ناسا قصد دارد یک پایگاه فضایی انسانی در نزدیک قطب جنوب ماه کند. این پایگاه به گفته‌ی برخی «اولین پای محکم بشر در سطح قمری» می‌شود. اجزای اصلی این اردوگاه قمری که ناسا به آن کمپ اصلی آرتمیس می‌گوید شامل یک ماه‌نورد بدون فشار برای جابه‌جایی فضانوردان به صورت مستقیم با لباس‌های فضانوردی در مسافت‌های کوتاه در اطراف کامپیوتر، یک سطح‌نورد با کابینت تحت فشار برای انجام مأموریت‌هایی طولانی مدت و به‌دور از کامپیوتر اصلی و طبیعی است. برای اسکان هم زمان چهار فضانورد است.

این سکونتگاه به‌دور از خانه به زیرساخت‌های دیگری مانند تجهیزات ارتباطی، الکتریسیته، سپرهای حفاظتی تشعشاتی، مدیریت پسماند و فضای انبار نیاز دارد. طراحان ناسا می‌گویند این امکانات برای پشتیبانی از اسکان بلندمدت انسان در قمر زمین است. طراحی این پایگاه قمری به‌گونه‌ای است که امکان انجام بازدیدهای مکرر و توسعه آن در دهه‌های اخیر وجود دارد.

محل‌های فرود احتمالی

طراحان مأموریت ناسا در جست‌وجوی مکانی هستند که در آن دسترسی به انرژی خورشیدی آسان بوده و امکان برقراری ارتباط مستمر با زمین فراهم شده باشد. این منطقه همچنین باید دارای شیب ملایم باشد تا امکان دسترسی به نواحی اطراف به‌خصوص نواحی همیشه‌درسایه یا در اصطلاح فضایی PSR نیز وجود داشته باشد. معتقدند که این نواحی همیشه ممکن است دارای منابع آب یخزده باشند. در این صورت امکان تولید یخ و فرآوری آن بهمنظور تولید، آب و سوخت پیشرانه ها وجود خواهد داشت.

نواحی‌درسایه به نواحی همیشه اطراف شمال و جنوب ماه گفته می‌شود که هیچ‌گاه نور خورشید را به صورت مستقیم دریافت نمی‌کند از این رو به‌شدت سرد بوده و آن‌ها ممکن است بین ۲۴ منفی تا ۲۰۳ درجه سانتی‌گراد باشد.

بااین‌حال فراوانی آب یخزده در این نواحی به‌چه صورت است؟ آیا یخ کافی در ماه وجود دارد و آیا امکان دسترسی به آن وجود خواهد داشت؟ اینها سؤالاتی هستند که پیش از شروع مأموریت‌های آتی باید به آن‌ها جواب دهند. به‌تازگی تحقیقات‌های تحقیقاتی جالب درباره موقعیت‌یابی محل احداث کمپ آرتمیس انجام شده است. اما شده باید به‌دنبال محلی باشد که بهترین ویژگی‌های گفته‌شده را داشته باشد.

زمین و ماه و گودال های ماه

منطقه Shackleton-de Gerlache Ridge منطقه‌ای ارزشمند است. هیچ مکانی روی ماه به‌طور مداوم تحت تابش خورشید نمی‌ماند، سه نقطه روی لبه‌ای آن به طور کلی در بیش از ۹۰ درصد از سال روشن هستند. این نقاط توسط فروگی‌های توپوگرافی احاطه شده‌اند که هرگز نور خورشید بر آن‌ها نمی‌تابد.

مشاهدات ترکیبی

هولی براون، محقق کالج زمین و اکتشاف فضایی در دانشگاه ایالتی آریزونا و همچنین تکنسین تحقیقاتی دوربین‌های مدارگرد شناسایی ماه (به‌ اختصار LROC) است. سیستم یاد شده در واقع ترکیبی از سه دوربین نصب شده روی مدارگرد شناسایی ماه است. این مدارگرد از سال ۲۰۰۹ در حال گردش به دور ماه است.

براون و همکاران او به‌تازگی به اطلاعات جالبی در مورد پتانسیل نواحی همیشه درسایه‌های ماه کسب کرده‌اند و یافته‌های خود را در نسخه ماه ژورنال ایکاروس منتشر کرده‌اند. مشاهدات ترکیبی آن‌ها نشان می‌دهد که وجود ذخایر آبی در ماه بیش از تعداد اولیه است. همچنین جمع آوری حدود ۱۰ مجموعه داده‌ای از دور از ۶۵ منطقه‌ای همیشه درسایه‌ای ماه نشان می‌دهد که علاوه بر آب ۱۰ نوع مولکول ناپایدار دیگر در این نواحی وجود دارد. تخمین‌های انجام‌شده توسط براون و همکاران یک نوع رتبه‌بندی از مناطق همیشه‌درسایه در زمینه ناپایداری مولکول‌ها، دانه بندی و تناژ ذخایر آب یخزده ارائه می‌دهد که می‌تواند برای اولویت‌بندی نواحی مساعد معدن‌کاوی به کار آید.

وجود ذخایر آبی در ماه بیش از تخمینهای اولیه است

از سال ۱۹۹۸، چهار فضاپیمای مدارگردگرد قمری به‌نام‌های مدارگردگرد پراسپکتر ناسا، مدارگرد شناسایی ماه، چاندرایان ۱ متعلق به هند و کاگویا مربوط به ژاپن به وجود هیدروژن، هیدروکسیل و منابع آبی در اطراف قطب‌های ماه دست پیدا کرده‌اند. همچنین آزمایش‌های آزمایشی مدارگرد مشاهده‌گر و حسگر دهانه‌ماه (به‌اختصار ال‌کراس) به دهانه‌ی کابیوس در سال ۲۰۰۹ شواهد مستقیم از وجود مولکول‌های فرار در دهانه‌ی جنوبی ماه ارائه شد. براون توضیح می دهد:

تحقیقات ما یک ارزیابی نسبی از منابع ارزشمند موجود در نواحی همیشه درسایه‌ای ماه ارائه می‌کند که از آن‌ها می‌توان برای مأموریت‌های قمری بعدی به‌طور ویژه برای مأموریت‌های مدارگردی استفاده کرد. ما نواحی با بیشتر ذخایر را شناسایی کرده‌ام، بااین‌حال دسترسی به آن‌ها خیلی راحت نیست.

از طرفی دیگر باید گردآوری داده‌های مداری درمورد شکل و ساختار نواحی همیشه درسایه، توزیع افقی و عمودی مواد فرار و میزان‌پذیری این ذخایر بیش از پیش احساس می‌شود. نکته مهم بعدی پیشرفت تکنولوژیک تجهیزات است تا انجام ماموریت در شرایطی که این نواحی ممکن است شود. براون می‌گوید دسترسی به این اطلاعات قبل از هر نوع مأموریت فرود در این نواحی دور از دسترسی حیاتی است.

یافته‌های مطالعه‌ی براون و تیم تحقیقاتی یا به شناسایی هشت‌منطقه‌ای همیشه‌درسایه با بالاترین پتانسیل وجود واضح شده است. آن‌ها معتقدند که دهانه‌ای فونی که یک دهانه از نوع برخوردی در شمال جنوب ماه بالاترین احتمال وجود ذخایر آب‌یخ زده را در سطح ماه دارد. همچنین طبقات این گروه تحقیقاتی دهانه‌ی هاورث در قطب جنوب ماه بیشترین تناژ سطح یخ‌زده را دارد. دهانه‌ی کابیوس در صد کیلومتری قطب جنوب نیز مقدار هیدروژن زیرسطحی را به‌خود اختصاص داده است. در نهایت کشف‌ها که ذخایر آب یخ‌زدهسطحی از نظر ساختاری به‌ترتیب سطوح بالاتر از سطحیخ‌بسته هستند.

براون در این ارتباط می‌گوید:

با این‌که ما در گزارش خود نشان دادیم کدام نواحی همیشه درسایه از نظر ارزیابی شرایط شرایط مناسب برای اکتشاف دارند. اما برای انجام اطمینان‌بخش یک مأموریت فرود در این شرایط سخت به داده‌های مدارک و رباتیک و همچنین به تجربیات انسانی بیشتر روی سطح ماه نیاز داریم.

شرایط ایده‌آل برای انجام فعالیت‌های اکتشافی مستمر شامل بیشتر مسطح، تابش نور خورشید برای برق و امکان برقراری ارتباط برخط و مستقیم با زمین می‌شود. همه‌ی این ویژگی‌ها باید در یک منطقه با فاصله‌ای معقول از ذخایر آب‌ یخزده وجود داشته باشد.

براون اظهار می‌کند که ناسا و شرکت‌های فضایی-تجاری وابسته به آن در آینده ربات‌های سطح‌نشین را در قطب جنوب ماه و در بهترین مکان ممکن یعنی نواحی با بیشترین زمان تابش نور خورشید در طول سال مستقر خواهند کرد.

یک ماه

قطب جنوب ماه یکی از جذاب‌ترین مکان‌ها در کل منظومه‌ای شمسی است. این موزاییک از دوربین مدارگرد شناسایی ماه ناسا به دست آمده است.

هدف اصلی

خط الرأس شکلتون دوگرلچ هدف اصلی مد نظر ما برپایه‌ای تلقی براون خواهد بود. این خط‌ها که بین دهانه‌های دوگرلچ و شکل‌تون هستند بیشتر در مواقع تابش نور خورشید قرار دارد و به‌عنوان یکی از مکان‌های بالقوه فرود در مأموریت‌های سرنشیندار و رباتیک ناسا از جمله مأموریت آرتمیس ۳ می‌شود. گفتنی است آرتمیس ۳ اولین نماینده فرود سرنشیندار از سری برنامه فضایی آرتمیس است که در سال ۲۰۲۵ یا ۲۰۲۶ برنامه ریزی شده است. آرتمیس۳ اولین مأموریت سرنشین‌دار به ماه بعد از مأموریت فرود آپولو۱۷ در سال ۱۹۷۲ خواهد بود.

مقاله مرتبط:

خط الرأس شکلتون دوگرلچ بهترین مکان برای انجام مأموریت‌های بعدی سطوح‌نوردی در قطب‌های ماه می‌شود چراکه به‌باور تیم پژوهشی این مقاله، تمام ویژگی‌هایی مانند «امکان دسترسی به انرژی خورشیدی، ارتباط پایدار با زمین و نزدیکی به نواحی همیشه‌درسایه با پتانسیل اکتشاف مواد فرار» را دارا است. .

اطراف دهانه‌ای دوگرلچ ایده‌آل‌ترین مکان برای فرود فضایپیماها است. این مکان در نزدیکی دو منطقه همیشه‌درسایه با احتمال وجود مواد 100 قرار دارد، همچین دسترسی کافی به ارتباط زمینی و نزدیکی به منابع انرژی خورشیدی و وجود شیب‌های ملایم بین نواحی درمعرض تابش و منابع بالقوه‌ای آب یخزده از دیگر مزیت‌های این منطقه می‌شود.

داده های ارزش

اگر همه‌چیز طبق برنامه پیش از برود دانش به اطلاعات ارزشمندی در مکان‌های برپایی پایگاه‌های تحقیقاتی ازجمله‌پایگاه بزرگ چین در ماه‌هایی است که با کمک روسیه در حال طراحی آن است که دست پیدا کنند. برنامه‌های فضایی چندگانه چین برای اکتشاف ماه در سال‌های آینده در نظر گرفته شده است که هدف آن‌ها ایجاد پایگاه تحقیقات قمری بین‌المللی (به‌اختصار ILRS) در قطب جنوب ماه در دهه‌ی ۲۰۳۰ است. چین و روسیه از سال گذشته در حال طراحی جزئیات برنامه‌های فضایی خود هستند.

مقاله مرتبط:

از طرف دیگر برنامه‌های فضایی متعدد ناسا نیز می‌تواند به دانش ما از توزیع ذخایر مواد فرار در قطب‌های ماه اضافه شود. فضاپیماهایی که قرار است به‌زودی توسط ناسا به‌سمت ماه پرواز شامل نقشه‌بردار هیدروژن قطبی قمری یا LHM، لونار فلش‌لایت، لونار آیس‌کیوب، ماه‌نورد وایپر، پرایم ‌۱ و لونار ترییل‌بلیرز باشد.

همچنین امسال قرار است روسیه فضایپیمای لونا ۲۵ را به‌سمت ماه پرتاب کند. این فضاپیما یک کاوشگر رباتیک است که به اکتشاف نواحی قطب جنوب قمر زمین خواهد پرداخت. لونا ۲۵ اولین عضو از پروژه لونا می‌شود که از سوی روسیه در آینده‌ای نه‌چندان دور با هدف اکتشاف ماه آغاز خواهد شد.

کاوش ماه

تصویری ترسیمی از ShadowCam، ابزاری در ناسا که توسط دانشگاه ایالتی آریزونا ساخته شده و روی مدارگرد کره‌ای پثفیندر پرواز خواهد کرد.

دوربین در سایه

یکی دیگر از ابزارهای اکتشاف ماه که در آینده‌ای نزدیک شروع به کار خواهد کرد (ShadowCam) است که توسط دانشگاه ایالتی آریزونا طراحی شده و سوار بر مدارگرد کره‌ای مشابه پث‌فایندر به‌نام است. دانوری به‌سوی ماه پرتاب شود. دانوری اولین مأموریت قمری مؤسسه‌ای تحقیقات فضای کره است که آگوست امسال (تابستان ۱۴۰۱ خورشیدی) توسط راکت فالکون ‌۹ متعلق به شرکت اسپیس ایکس پرتاب خواهد بود.

هدف از توسعه این دوربین پیشرفته، مطالعه جزئیات نواحی همیشه درسایه‌ای ماه است. این دوربین ۲۰۰ برابر نمونه‌های پیشین ازجمله دوربین مدارگرد ماه است.

مارک رابینسون از دانشگاه ایالتی آریزونا و بازرس ارشد دوربین‌های شدوکم و مدارگرد شناسایی ماه می‌گوید هدف از طراحی طبقه‌بندی‌های متنوع و فراوانی آب یخ‌زده در قطب‌های ماه است.

یکی از ماموریت‌های علمی مأمور تهیه‌ی داده‌های خطر ارزیابی و ترددپذیری در نواحی همیشه‌درسایه برای مأموریت‌های اکتشافی قطب‌های ماه است. براون در این ارتباط می‌گوید:

داده‌ها در کنار دیگر داده‌های مدارک یک منبع بارزش برای شناسایی مکان‌های فرود احتمالی مأموریت‌های اکتشافی و مأموریت بازگشت انسان به ماه است.

براون معتقد است که این داده‌ها می‌توانند برای مکان‌یابی احداث پایگاه‌های قمری استفاده شوند. او ادامه می دهد:

تعداد مأموریت‌های برنامه‌ریزی شده مدارک و فرودی برای ماه آنچنان زیاد است که آن را حتی از دست من هم دریافت می‌کند. اما بله ما در ده سال آینده به باارزشی در مورد نواحی همیشه‌درسایه و قطب‌های ماه دست پیدا می‌کنم و من در این مورد بسیار هیجان‌زده هستم.

سطح کره ماه

ایالات متحده تنها کشور دنیا با هدف و برنامه پیرامون ایجاد پایگاه تحقیقاتی در ماه نیست. تحقیقات چین و روسیه هم قمری در قطب جنوب ماه تا دهه‌ی ۲۰۳۰ هستند.

جماع کلی

به‌باور ایان کراووفورداستاد سی‌ای و اخترشناسی در کالج بیرکبک لندن، جماع کلی پیرامون این نکته وجود دارد که قطب جنوب ماه از موقعیت موقعیتی به دلیل تابش تقریباً همیشه یک نور خورشید و نزدیکی به نواحی همیشه‌دره بهترین علوم ممکن است.

کراودفور در مورد امکان علمی ادامه‌ی اکتشاف رباتیک و انسانی در ماه از فرصت‌های جغرافیایی و مطالعات اختراع‌کننده می‌گوید: «در حالت ایده‌آل این برنامه‌های فضایی در ماه درنهایت به پایگاه‌هایی شبیه پایگاه‌هایی شبیه به پایگاه‌های تحقیقاتی موجود در قطب جنوب زمین می‌شوند که می‌توانند از آن‌ها استفاده کنند. به‌منظور پشتیبانی از فعالیت‌های مطالعاتی استفاده از تحقیقات انجام شده است.»

کراوفورد امیداووار از رقابت شدید بین ایالات متحده آمریکا و هم پیمانان در توسعه برنامه آرتمیس با روسیه و چین بر سر منابع محدود قطب جنوب ماه پرهیز است. او توضیح می دهد: «من فکر می کنم باید از یک رقابت فضایی دیگر تاحد ممکن است خودداری شود. درحال‌حاضر چشم‌انداز خوبی برای همکاری بین قدرت‌های فضایی نمی‌توان متصور شد.»

با این‌که پیش از این همکاری پیشرو در اکتشافات فضایی بیشتر محتمل به‌نظر نمی‌رسید؛ اما در سایه‌ی شرایط کنونی جهانی فرصت‌های مشترک از بین رفتن است. بااین‌حال کراوفورد می‌گوید: «با وجود مشکلات فعلی هنوز فکر می‌کنم که ما باید یک پایگاه بین‌المللی را در ماه جستجو کنیم. عقیده‌ای من در این مورد در ۲۰ سال گذشته، تغییر نکرده است.»

اگر دوست داشتی امتیاز دادن یادت نره!