نسیم گیلان - زومیت / پژوهشگران در مقاله‌ای تازه پیشنهاد داده‌اند که درصورت استفاده از استارشیپ برای ارسال کاوشگر به اورانوس، زمان سفر می‌تواند به 6 سال و نیم کاهش یابد.
غول‌های یخی از جالب‌ترین نقاط برای کاوش در منظومه شمسی هستند. به‌طور خاص، اورانوس در سال‌های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است؛ به‌ویژه پس از آنکه «بررسی ده‌ساله 2022» از آکادمی‌های ملی ایالات متحده، اورانوس را به‌عنوان مقصدی با بالاترین اولویت معرفی کرد. اما هنوز هیچ مأموریت کامل و برنامه‌ریزی‌شده‌ای برای استفاده از پنجره‌های پرتاب متعدد اورانوس در دهه‌ی 2030 آماده نیست.
بازار ![]()
بااین‌حال، اینکه هنوز مأموریتی به مقصد اورانوس برنامه‌ریزی نشده، می‌تواند مزیت محسوب شود؛ زیرا از راه‌رسیدن یک وسیله‌ی پرتاب جدید، یعنی موشک استارشیپ اسپیس ایکس که به‌تازگی رشته‌ی موفقیت‌آمیز آزمایش‌هایش را تداوم داده، ممکن است طراحی کلی مأموریت را به‌طور بنیادین تغییر دهد.
مقاله‌ی جدیدی که به‌تازگی در کنفرانس IEEE Aerospace توسط پژوهشگران MIT ارائه شده، بررسی کرده است که چگونه سامانه‌ی حمل‌ونقل نسل بعدی و بسیار توانمندتر اسپیس ایکس می‌تواند بر ساخت مدارگرد و کاوشگر اورانوس (UOP) که بررسی ده‌ساله 2022 پیشنهاد کرده بود، تأثیر بگذارد.
اورانوس یکی از کم‌کاوش‌شده‌ترین سیارهها محسوب می‌شود. اولین و آخرین کاوشگری که از آن بازدید کرد، وویجر 2 بود که 40 سال پیش پروازی سریع از کنار این سیاره انجام داد. نه خود اورانوس و نه همتای غول یخی‌اش، یعنی نپتون هرگز فضاپیمای مدارگرد اختصاصی نداشته‌اند و هیچ حضور منسجمی در منظومه‌ی آن‌ها ثبت نشده است؛ درنتیجه این دو غول یخی تنها سیاره‌هایی هستند که تاکنون از نزدیک به‌طور کامل بررسی نشده‌اند.
نفرستادن کاوشگر به اورانوس و نپتون به دلیل نبود علاقه به آن‌ها نیست. اورانوس ویژگی‌های عجیب زیادی دارد که مطالعه‌ی دقیق‌تر سیاره از نزدیک، می‌تواند به توضیح آن‌ها کمک کند. این سیاره به پهلو خوابیده، از میدان مغناطیسی نسبتاً عجیبی برخوردار است و تعداد زیادی قمر دارد که ممکن است اقیانوس‌هایی زیر سطح یخی خود پنهان کرده باشند. علاوه بر این، سیاره‌هایی مانند اورانوس از رایج‌ترین دنیاهای فراخورشیدی هستند که تاکنون در راه شیری یافته‌ایم؛ درنتیجه، مطالعه‌ی نزدیک این سیاره، درک ما از آن دنیاهای بیگانه را نیز بهبود خواهد داد.
مشکل اصلی این است که اورانوس بسیار دور است. این سیاره 19 برابر مسافت بین زمین تا خورشید از ما فاصله دارد. وویجر 2 برای رسیدن به منظومه اورانوس بیش از 9 سال و نیم در راه بود و حتی پس از این مدت طولانی، تلاش نکرد تا سرعتش را کاهش دهد و قدری در آنجا توقف کند.
محاسبات قبلی در بررسی ده‌ساله برای فرستادن کاوشگر به اورانوس، با استفاده از موشک فالکون هوی و چند کمک گرانشی از سایر سیارهها انجام شد؛ اما در نهایت بیش از 13 سال طول می‌کشد تا کاوشگر بدین شیوه به اورانوس برسد. این مدت زمانی است که مأموریت باید از نظر عملیاتی و مالی حفظ شود و همچنین مدت زمانی است که احتمال می‌رود کارکنان کلیدی تغییر کنند یا اگر به وضعیت کنونی ناسا نگاه کنیم، تعدیل شوند. درنتیجه رساندن UOP به مقصد نهایی با سرعت بیشتر، بدون شک بهتر است.
اینجاست که استارشیپ وارد می‌شود. با وجود چند مشکل آزمایشی در اوایل سال، وسیله‌ی پرتاب انقلابی اسپیس ایکس به‌تازگی با یک آزمایش موفق به بلوغ خود رسیده است. اگر این روند مثبت ادامه یابد، استارشیپ می‌تواند تا پایان دهه برای استفاده‌ی منظم آماده باشد و گزینه‌ای عملی برای پرتاب مدارگرد و کاوشگر اورانوسی محسوب شود.
علاوه بر افزایش ظرفیت حمل بار، دو ویژگی دیگر استارشیپ آن را برای مأموریت UOP جذاب می‌کند. نخست قابلیت سوخت‌گیری در مدار است. اسپیس ایکس، این موشک را طوری طراحی کرده که بتواند در مدار سوخت را ذخیره و دریافت کند تا بدین وسیله امکان رسیدن بسیار سریع‌تر به مقاصد دوردست فراهم شود. اگرچه این قابلیت هنوز به‌طور کامل نشان داده نشده، آزمایش‌های بعدی قطعاً آن را بررسی خواهند کرد.
ویژگی دیگر، استفاده از خود استارشیپ به‌عنوان «سپر ترمز هوایی» است. در مقاله، پژوهشگران ایده‌ی استفاده از استارشیپ را که به‌طور پیش‌فرض برای تاب‌آوری دربرابر گرمای بازگشت به زمین و مریخ طراحی شده، به‌عنوان سپر برای گرمای ناشی از ترمز هوایی در جو اورانوس را بررسی کردند. در این حالت، استارشیپ به‌جای جداشدن از کاوشگر پس از تأمین نیروی رانش، مدارگرد و کاوشگر را تا منظومه اورانوس همراهی می‌کند و از سیستم حفاظتی حرارتی خود به‌عنوان سپر ترمز هوایی بهره می‌گیرد تا سرعت بین‌سیاره‌ای خود را کاهش دهد و در منظومه باقی بماند.
براساس محاسبات مقاله، ترکیب سوخت‌گیری در فضا و استفاده از استارشیپ به‌عنوان سپر ترمز هوایی می‌تواند زمان رسیدن به منظومه‌ی اورانوس را به نصف کاهش دهد و به حدود شش و نیم سال برساند. همچنین هیچ کمک گرانشی از سیاره‌های دیگر لازم نخواهد بود. حتی با احتساب هزینه‌ی اضافی ارسال یک استارشیپ به اورانوس، این شیوه به‌طور چشمگیری هزینه‌ی عملیاتی مأموریت را کاهش می‌دهد؛ زیرا زمان سفر را عملاً نصف می‌کند.
استارشیپ می‌تواند مدارگرد و کاشگر اورانوسی را تا مقصد حمل کند و از سپر حرارتی خود برای محافظت از آن‌ها دربرابر گرمای ناشی از ترمز در جو این سیاره بهره بگیرد
بااین‌حال، UOP هنوز فاصله‌ی زیادی تا واقعیت دارد و استارشیپ نیز برای ترمزکردن در جو یک غول یخی آماده نیست. با وجود اینکه مدارگرد و کاوشگر اورانوسی بالاترین اولویت در بررسی ده‌ساله است، مشخص نیست که آیا در حال حاضر بودجه‌ی لازم را دریافت خواهد کرد یا خیر و با توجه به آشفتگی‌های فعلی ناسا، احتمالاً این وضعیت مدتی نامشخص باقی خواهد ماند.
اگر پنجره‌های پرتاب دهه‌ی 2030 را از دست بدهیم، فرصت بعدی پرتاب در اواسط دهه‌ی 2040 خواهد بود؛ به این معنا که تقریباً 70 سال بین سفر وویجر و مأموریت بعدی فاصله خواهد افتاد. همه‌ی علاقه‌مندان به علوم سیاره‌ای و کاوش فضا باید امیدوار باشند که سازمان‌هایی که ممکن است از چنین مأموریتی حمایت کنند، آماده عمل شوند و از بازگشت به آنجا حمایت کنند، چه با استارشیپ و چه بدون آن.