ناو هواپیمابر هستهای چه ارتباطی با ماه دارد؟
در سال 1352، جرارد اونیل، استاد فقید دانشگاه پرینستون و آیندهنگر فضایی، پیشنهاد کرد که از تفنگهای ریلی الکترومغناطیسی برای انتقال محمولهها از ماه استفاده شود.
اونیل پیشنهاد کرد که از ‘درایورهای جرم’ مبتنی بر طراحی تفنگ سیم پیچ برای شتاب دادن به اجسام غیر مغناطیسی استفاده شود. یکی از کاربردهای پیشرانهای جرم، پرتاب مواد استخراجشده از ماه به مدار آن برای تولید در فضا بود. او همچنین در MIT به همراه همکارش هنری اچ. کولم و گروهی از دانشآموزان داوطلب، روی توسعه اولین نمونه اولیه راننده انبوه کار کرد. این تلاشها با حمایت مالی موسسه مطالعات فضایی، نمونههای اولیهای از مفهوم راننده انبوه را بهبود بخشید.
این پنج دهه پیش بود. اکنون به روزهای کنونی برگردید و از خود بپرسید: ناو هواپیمابر هستهای جرالد آر. فورد نیروی دریایی ایالات متحده چه ارتباطی با ماه دارد؟
اقتصاد قمری آینده
اواخر سال گذشته، General Atomics Electromagnetic Systems گزارشی نهایی به دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی (AFOSR) ارسال کرد. این گزارش تحت عنوان «پرتاب الکترومغناطیسی از ماه برای بهرهبرداری از منابع به منظور افزایش امنیت ملی و رشد اقتصادی» منتشر شد.
نویسنده این ارزیابی، رابرت پیترکین، مدیر عملیات دفتر آلبوکرکی، نیومکزیکو است.
این سند 30 صفحهای تأکید میکند که ماه سرشار از منابع مفید، از جمله سیلیکون، تیتانیوم، آلومینیوم و آهن است. همچنین، چشمانداز بهرهبرداری از آب ماه نیز به نظر میرسد بزرگ باشد.
در این گزارش آمده است: «اقتصاد قمری آینده از این منابع برای تأمین مجدد، تعمیر و سوخترسانی به فضاپیماها در مدار ماه با هزینهای کمتر نسبت به تأمین منابع از زمین بهره خواهد برد.»
ماشینآلات، سازهها، سیستمها
این گزارش ادامه میدهد که پرتابهای الکترومغناطیسی مواد از سطح ماه میتواند به طور قابلتوجهی کارآمدتر از پرتابهای موشکهای معمولی باشد که به سوختهای شیمیایی وابستهاند.
در این ارزیابی توصیههایی درباره چگونگی بلوغ فناوری لازم برای پرتاب مواد استخراجشده و پردازششده ماه به فضای سیارهای برای حمایت از مجموعهای از مأموریتهای فضایی نوظهور ارائه شده است.
این گزارش تأکید میکند که یکی از جنبههای مهم توسعه اقتصاد قمری، جابجایی جرم از سطح ماه به طور قابلاعتماد، مقرون به صرفه و ایمن است. به یقین، اولین مرحله توسعه برای اکوسیستم ماه، تأمین ماشینآلات، سازهها و سیستمهای پشتیبانی از زمین خواهد بود.
انتخاب برتر
پیترکین میگوید: «استفاده از منابع ماه برای تعمیر و تأمین مجدد فضاپیماهای سیس-قمری نیازمند پیشرفت در چندین فناوری، از جمله روشی قابلاعتماد برای جابجایی مواد از سطح ماه است.»
او همچنین بیان کرد که برای این کار، یک پرتابگر الکترومغناطیسی مدرن بهترین گزینه است، زیرا میتواند از انرژی خورشیدی فراوان به عنوان منبع اصلی به جای سوخت شیمیایی موشک استفاده کند.
پیترکین خاطرنشان میکند: «دولت ایالات متحده باید تکامل سیستم پرتاب الکترومغناطیسی موجود را که اکنون بهطور قابلاعتماد بر روی ناو هواپیمابر هستهای جرالد آر. فورد نیروی دریایی ایالات متحده کار میکند، تأمین مالی کند.»
این سختافزار که توسط شرکت جنرال اتمیکس ساخته شده، سیستم پرتاب هواپیمای الکترومغناطیسی (EMALS) نامیده میشود.
مسیر رسیدن به آنجا
پیترکین گفت که پیشرفت این فناوری مبتنی بر زمین، نیازمند دستیابی به سرعت بالاتر و جرم کمتر است – این پیشرفت به حالت سریع به جلو و ظرفیت پرتاب ماه کمک میکند.
سرعت لازم برای پرتاب محمولههای کلاس پوندی از سطح ماه به یک مدار دایرهای کم به دور ماه، 3758 مایل در ساعت (1.68 کیلومتر در ثانیه) است.
او میگوید: «برای اثبات دوام، باید نشان دهیم که این رویکرد میتواند برای حداقل ۱۰۰ پرتاب بدون نیاز به تعویض اجزای پرتابگر، به سرعت مدار ماه دست یابد.»
به نقل از گزارش به دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی، «در حالی که تصور یک حالت بالغ که در آن اکوسیستم ماه خودپایدار مواد را استخراج، پردازش و به فضای ماه پرتاب کند، مهم است، ایجاد مسیری برای رسیدن به آنجا نیز به همین اندازه اهمیت دارد.»
سوالات متداول
1. ناو هواپیمابر هستهای جرالد آر. فورد چه کاربردی در برنامههای فضایی دارد؟
این ناو به عنوان یک پلتفرم برای توسعه و آزمایش سیستمهای پرتاب الکترومغناطیسی که میتواند به انتقال مواد از ماه به مدار زمین کمک کند، مورد استفاده قرار میگیرد.
2. چرا استفاده از منابع ماه مهم است؟
استفاده از منابع ماه میتواند به تأمین مجدد، تعمیر و سوخترسانی به فضاپیماها در مدار ماه با هزینهای کمتر از تأمین منابع از زمین کمک کند.
3. پرتابهای الکترومغناطیسی چه مزایایی دارند؟
پرتابهای الکترومغناطیسی میتوانند کارآمدتر از پرتابهای موشکی معمولی باشند که به سوختهای شیمیایی وابستهاند.
4. چه فناوریهایی برای توسعه اقتصاد قمری لازم است؟
توسعه اقتصاد قمری نیازمند پیشرفت در فناوریهای جابجایی مواد از سطح ماه و همچنین سیستمهای پشتیبانی برای تأمین ماشینآلات و سازههای لازم است.