ایستگاه فضایی Gateway، که به‌عنوان دروازه‌ای برای اکتشافات قمری و فراتر از آن طراحی شده، یکی از اجزای کلیدی پروژه آرتمیس ناسا است. این ایستگاه مداری، که در مدار هاله‌ای نزدیک به راستا (NRHO) اطراف ماه قرار می‌گیرد، امکان پشتیبانی از مأموریت‌های سرنشین‌دار و رباتیک، انجام تحقیقات علمی، و آماده‌سازی برای سفرهای مریخی را فراهم می‌کند. با همکاری بین‌المللی و تجاری، Gateway نه‌تنها به بازگشت انسان به ماه کمک می‌کند، بلکه زیرساختی برای آینده اکتشافات فضایی ایجاد می‌کند.
ایستگاه Gateway ناسا چیست؟
ایستگاه فضایی Gateway یک پلتفرم مداری چندمنظوره است که توسط ناسا و شرکای بین‌المللی، از جمله آژانس فضایی اروپا (ESA)، آژانس اکتشاف هوافضای ژاپن (JAXA)، آژانس فضایی کانادا (CSA)، و مرکز فضایی محمد بن راشد (MBRSC)، برای قرارگیری در مدار ماه طراحی شده است. این ایستگاه، که اولین ایستگاه فضایی فراتر از مدار پایین زمین (LEO) خواهد بود، به‌عنوان مرکز فرماندهی، آزمایشگاه علمی، و محل اقامت موقت فضانوردان در مأموریت‌های آرتمیس عمل می‌کند. Gateway با طراحی مدولار و عمر حداقل 15 سال، از مأموریت Artemis IV (2028) به بعد نقش کلیدی در اکتشافات قمری ایفا خواهد کرد.
گیت‌وی؛ دروازه انسان به ماه و فراتر از آن
ایستگاه Gateway به‌عنوان دروازه‌ای برای اکتشافات فضایی عمیق طراحی شده است، که امکان دسترسی به سطح ماه و آماده‌سازی برای مأموریت‌های مریخی را فراهم می‌کند. این ایستگاه به فضانوردان اجازه می‌دهد در مدار ماه زندگی کنند، آزمایش‌های علمی انجام دهند، و برای فرودهای قمری آماده شوند. برخلاف ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS)، Gateway به‌صورت دائم crewed نخواهد بود و برای اقامت‌های 30 تا 90 روزه طراحی شده است. با پشتیبانی از فناوری‌هایی مانند استخراج منابع در محل (ISRU) و سیستم‌های پیش‌رانش پیشرفته، ایستگاه گیت‌وی به‌عنوان سکوی پرتاب برای مریخ و دیگر مقاصد عمل خواهد کرد.
مأموریت‌های اصلی ایستگاه گیت‌وی
مأموریت‌های اصلی گیت‌وی شامل موارد زیر است:
- پشتیبانی از مأموریت‌های آرتمیس: ارائه محل اقامت و هماهنگی برای فرودهای قمری
- تحقیقات علمی: مطالعه تابش‌های کیهانی، هلئوفیزیک، و زیست‌شناسی فضایی
- آزمایش فناوری‌ها: آزمایش سیستم‌های پیش‌رانش الکتریکی و رباتیک برای مریخ
- هماهنگی رباتیک: کنترل مأموریت‌های رباتیک روی سطح ماه
- آماده‌سازی برای مریخ: آزمایش اقامت طولانی‌مدت و سیستم‌های پشتیبانی حیات در فضای عمیق
Gateway همچنین به‌عنوان نقطه انتقال برای فضاپیماها و محموله‌های لجستیکی عمل می‌کند و امکان انجام آزمایش‌های بدون حضور crew را فراهم می‌سازد.
نقش ایستگاه Gateway در مأموریت آرتمیس
Gateway نقشی محوری در برنامه آرتمیس دارد، اگرچه در Artemis III (2027) به دلیل تأخیرها استفاده محدودی خواهد داشت. از Artemis IV (2028)، این ایستگاه به‌عنوان پایگاه اصلی برای فضانوردان عمل می‌کند، که با فضاپیمای Orion به آن می‌رسند و از آنجا با سیستم‌های فرود انسانی (HLS) مانند Starship به سطح ماه منتقل می‌شوند. ایستگاه Gateway امکان انجام تحقیقات در مدار ماه، هماهنگی با روورهای سطحی، و پشتیبانی لجستیکی را فراهم می‌کند. این ایستگاه همچنین داده‌های علمی در مورد تابش‌های فضایی جمع‌آوری می‌کند، که برای ایمنی مأموریت‌های مریخی حیاتی است.
مقایسه ایستگاه Gateway با ISS
Gateway و ISS تفاوت‌های اساسی دارند. موقعیت ISS در مدار پایین زمین (400 کیلومتر) است، درحالی‌که Gateway در مدار NRHO ماه (1500 تا 70,000 کیلومتر) قرار دارد. اندازه Gateway یک‌ششم حجم ISS (حدود 125 مترمکعب در مقابل 1000 مترمکعب) است. crew ISS به‌صورت دائم crewed است (تا 13 نفر)، اما Gateway برای اقامت موقت 4 نفر طراحی شده و می‌تواند تا 3 سال بدون crew عمل کند. هدف ISS بر تحقیقات در میکروگرانش متمرکز است، درحالی‌که Gateway برای اکتشافات قمری و مریخی طراحی شده. ایستگاه Gateway در معرض تابش‌های شدید فضای عمیق است، برخلاف ISS که تحت حفاظت مغناطیسی زمین است. این تفاوت‌ها Gateway را به آزمایشگاهی منحصربه‌فرد برای فضای عمیق تبدیل کرده‌اند.
ایستگاه Lunar Gateway چگونه ساخته می‌شود؟
ساخت Gateway به‌صورت مدولار و با همکاری بین‌المللی انجام می‌شود. ماژول‌های اولیه، شامل Power and Propulsion Element (PPE) و Habitation and Logistics Outpost (HALO)، در زمین مونتاژ شده و در سال 2027 با موشک Falcon Heavy اسپیس‌ایکس پرتاب می‌شوند. ماژول‌های بعدی، مانند Lunar I-Hab و Lunar View، با مأموریت‌های Artemis IV و V توسط موشک SLS به مدار ماه ارسال می‌شوند. HALO، که توسط Thales Alenia Space در تورین ایتالیا ساخته شد، در آوریل 2025 به آریزونا رسید تا توسط Northrop Grumman تکمیل شود. فرآیند مونتاژ در مدار با استفاده از رباتیک و فضانوردان انجام می‌شود.
مدار گیت‌وی؛ مدار هاله‌ای نزدیک به راستا
ایستگاه گیت‌وی در مدار هاله‌ای نزدیک به راستا (Near-Rectilinear Halo Orbit یا NRHO) قرار می‌گیرد، که یک مدار بیضوی با فاصله 1500 کیلومتر در نزدیک‌ترین نقطه (Periselene) و 70,000 کیلومتر در دورترین نقطه (Aposelene) از ماه است. این مدار، که دوره تناوب آن 6.5 روز است، به دلیل پایداری نسبی و نیاز کم به سوخت برای حفظ موقعیت انتخاب شد. NRHO امکان ارتباط مداوم با زمین، دسترسی آسان به سطح ماه، و قرارگیری در محیط فضای عمیق برای آزمایش‌ها را فراهم می‌کند. این مدار همچنین برای انتقال به مریخ مناسب است.
اجزای اصلی ایستگاه فضایی Gateway
- Power and Propulsion Element (PPE): ساخته‌شده توسط Maxar، با پیش‌رانش الکتریکی خورشیدی 60 کیلوواتی برای تأمین انرژی و انتقال مداری
- Habitation and Logistics Outpost (HALO): ماژول اقامتی با سیستم‌های فرماندهی، ذخیره انرژی، و ارتباطات Lunar Link (ESA)
- Lunar I-Hab: ماژول اقامتی دوم با سیستم‌های پشتیبانی حیات JAXA، که در Artemis IV پرتاب می‌شود
- Lunar View: ماژول ESA برای سوخت‌رسانی و مشاهده ماه و فضا
- Crew and Science Airlock: ساخته‌شده توسط MBRSC برای پیاده‌روی فضایی، پرتاب در Artemis VI
- Canadarm3: بازوی رباتیک CSA برای عملیات خارجی. این ماژول‌ها ایستگاه Gateway را به یک ایستگاه چندمنظوره تبدیل می‌کنند.
نحوه ارسال تجهیزات به گیت‌وی
تجهیزات ایستگاه گیت‌وی به‌صورت مرحله‌ای ارسال می‌شوند. ماژول‌های PPE و HALO در دسامبر 2027 با موشک Falcon Heavy به مدار NRHO پرتاب می‌شوند و یک سال برای رسیدن به مدار نهایی زمان می‌برند. ماژول‌های بعدی، مانند Lunar I-Hab، با موشک SLS Block 1B به‌صورت هم‌زمان با فضاپیمای Orion در مأموریت‌های Artemis IV و V ارسال می‌شوند. محموله‌های لجستیکی، مانند Dragon XL اسپیس‌ایکس، برای تأمین مواد غذایی، تجهیزات علمی، و سوخت استفاده می‌شوند. برنامه Commercial Lunar Payload Services (CLPS) نیز برای ارسال ابزارهای رباتیک به سطح ماه و هماهنگی با Gateway طراحی شده است.
نقش SpaceX و Falcon Heavy در پروژه
اسپیس‌ایکس نقش مهمی در پروژه Gateway دارد. موشک Falcon Heavy، که توانایی حمل 26 تن به مدار ماه را دارد، برای پرتاب ماژول‌های PPE و HALO در دسامبر 2027 استفاده خواهد شد. اسپیس‌ایکس همچنین مسئول توسعه Dragon XL برای تأمین لجستیک Gateway است، که جایگزین کپسول‌های باری سنتی خواهد شد. علاوه بر این، سیستم فرود انسانی Starship اسپیس‌ایکس برای انتقال فضانوردان از گیت‌وی به سطح ماه در مأموریت‌های Artemis III و IV استفاده می‌شود. این همکاری هزینه‌ها را کاهش داده و قابلیت اطمینان پروژه را افزایش می‌دهد.
کنترل حرارتی در ایستگاه گیت‌وی
کنترل حرارتی در Gateway به دلیل دماهای شدید فضای عمیق (-250 تا +120 درجه سانتی‌گراد) حیاتی است. ماژول HALO مجهز به رادیاتورهایی برای دفع گرما و عایق‌های چندلایه (MLI) برای محافظت در برابر سرما است. PPE از پنل‌های خورشیدی بزرگ (اندازه یک زمین فوتبال) برای تولید انرژی استفاده می‌کند، که گرمای اضافی را به رادیاتورها منتقل می‌کند. سیستم‌های خنک‌کننده فعال در ماژول‌های اقامتی از مبدل‌های حرارتی برای حفظ دمای مناسب تجهیزات و فضانوردان استفاده می‌کنند. این فناوری‌ها در برابر تابش‌های کیهانی و تغییرات دمایی مدار NRHO مقاوم هستند.
نحوه پشتیبانی از فضانوردان
ایستگاه Gateway برای پشتیبانی از 4 فضانورد تا 90 روز طراحی شده است. HALO و Lunar I-Hab امکاناتی مانند محل خواب، آشپزخانه، و فضاهای کاری فراهم می‌کنند. سیستم‌های پشتیبانی حیات JAXA در Lunar I-Hab اکسیژن، حذف دی‌اکسید کربن، و مدیریت آب را تأمین می‌کنند. Canadarm3 برای جابه‌جایی تجهیزات خارجی و پشتیبانی از پیاده‌روی‌های فضایی استفاده می‌شود. محموله‌های لجستیکی، مانند غذا و تجهیزات علمی، توسط Dragon XL تأمین می‌شوند. Gateway همچنین مجهز به حسگرهای تابش (مانند ERSA و IDA) برای محافظت از فضانوردان در برابر تابش‌های کیهانی است.
ارتباط گیت‌وی با سطح ماه
ارتباط Gateway با سطح ماه از طریق سیستم Lunar Link، ارائه‌شده توسط ESA، انجام می‌شود. این سیستم، که روی HALO نصب شده، امکان انتقال داده‌های پرسرعت بین Gateway، روورهای سطحی، و فضانوردان روی ماه را فراهم می‌کند. Gateway همچنین به‌عنوان رله برای ارتباط با زمین از طریق شبکه Deep Space Network ناسا عمل می‌کند. این ایستگاه می‌تواند مأموریت‌های رباتیک روی سطح ماه را کنترل کند، مانند روورهای CLPS، و داده‌های علمی را به زمین ارسال کند. این قابلیت هماهنگی بین سطح و مدار ماه را تقویت می‌کند.
ایستگاه گیت‌وی و سفر به مریخ
Gateway به‌عنوان آزمایشگاهی برای فناوری‌های موردنیاز مأموریت‌های مریخی طراحی شده است. این ایستگاه سیستم‌های پیش‌رانش الکتریکی، پشتیبانی حیات طولانی‌مدت، و محافظت در برابر تابش را آزمایش می‌کند، که برای سفرهای 6 تا 9 ماهه به مریخ ضروری‌اند. تحقیقات تابش (مانند HERMES و ERSA) داده‌هایی برای طراحی فضاپیماهای مریخی فراهم می‌کنند. Gateway همچنین امکان تمرین عملیات در فضای عمیق، مانند پیاده‌روی فضایی و مدیریت لجستیک، را فراهم می‌کند. این ایستگاه به‌عنوان نقطه انتقال برای فضاپیماهای مریخی در آینده عمل خواهد کرد.
مأموریت‌های رباتیک گیت‌وی
Gateway از مأموریت‌های رباتیک متعددی پشتیبانی می‌کند. Canadarm3 برای جابه‌جایی ماژول‌ها، نصب تجهیزات، و پشتیبانی از آزمایش‌های خارجی استفاده می‌شود. این ایستگاه می‌تواند روورها و ابزارهای رباتیک روی سطح ماه را از طریق Lunar Link کنترل کند. برنامه CLPS ناسا، که روورها و ابزارهای علمی را به ماه می‌فرستد، با Gateway هماهنگ خواهد شد تا داده‌های سطحی را جمع‌آوری کند. آزمایش‌های علمی رباتیک، مانند حسگرهای تابش ERSA و IDA، بدون نیاز به حضور crew داده‌های ارزشمندی تولید می‌کنند.
اتصال به فضاپیماهای Orion و Starship
ایستگاه Gateway به‌عنوان نقطه اتصال برای فضاپیما اوریون و Starship عمل می‌کند. فضاپیمای Orion، که فضانوردان را از زمین به NRHO می‌برد، به درگاه‌های docking HALO متصل می‌شود. Starship HLS، که برای انتقال فضانوردان به سطح ماه طراحی شده، نیز به Gateway متصل می‌شود تا crew را از مدار به سطح منتقل کند. این اتصال امکان انتقال ایمن crew، تجهیزات، و نمونه‌های قمری را فراهم می‌کند. ماژول Crew and Science Airlock (Artemis VI) پیاده‌روی‌های فضایی برای تعمیرات و انتقال به Starship را تسهیل می‌کند.
منبع: ابرار صنعتی
