس.وی، با راکت وگا به ۴۳۰ کیلومتری زمین، یعنی ارتفاعی که ایستگاه فضایی بین المللی در آن قرار دارد فرستاده خواهد شد و سپس به نقطه معینی از زمین برخواهد گشت. سفینه اکنون آماده می شود تا در ماه نوامبر پرواز کند.
اما بازگشت سفینه از فضا به زمین مانند قدم زدن در پارک نیست. هنگام بازگشت، سرعت تبدیل به حرارت می شود. سرعت آی.ایکس.وی در فضا به ۲۸۰۰۰ کیلومتر در ساعت می رسد. هنگام پایین آمدن، اصطکاک جو زمین حرارت دماغه مخروطی و فرمان سفینه را به ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد می رساند.
خوزه لونگو، رئیس بخش گرمایش آیرودینامیکی: “سفینه هایی که برای بازگشت طراحی نشده اند، مانند سفینه های معمولی، قطعات آن در فاصله ۷۵ تا ۸۰ کیلومتری از هم باز می شود.”
برای اطلاع بیشتر در این زمینه با هولگر کراگ که مسئول بخش کنترل قطعات جدا شده و درهم شکسته سفینه ها در مدار و یا هنگام سقوط در جو زمین است، دیدار می کنیم. او از روی یک نمونه، درباره انواع نیروهایی که بر آی.ایکس.وی. تاثیر می گذارد توضیح می دهد.
هولگر کراگ: “این مربوط به ارتفاع حدود یکصد کیلومتری است که سفینه بسیار گرم و درخشان است. قطعات کوچکی را می بینید که از عقب می افتند. این ها برخی قطعات سامانه های فتوولتاییک و تولید کننده انرژی خورشیدی اند که اول از همه می افتند. آنها توسط نیروهای آیرودینامیی کنده می شوند.”
روند بازگشت به زمین در زمان بسیار کوتاهی انجام می شود.
هولگر کراگ: “مدت مانور برای آغاز بازگشت به زمین حدود نیم ساعت طول می کشد. از نقطه ای که سفینه آغاز به گرم شدن می کند، یعنی از فاصله ۸۰ تا ۹۰ کیلومتری تا رسیدن به زمین نیز حدود ده دقیقه طول می کشد.”
بنابراین سفینه آی.ایکس. وی.، تنها حدود چند دقیقه در جو زمین پرواز می کند.
یکی از عناصر کلیدی کار مهندسان سازمان فضایی اروپا، آزمایش شکل نوآورانه این سفینه است.
در حال حاضر کپسول های حامل فضانوردان دارای کف صاف اند، مانند سایوز و اوریون مدل جدید. آنها اگرچه قابل اطمینان اند اما فرودشان بر زمین و در یک نقطه معین ساده نیست.
شاتل فضایی بالدار ناسا می توانست در فرودگاه بر زمین بنشیند. اما سیستمی پیچیده داشت و آسیبی که در سال ۲۰۰۳ به قسمت های مقاوم آن در برابر حرارت وارد شد، به فاجعه تراژیک کلمبیا انجامید.
اما آی.ایکس.وی متفاوت است. دارای شکلی مانند یک بدن در حال بالارفتن است و قابلیت کنترل و مانور دارد.
جورجیو تومینو: “این فلپ های سرامیک در برابر حرارت تا ۲۰۰۰ درجه کلوین مقاومند. این فلپ ها برای کنترل سفینه هنگام تغییر زاویه حرکت، در تمام مدت پرواز همراه آن هستند.”
پرواز آی.ایکس.وی.، اطلاعات جدید و مناسبی درباره شرایط واقعی بازگشت به زمین و مورد استفاده در اکتشاف های فضایی به انسان خواهد داد.
جورجیو تومینو: “وقتی به امکانات آینده برای بازگرداندن فضا نوردان به زمین نگاه کنیم و نیز سفر به سیارک ها یا سفر دورتر به مریخ، اهمیت این فنآوری برای بازگشت دوباره به زمین آشکار می شود.”
خوزه لونگو: “نه شبیه سازی با رایانه و نه شبیه سازی با امکاناتی مانند تونل باد، واقعیت این فنآوری را ملموس نمی کند، بنابر این به هر صورتی در پایان راه باید پرواز را تجربه کرد.”
همانگونه که رویای سفر به ورای سیاره خودمان را در سر می پرورانیم، باید نیاز به بازگشت را نیز به یاد داشته باشیم.”
گزارشگر یورونیوز: “در مرکز عملیات فضایی اروپا در آلمان هستیم. پشت سرمن در آن ساختمان، تیمی به کنترل سفینه روزتا مشغولند. ببینیم آنها چه می کنند.”
شکارگران ستاره های نباله دار مانند فیلی، هنگامی که از سفینه مادر یعنی روزتا پرواز می کنند تا روی دنباله دار فرود آیند، در حقیقت بارها تجربه فرود آمدن را شبیه سازی می کنند.
آندریا آکومازو، مدیر پرواز روزتا: “ما اکنون در مرحله مشاهده نزدیک هستیم و با آرامی و به تدریج، از ارتفاعی پایین تر در مدار دنباله دار حرکت می کنیم. البته هر زمان ممکن است دنباله دار بسیار فعال شود و سفینه را از مسیر خود کاملا دور سازد، اما آن را نمی توانیم پیش بینی کنیم.
