نگاهی به ۷۰ سال صنعت هوافضای چین از دریچه «چمدان‌های» فضایی

روزنامه خلق | خبرنگاران: Li Junqiang، Yu Sinan، Liu Shiyao | ۲۸ مهر ۱۴۰۵ در ۲۴ شهریور، در مقر سازمان ملل متحد در وین پایتخت اتریش، از هدیه‌ای ویژه متعلق به سمت پنهان ماه رونمایی شد؛ نمونه‌های خاک ماه که توسط مأموریت Chang'e 6 جمع‌آوری شده بود، توسط چین به سازمان ملل اهدا شد تا به صورت دائمی در آنجا به نمایش درآید. این «محموله» ارزشمند که توسط فضاپیمای چینی به زمین بازگردانده شده، نشانه‌ای از کاوش مشترک بشریت در کیهان است. شی جین‌پینگ، دبیرکل حزب کمونیست چین، خاطرنشان کرده است: «کاوش در کیهان پهناور، توسعه صنعت هوافضا و تبدیل شدن به یک قدرت فضایی، آرمان همیشگی ما در عرصه هوافضاست.» هفدهم مهرماه امسال با هفتادمین سالگرد تأسیس صنعت هوافضای چین مصادف است. در ۱۶ مهر ۱۳۳۵، Fifth Academy of the Ministry of National Defense در حومه غربی پکن تأسیس شد و صنعت هوافضای چین رسماً فعالیت خود را آغاز کرد. در ۴ اردیبهشت ۱۳۴۹، Dongfanghong 1، نخستین ماهواره ساخت این کشور، به مدار زمین پرتاب شد. با گذشت دهه‌ها، اکنون فضاپیماهای سری Tianzhou صدها قطعه بار و تجهیزات را به ایستگاه فضایی چین منتقل می‌کنند، پژوهش‌ها بر روی نمونه‌های خاک ماه جمع‌آوری‌شده توسط Chang'e 6 پیوسته دستاوردهای نوینی به همراه می‌آورد و محموله‌های علمی بین‌المللی بیشتری با فضاپیماهای چینی راهی اعماق فضا می‌شوند. نوسازی و ارتقای مداوم این «چمدان‌های» فضایی، گویای جهش در توانمندی نوآوری مستقل هوافضای چین و نشان‌دهنده رویکرد تعاملی آن برای همکاری بین‌المللی در کاوش کیهان است. محموله‌های مداری؛ ثبت رکوردهای تازه در وزن و گنجایش در ۲۰ اردیبهشت، در پایگاه پرتاب فضایی ون‌چانگ، ۱۱ ساعت پیش از پرتاب فضاپیمای باربری Tianzhou 10، وانگ ران (Wang Ran) از تیم فضاپیماهای باربری Tianzhou وابسته به China Academy of Space Technology (CAST) در CASC، بر فراز سکوی پرتاب حضور یافت. او از Tianzhou 1 تا Tianzhou 10 همواره در خط مقدم تمام پرتاب‌ها فعالیت داشته است. در همان زمان، در پایگاه ون‌چانگِ Technology and Engineering Center for Space Utilization وابسته به Chinese Academy of Sciences (CAS)، یکی از پژوهشگران در حال حمل جعبه حاوی تجهیزات آزمایشگاهی بود. او پس از پیمودن مسیری کوتاه با خودرو، به سکوی پرتاب رسید و جعبه محتوی نمونه‌های زیستی نگهداری‌شده در دمای پایین را تحویل Wang Ran داد. ساعت ۸:۱۴ صبح ۲۱ اردیبهشت، موشک حامل Long March 7 فضاپیمای Tianzhou 10 را به فضا پرتاب کرد. چند ساعت بعد، فضاپیما با موفقیت به ایستگاه فضایی متصل شد و فضانوردان محموله‌ها، از جمله جعبه آزمایشگاهی را تخلیه کردند. در فروردین ۱۳۹۶، فضاپیمای Tianzhou 1 نخستین پرواز خود را انجام داد و فصل تازه‌ای در ترابری بار فضایی چین رقم زد. امروزه، فضاپیماهای باربری Tianzhou از نظر تنوع و حجم محموله رکوردهای تازه‌ای ثبت کرده‌اند و با ارائه خدمات انتقال سریع در بازه چندساعته، فرآیند پشتیبانی لجستیکی را بهبود بخشیده‌اند. Wang Ran در این باره می‌گوید: «نیازهای پژوهشی در ایستگاه فضایی چین متنوع‌تر شده است و نمونه‌های زیستیِ نگهداری‌شده در دمای پایین نیازمند انتقال فوق‌العاده سریع هستند. اگر قرار بود این اقلام مانند بارهای معمولی مراحل حمل، ورود به پایگاه و آزمایش‌های طولانی را طی کنند، کیفیت آن‌ها افت می‌کرد و نتایج آزمایش‌ها دستخوش تغییر می‌شد.» به همین دلیل، تیم تحقیقاتی از زمان مأموریت Tianzhou 2 کار روی راهکارهای بارگیری اقلام در آخرین ساعات پیش از پرتاب (Late Cargo Loading) را آغاز کرد. Wang Ran با ترسیم طرحی روی کاغذ توضیح می‌دهد: «ما دریچه کوچکی در بدنه فضاپیمای Tianzhou تعبیه کردیم که یک فرد بالغ تنها به صورت خمیده می‌تواند وارد آن شود. محفظه تعبیه‌شده در این بخش با ظرفیت ۱۰۰ کیلوگرم، به بارهای لحظه آخری اختصاص یافته است.» با این حال، ظرفیت ۱۰۰ کیلوگرم پاسخگوی تمام نیازها نبود و تیم مهندسی به دنبال افزایش این فضا بود. Wang Ran می‌گوید: «تیم تمام تلاش خود را به کار بست تا چینش بار در این فضاپیما با کارایی بالاتری انجام شود.» با اختصاص محفظه‌ای جدید در مجاورت فضای قبلی، حجم بارگیری به دو برابر افزایش یافت. همچنین با نصب ریل‌های کشویی، انتقال کالاها از دریچه جانبی بدون تغییر در ابعاد بیرونی آن تسهیل شد. در نهایت، با بهینه‌سازی طراحی چیدمان و تطبیق رابط‌ها، بدون نقض الزامات ایمنی و بدون تغییر در وزن کل، فضای در دسترس برای بارهای لحظه آخری افزایش یافت. ابتکارات دیگری نیز به کار گرفته شده است: مخازن پیشران بر اساس نیاز سوخت‌رسانی قابل تنظیم هستند و در مدل‌های جدید، حجم فضای بارگیری بخش درزبندی‌شده از ۱۸.۱ متر مکعب به ۲۲.۵ متر مکعب افزایش یافته است؛ همچنین برای لباس‌های فضایی ویژه راهپیمایی با وزن بیش از ۹۰ کیلوگرم، نگه‌دارنده‌های ویژه‌ای جهت اطمینان از ایمنی در حمل‌ونقل طراحی شده است. شی جین‌پینگ تأکید کرده است: «آسمان پهناور است و کاوش در آن پایانی ندارد؛ تنها از مسیر نوآوری مستمر است که ملت چین می‌تواند به سوی آینده‌ای بهتر گام بردارد.» طی یک دهه و با پرتاب ۱۰ فروند فضاپیما، تکامل تدریجی سری Tianzhou نشان‌دهنده ارتقای قابلیت‌های ترابری مداری چین است. با ورود نمونه‌ها و ادوات آزمایشگاهی متعدد به این آزمایشگاه فضایی، دستاوردهای علمی در حوزه علوم فضایی رو به افزایش است؛ بیش از ۱۰ نوع دستگاه ورزشی، صدها قلم تجهیزات پزشکی و بیش از ۱۰۰ نوع ماده غذایی متنوع برای فضانوردان تأمین شده است. گونه‌های زیستی نظیر گورخرماهی و موش‌ها و همچنین گیاهانی چون برنج و گوجه گیلاسی در شرایط مداری نگهداری و بررسی شده‌اند. افزایش گنجایش، سرعت حمل و ارتفاع پروازی فضاپیماهای باری چین، بستری مناسب برای حضور طولانی‌مدت فضانوردان و اجرای مأموریت‌های اکتشافی در اعماق فضا فراهم کرده است. انتقال داده‌ها و اسرار کیهانی به زمین نخستین محموله بازگردانده‌شده از سمت پنهان ماه در تاریخ بشر، طی فرایندی دقیق نمونه‌برداری و درزبندی شد. ارتباط مستقیم با سمت پنهان ماه به دلیل موانع فیزیکی با زمین ممکن نیست و این امر مستلزم بهره‌گیری از ماهواره‌های رله مخابراتی است. به دلیل محدودیت‌های ارتباطی و شرایط محیطی، زمان مفید برای نمونه‌برداری و بسته‌بندی در مأموریت Chang'e 6 نباید از ۱۷ ساعت فراتر می‌رفت. برای تضمین موفقیت این عملیات فشرده، تیم پژوهشی China Academy of Space Technology در CASC سازوکارهایی چندگانه برای تسهیل نمونه‌برداری طراحی کرد: ارتقای استقلال مسبار در نمونه‌برداری و بسته‌بندی خودکار جهت افزایش سرعت، و استفاده از روش «نظارت انسانی در چرخه فرمان» (Human-in-the-loop) به‌منظور امکان مداخله اپراتورهای زمینی در شرایط اضطراری. فرایند کامل نمونه‌برداری و درزبندی شامل نزدیک به ۲ هزار فرمان و عملیات پیاپی بود. دنگ شیانگ‌جین (Deng Xiangjin)، متخصص CAST وابسته به CASC می‌گوید: «هر کنش بر مرحله بعدی اثرگذار بود و نیازمند طراحی دقیق و اعتبارسنجی کامل بود.» پیش از اجرای عملیات، دستورالعمل‌ها، رویه‌ها، معیارهای سنجش و طرح‌های واکنش اضطراری تدوین شد؛ به‌طوری‌که گزارش اقدامات مداری خود او بیش از ۱,۰۵۵ سطر را شامل می‌شد. Deng Xiangjin می‌افزاید: «وظیفه ما اجرای دقیق و بدون نقص تک‌تک جزئیات بود.» این آماده‌سازی‌ها در قالب فرامین عملیاتی از فاصله حدود ۳۸۰ هزار کیلومتری مخابره شد و در نهایت نمونه‌ها بسته‌بندی و برای بازگشت آماده شدند. سپس این محموله در مسیر بازگشت به زمین باید یک مرحله الحاق مداری را پشت سر می‌گذاشت. فو لی‌جیا (Fu Lijia)، کارشناس Shanghai Academy of Spaceflight Technology (SAST) در CASC توضیح می‌دهد: «سوخت بخش صعودکننده تنها برای برخاستن از سطح ماه و ورود به مدار آن کافی بود. مأموریت بازگرداندن نمونه‌ها به زمین باید به مجموعه مستقر در مدار سپرده می‌شد. بنابراین، عملیات الحاق و انتقال کپسول نمونه‌ها باید در نخستین تلاش با موفقیت کامل انجام می‌گرفت. بروز هرگونه اختلال می‌توانست به از دست رفتن نمونه‌ها منجر شود. به‌ویژه در بخش اتصال فیزیکی، با توجه به حرکت پرسرعت هر دو فضاپیما، اگر مکانیزم قفل‌کننده به‌درستی عمل نمی‌کرد، بخش صعودکننده ممکن بود دچار انحراف شود.» در فاصله ۳۸۰ هزار کیلومتری از زمین، بخش صعودکننده Chang'e 6 با موفقیت به مجموعه مدارگرد و کپسول بازگشت ملحق شد و محفظه درزبندی‌شده حاوی نمونه‌های خاک به کپسول بازگشت انتقال یافت. در ۵ تیر ۱۴۰۳، کپسول بازگشت مأموریت Chang'e 6 با حمل ۱,۹۳۵.۳ گرم نمونه از سمت پنهان ماه در زمین فرود آمد. بررسی‌های آزمایشگاهی بر روی این نمونه‌ها تاکنون به یافته‌های علمی متعددی منجر شده است: لایه گوشته در سمت پنهان ماه نسبت به سمت پیدای آن خشک‌تر و سردتر است؛ شواهدی از فعالیت‌های ماگمایی جدیدتر در سمت پنهان کشف شده و زمان تشکیل حوضه‌های برخوردی باستانی ماه با دقت بیشتری تعیین شده است. در تیرماه امسال نیز نتایج مطالعه‌ای منتشر شد که نشان می‌دهد تفاوت در انرژی ذرات باد خورشیدی دریافتی در دو سوی ماه به اثر تنظیمی مگنتوسفر زمین وابسته است. شی جین‌پینگ در این زمینه تأکید کرده است: «دستاوردهای پروژه کاوش ماه بازتاب‌دهنده دانش و تلاش نسل‌های متوالی متخصصان هوافضای ماست و گوشه‌ای از پیشرفت‌های چشمگیر کشور در مسیر خوداتکایی علمی و فناوری را به نمایش می‌گذارد.» گام‌های اکتشافی چین طی دهه‌ها استمرار داشته است؛ در سال ۱۳۵۴، با بازگشت نخستین ماهواره سنجش از دور با قابلیت بازیابی، چین به سومین کشور دارنده فناوری بازیابی ماهواره در جهان تبدیل شد. در سال‌های اخیر، مأموریت Chang'e 5 نخستین عملیات نمونه‌برداری و بازگشت از ماه را محقق کرد و Chang'e 6 این دستاورد را به سمت پنهان ماه گسترش داد. هم‌اکنون این کاوش‌ها علاوه بر نمونه‌های فیزیکی، حجم عظیمی از داده‌ها و تصاویر را شامل می‌شود. در تیرماه امسال، کاوشگر Tianwen 2 تصاویری از یک سیارک ارسال کرد و ماهواره Fengyun-4C نیز از مدار ۳۶ هزار کیلومتری داده‌هایی درباره سامانه‌های ابری و شراره‌های خورشیدی به زمین مخابره نمود. گسترش مشارکت‌های بین‌المللی شی جین‌پینگ تصریح کرده است: «فضای ماورای جو قلمرو مشترک بشریت است و کاوش‌های فضایی آرمانی مشترک برای تمام انسان‌هاست.» بر این اساس، چین در پروژه‌های فضایی خود بسترهایی برای همکاری‌های بین‌المللی تعریف کرده است. در ۱۴ اردیبهشت ۱۴۰۳، ماهواره مکعبی (کیوب‌ست) پاکستان همراه با کاوشگر Chang'e 6 به مدار ماه پرتاب شد و نخستین مأموریت کاوش ماه در تاریخ پاکستان را رقم زد. مأموریت Chang'e 6 علیرغم محدودیت‌های وزنی برای نخستین نمونه‌برداری خودکار از سمت پنهان ماه، حامل ۴ محموله بین‌المللی از جمله کیوب‌ست پاکستان بود. همکاری مشترک چین و پاکستان برای ساخت این ماهواره از اوایل سال ۲۰۲۳ میلادی آغاز شد. پیچیدگی فنی، هماهنگی سامانه‌ها، تفاوت زمانی و فواصل زبانی کار را دشوار می‌کرد. با این حال، وو شوفان (Wu Shufan)، استاد دانشکده هوانوردی و فضانوردی دانشگاه Shanghai Jiao Tong University به عنوان سرپرست تیم چینی، با همکاری تیم پاکستانی موفق به ساخت این ماهواره به وزن ۶.۵ کیلوگرم (وزن کل بارگیری ۹ کیلوگرم) شدند. Wu Shufan می‌گوید: «این ماهواره علی‌رغم ابعاد کوچک خود، از نوآوری‌های فنی متعددی برخوردار است. تیم ما راهکار مخابراتی مناسبی برای این نانوماهواره طراحی کرد و چالش دورسنجی و انتقال داده در فاصله دور میان زمین و ماه را حل کرد.» برای پشتیبانی از این همکاری، کمیته فنی مأموریت Chang'e 6 کارگروه‌های تخصصی تشکیل داد تا مسائل فنی و مدیریتی را ساماندهی کنند. در ۱۹ اردیبهشت ۱۴۰۳، کیوب‌ست پاکستان در مدار ماه رهاسازی شد و تصویری ثبت کرد که در آن خورشید و ماه در یک قاب دیده می‌شدند. این تصویر به شکل گسترده‌ای در محافل علمی بین‌المللی بازنشر شد. عمر مفید تعیین‌شده برای این نانوماهواره ۵ ساعت بود، اما در عمل ۵۵ روز در مدار فعالیت کرد و تصاویر و داده‌های سنجشی متعددی به پاکستان فرستاد. Wu Shufan معتقد است دستاوردهای علمی این ماهواره فراتر از پیش‌بینی‌های اولیه بوده است. در طول فرایند توسعه، متخصصان پاکستانی از تجارب طرف چینی بهره‌مند شدند. قمرالاسلام (Qamarul Islam)، استاد Institute of Space Technology پاکستان و دانشمند ارشد این پروژه اظهار داشت: «پاکستان امیدوار است به همکاری‌های مشترک خود با چین در زمینه طراحی و تولید ماهواره‌های کاربردی ادامه دهد.» چین تاکنون با بیش از ۵۰ کشور و سازمان بین‌المللی در قالب تولید ماهواره، حمل محموله‌ها، تبادل داده، آموزش نیروی انسانی و مدیریت فضای ماورای جو قراردادهای همکاری امضا کرده است. همچنین ۹ پروژه از ۱۷ کشور به عنوان نخستین سری از پروژه‌های علمی مشترک در ایستگاه فضایی چین انتخاب شده‌اند و قرار است این ایستگاه میزبان فضانوردان خارجی نیز باشد. از سوی دیگر، اشتراک‌گذاری داده‌های ماهواره‌ای چین در سطح بین‌المللی دنبال می‌شود. در اردیبهشت امسال، ماهواره SMILE که پروژه مشترک چین و European Space Agency است، با هدف بررسی اثرات متقابل بادهای خورشیدی و مگنتوسفر زمین پرتاب شد. در برزیل، ماهواره‌های مشترک سنجش منابع زمینی (CBERS) در پایش جنگل‌های آمازون به کار می‌روند؛ در مصر، ماهواره MisrSat 2 تصاویر با وضوح بالا برای برنامه‌ریزی شهری و آمایش سرزمین ارائه می‌دهد؛ و در تاجیکستان، پایش تغییرات ساختاری سد دریاچه سریز با استفاده از سامانه ناوبری BeiDou انجام می‌شود. صنعت هوافضای چین طی هفت دهه گذشته با اتکا به توسعه فنی و گسترش تعاملات بین‌المللی، مسیر کاوش در مدار زمین و فراتر از آن را ادامه داده و در تلاش است تا نتایج این دستاوردها را در حوزه‌های علمی و کاربردی در سطح جهانی به اشتراک بگذارد.