رابرت ای. هاینلاین در رمان معروف خود «ماه معشوقه خشن است»، یک سکونتگاه در ماه آینده را توصیف میکند که در آن ساکنان ماه آینده («لونیها») محمولههایی از گندم و یخ آب را با استفاده از یک منجنیق الکترومغناطیسی به زمین میفرستند.در این داستان، گروهی از لونی ها برای به دست گرفتن کنترل این منجنیق توطئه می کنند و تهدید می کنند که ‘به زمین سنگ پرتاب می کنند’ مگر اینکه لونا را به عنوان یک دنیای مستقل تشخیص دهند.
به اندازه کافی جالب توجه است که دانشمندان این مفهوم را برای چندین دهه به عنوان وسیله ای برای انتقال منابع ماه به زمین مورد بررسی قرار داده اند.
با توجه به اینکه آژانسهای فضایی در حال برنامهریزی برای ارسال مأموریتهایی به ماه برای ایجاد زیرساختهای دائمی هستند، علاقه دوباره به این مفهوم وجود دارد. در مقالهای اخیر، تیمی از دانشمندان موسسه مهندسی ماهواره شانگهای چین (SAST) توضیح دادند که چگونه یک پرتابگر مغناطیسی در سطح ماه میتواند وسیله مقرون به صرفه برای ارسال منابع به زمین فراهم کند. این پیشنهاد میتواند بخشی از چشمانداز بلندمدت چین برای استقرار ماه موسوم به ایستگاه تحقیقاتی بینالمللی قمری (ILRS) باشد – پروژهای که آنها با آژانس فضایی روسیه (روسکاسموس) دنبال میکنند.
بر اساس مقاله اخیر در ساوت چاینا مورنینگ پست، منجنیق از فناوری شناور مغناطیسی (maglev) استفاده می کند و بر اساس همان اصل پرتاب چکش در دو و میدانی عمل می کند، ‘اما قبل از پرتاب کپسول به سمت زمین با سرعت های فزاینده می چرخد.’
در سطح ماه، محیط نزدیک به خلاء و گرانش کم – تقریباً ۱۶.۵٪ گرانش زمین (۰.۱۶۵ گرم) – پرتاب محموله ها را تسهیل می کند. طبق گفته تیم SAST، سیستم پیشنهادی میتواند دو پرتاب در روز را با یک دهم هزینه روشهای حمل و نقل موجود انجام دهد.
همانطور که اشاره شد، مفهوم منجنیق مغناطیسی در ماه یک ایده قدیمی است. نسخه های قبلی این مفهوم شامل Slingatron است که در سال ۱۹۹۸ توسط فیزیکدان مشهور درک A. Tidman پیشنهاد شد، که به جای یک بازوی چرخان، یک شتاب دهنده مغناطیسی دایره ای را خواستار شد. به طور مشابه، سیستم پرتاب پیشنهادی توسط تیم تحقیقاتی چینی شامل یک بازوی دوار ۵۰ متری (۱۶۵ فوت) و یک موتور ابررسانا با دمای بالا خواهد بود.
انرژی آن از صفحات خورشیدی و یک راکتور هسته ای تامین می شود و برای تبدیل انرژی جنبشی به الکتریسیته در مرحله کاهش سرعت طراحی شده است. این به آن اجازه می دهد تا پس از هر پرتاب بیش از ۷۰ درصد انرژی مصرف شده را بازیابی کند.
پس از شتاب ده دقیقه ای، بازو به سرعت فرار ماه ۲.۴ کیلومتر بر ثانیه (۱.۵ مایل بر ثانیه) دست می یابد و محموله را در مسیری به سمت زمین رها می کند. این تیم همچنین تاکید می کند که محموله اصلی هلیوم ۳ از خاک ماه است که می تواند برای تامین انرژی راکتورهای همجوشی روی زمین استفاده شود. آنها نوشتند: آمادگی فنی سیستم نسبتاً بالا است. از آنجایی که فقط برق مصرف می کند و به هیچ پیشرانه ای نیاز ندارد، در مقیاس نسبتا کوچک و اجرای آن ساده خواهد بود.
هدف اصلی استخراج و بازگرداندن هلیوم ۳ برای کمک به مقابله با بحران انرژی زمین است. این پروژه همچنین توسعه فناوریهای استخراج فضایی، وسایل نقلیه پرتاب سنگین و هوش مصنوعی را تقویت خواهد کرد.
در حالی که تنها ۰.۵ متریک تن (۰.۵۵ تن ایالات متحده) از این عنصر روی زمین یافت می شود، تخمین زده می شود که ۱ میلیون تن متریک (۱.۱ تن ایالات متحده) در سنگ سنگی ماه موجود است. طبق مقاله این تیم، ۲۰ تن متریک (۲۲ تن ایالات متحده) برای تامین نیاز سالانه چین به برق کافی است، در حالی که یک میلیون تن متریک برای تامین انرژی مورد نیاز جهان برای بیش از هزار سال کافی است. آنها همچنین تخمین می زنند که این سیستم حدود ۸۰ تن متریک (۸۸ تن ایالات متحده) وزن خواهد داشت و می تواند حداقل ۲۰ سال فعال بماند.
با این حال، ساخت این سامانه باید تا پایان توسعه خودروهای پرتاب فوق سنگین لانگ مارس ۹ (CZ-9) و لانگ مارچ ۱۰ (CZ-10) توسط چین صبر کرد. این موشک ها برای ایجاد ILRS حیاتی هستند که انتظار می رود تا سال ۲۰۳۵ با کمک سایر آژانس های فضایی ملی تکمیل شود. از این نظر، سیستم پرتاب پیشنهادی میتواند به بخشی از برنامههای بلندمدت چین برای توسعه ماه در اواخر دهه ۲۰۳۰ یا ۲۰۴۰ تبدیل شود. جدول زمانی پیشنهادی تیم با این مطابقت دارد: آنها امیدوارند تا سال ۲۰۳۰ توسعه اجزای کلیدی سیستم را تکمیل کنند و تا سال ۲۰۴۵ اجرای کامل را پیش بینی کنند.
طبیعتاً، مانند سایر پیشنهادات برای ساخت و ساز و توسعه ماه، بحث هزینه نیز وجود دارد. طبق گفته تیم تحقیقاتی، هزینه ساخت سیستم پرتاب حدود ۱۳۰ میلیارد، معادل ۱۸.۲۵ میلیارد دلار برآورد شده است. با این حال، در نشست سال گذشته انجمن علم و فناوری چین (CAST)، چو ینگجی، عضو تیم، اظهار داشت که استخراج سالانه سه تا پنج تن هلیوم-۳ میتواند ۱۰۰ میلیارد یوان درآمد داشته باشد. همچنین چالش های فنی و لجستیکی زیادی وجود دارد که باید قبل از ساخت این سیستم برطرف شوند.
برای شروع، مقاله تیم تحقیقاتی به چگونگی استخراج هلیوم-۳ از سنگ سنگی محلی نمی پردازد. همانطور که چو اشاره کرد، نصب آن بر روی سطح ناهموار ماه نیز چالش برانگیز است، اطمینان از پایداری بازوی چرخان در سرعت های بالا، و اطمینان از عملکرد آن در محیط ماه، که در معرض تغییرات شدید دما، پرتوهای کیهانی و افزایش سطح تابش خورشیدی اما به عنوان یک چشم انداز بلندمدت، یک سیستم پرتاب مغناطیسی یک پیشنهاد زیبا و یک جایگزین نسبتاً مقرون به صرفه برای فضاپیماهای پرتاب از سطح است.
برای مطالعه بیشتر از این سایت استفاده کنید: South China Morning Post
