کاهش بودجه ناسا و آینده اکتشافات منظومه شمسی: تهدیدی برای مأموریت اورانوس
بحران سوخت فضایی: چگونه قطع بودجه RPS اکتشافات ناسا را متوقف میکند؟
در بهار ۲۰۲۲، جامعه فضایی آمریکا اولویت اصلی خود را برای دهه آینده اکتشافات علمی مشخص کرد: مأموریت به اورانوس، سیاره گازی آبیرنگی که تنها در سال ۱۹۸۶ و طی یک پرواز کوتاه فضاپیما از نزدیک مشاهده شده است. با فاصله بیش از ۲.۶ میلیارد کیلومتری از زمین، اورانوس میتواند اسرار ارزشمندی درباره تاریخچه اولیه منظومه شمسی و سیارات هماندازه خود که حول ستارگان دیگر کشف شدهاند، فاش کند. اما اکنون، پیشنهاد دونالد ترامپ برای کاهش بودجه ناسا ممکن است این کشفیات را بیش از هر زمان دیگری به تعویق بیندازد.
فناوری حیاتی RPS: موتور محرکه اکتشافات دوردست
سیستمهای نیروی رادیوایزوتوپی (RPS) فناوری مورد بحث است – بخشی اغلب نادیده گرفته شده از بودجه ناسا که سوخت هستهای را به الکتریسیته قابل استفاده تبدیل میکند. این سیستمها که بیشتر شبیه باتری هستند تا رآکتورهای کامل، مستقیماً به فضاپیماها متصل شده و آنها را در تاریکترین و دوردستترین نقاط منظومه شمسی که نور خورشید برای استفاده بسیار ضعیف است، نیرو میدهند. این فناوری حیاتی تاکنون امکان انجام دهها مأموریت ناسا از جمله وویجرهای ۱ و ۲ که اکنون در فضای بینستارهای سفر میکنند تا مریخنوردهای پشتکار و کنجکاوی را فراهم کرده است.
هزینه گزاف و تصمیم بحثبرانگیز ترامپ
اما RPS گرانقیمت است. تنها در سال ۲۰۲۴، هزینه آن برای ناسا حدود ۱۷۵ میلیون دلار بوده که عمدتاً به دلیل هزینههای استخراج و پالایش پلوتونیوم-۲۳۸ – ماده رادیواکتیو سمی، کمیاب و دشوار برای کار – است. درخواست بودجه ریاستجمهوری برای سال مالی ۲۰۲۶ (PBR) که بهار امسال منتشر شد، پیشنهاد تعطیلی این برنامه را تا سال ۲۰۲۹ داده است. این زمان دقیقاً برای استفاده از RPS در مأموریت دراگونفلای ناسا – یک کوادکوپتر دوگانه هستهای برای کاوش تیتان، قمر یخزده زحل – کافی است. پس از آن، بدون RPS، هیچ مأموریت آمریکایی به منظومه شمسی بیرونی در آینده قابل پیشبینی ممکن نخواهد بود.
واکنش جامعه علمی: “این یک اشتباه بود”
آماندا هندریکس، مدیر مؤسسه علوم سیارهای که تلاشهای علمی مأموریتهای ناسا مانند کاسینی در زحل و گالیله در مشتری را رهبری کرده، میگوید: “این یک اشتباه بود. واقعاً مثل این است که دست چپ با دست راست هنگام تهیه PBR صحبت نکرده باشد.”
در میان ۴۰۰ صفحه PBR، بارها به اهمیت برنامهریزی برای نسل بعدی مأموریتهای علوم سیارهای کشور اشاره شده و حتی پیشنهاد شده که بخش علوم سیارهای ناسا بهتر از هر بخش دیگر عملیات علمی این آژانس فضایی تأمین مالی شود. اما به گفته این سند، “برای دستیابی به صرفهجویی در هزینه”، سال ۲۰۲۸ باید آخرین سال تأمین مالی RPS باشد و “با توجه به محدودیتهای بودجه و کاهش خط لوله مأموریتهای جدید علوم سیارهای”، بودجه پیشنهادی پس از سال ۲۰۲۶ هیچ بودجهای برای کار وزارت انرژی (DOE) که از RPS پشتیبانی میکند، در نظر نگرفته است.
ارزش اکتشافات دوردست: از اقیانوسهای پنهان تا محیطهای بالقوه قابل سکونت
مأموریتهای ناسا به منظومه شمسی بیرونی به دلیل مدت زمان طولانی و مهندسی طاقتفرسای مورد نیاز برای ساخت فضاپیمایی که بتواند شرایط سرد و نامساعد را تحمل کند، کمتعداد هستند. اما آنچه این مأموریتها از نظر تعداد کم دارند، با ارزش کشفیات جبران میکنند: برخی از جذابترین و بالقوه قابل سکونتترین محیطهای خارج از زمین تصور میشود که در اقیانوسهای وسیع قمرهای یخی که زمانی بیابانهای بیحاصل تصور میشدند، وجود دارند. یکی از این محیطها در انسلادوس، قمر زحل قرار دارد که در بررسی دهساله علوم سیارهای و اخترزیستشناسی ۲۰۲۲ آمریکا پس از اورانوس به عنوان دومین اولویت کشور رتبهبندی شده است.
الکس هیز، دانشمند سیارهشناسی در دانشگاه کرنل که ریاست پانل بررسی دهساله را بر عهده داشت، میگوید: “منظومه شمسی بیرونی نوعی آخرین مرز است. شما فکر میکنید که چیزی چگونه کار میکند تا زمانی که یک فضاپیما برای کاوش آنجا بفرستید، و سپس متوجه میشوید که اصلاً نمیدانستید چگونه کار میکند.”
چالشهای تولید RPS: از جنگ سرد تا امروز
برخلاف سیستمهای انرژی خورشیدی – فناوری نسبتاً “آماده” که میتواند به صورت مأموریت به مأموریت استفاده شود – RPS به یک خط تولید مستمر نیاز دارد که در برابر اختلال آسیبپذیر است. برنامه ناسا از طریق DOE عمل میکند، جایی که آژانس فضایی خدمات DOE را برای منبعیابی، خالصسازی و کپسولهکردن سوخت پلوتونیوم-۲۳۸ و همچنین مونتاژ و آزمایش دستگاههای RPS خریداری میکند. متداولترین نوع RPS، یک ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپی، انرژی حرارتی منتشرشده از واپاشی طبیعی پلوتونیوم-۲۳۸ را به حداکثر ۱۱۰ وات توان الکتریکی تبدیل میکند. هر گرمای اضافی نیز به گرم نگه داشتن فضاپیما و ابزارهای آن برای عملکرد کمک میکند.
ایجاد خط تولید RPS حدود سه دهه طول کشید و ریشههای این برنامه به دوران گذشته جنگ سرد و سرمایهگذاری سنگین آمریکا در فناوری و زیرساختهای هستهای بازمیگردد. تنها آمادهسازی سوخت رادیواکتیو به کار چندین تأسیسات DOE در سراسر کشور نیاز دارد: آزمایشگاه ملی اوک ریج اکسید پلوتونیوم را تولید میکند، سپس آزمایشگاه ملی لوس آلاموس آن را به قرصهای قابل استفاده تبدیل میکند که در نهایت در آزمایشگاه ملی آیداهو ذخیره میشوند. هندریکس میگوید کاهش بودجه این خط تولید را دچار آشفتگی کرده و باعث خروج کارکنان باتجربه خواهد شد. او اضافه میکند که بازیابی آن تخصص و قابلیت، به میلیاردها دلار و چند دهه دیگر زمان نیاز دارد.
پیامدهای گستردهتر: از ماه تا مریخ
رایان پی. راسل، مهندس هوافضا در دانشگاه تگزاس در آستین میگوید: “این تصمیمات توسط افرادی گرفته میشود که به طور کامل پیامدها را درک نمیکنند. از نظر فناوری، [RPS] در مسیر بحرانی به سوی برتری در فضا قرار دارد، چه در کاربردهای نظامی، غیرنظامی یا صنعتی.”
راسل تأکید میکند که RPS نه تنها برای کاوش اورانوس، انسلادوس و سایر مقاصد منظومه شمسی بیرونی حیاتی است، بلکه احتمالاً یکی از ارکان اساسی اولویتهای فضایی دولت، مانند توسعه حضور پایدار انسان در ماه و اعزام فضانوردان به مریخ نیز هست. در حالی که هر دو مقصد نسبتاً نزدیک به خورشید هستند، طوفانهای گرد و غبار جهانی مریخ میتوانند پنلهای خورشیدی را دفن کنند و شبهای دو هفتهای ماه به اندازهای سرد هستند که حتی بهترین باتریها را نیز آزمایش میکنند. مورد دوم دلیل تصمیم شان دافی، مدیر موقت ناسا را برای تسریع در توسعه یک رآکتور هستهای ماه در هفته گذشته توضیح میدهد.
راسل میگوید: “رها کردن گزینههای هستهای در مقیاس کوچک مانند RPS در حالی که به دنبال یک رآکتور در مقیاس کامل هستید، مانند تلاش برای ساختن خانه بدون تیرهای چوبی است. اگر بلوکهای ساختمانی اولیه را نداشته باشید، به جایی نخواهید رسید.”
برنامه بازگشت نمونه مریخ و رقابت جهانی
ناسا در بیانیهای به ساینتیفیک آمریکن تأیید کرد که برنامه بازگشت نمونه مریخ (MSR) که این آژانس به طور مشترک با آژانس فضایی اروپا دنبال میکند نیز به RPS وابسته است. در حالی که کاخ سفید پیشنهاد لغو MSR را داده است، دانشمندان و سیاستمداران بازگرداندن نمونههای مریخی به زمین را به عنوان یک نقطه عطف کلیدی در رقابت فضایی امروزی با چین میدانند.
در همین حال، سایر کشورها در حال پیگیری یا حفظ قابلیتهای RPS خود هستند. اروپا روی آمریکیم-۲۴۱ تمرکز کرده است – یک رادیوایزوتوپ با نیمه عمر پنج برابر بیشتر اما توان خروجی پنج برابر ضعیفتر از پلوتونیوم-۲۳۸. روسیه دهههاست که از RPS استفاده میکند و چین و هند نیز در حال توسعه نسخههای بومی این فناوری هستند.
آینده نامشخص RPS و تلاش برای نجات آن
جالب توجه است که علیرغم فشار دولت برای واگذاری عملکردهای پرهزینه فضایی مانند پرتاب موشک به شرکای تجاری، RPS بعید است که حمایت زیادی از بخش خصوصی دریافت کند. راسل میگوید: “برخورد با [این نوع] مواد هستهای – این چیزی نیست که یک شرکت انجام دهد.”
هندریکس میگوید جامعه علوم سیارهای امیدوار است که کنگره را متقاعد کند که RPS “حیاتی و اساسی” است. گروه ارزیابی سیارات بیرونی (OPAG) که توسط ناسا تأسیس شده و ورودی مستقل به این آژانس فضایی ارائه میدهد، نگرانیهای خود را در یافتههای نشست ژوئن به ناسا اعلام کرد و نوشت که این تصمیم “پیامدهای وحشتناکی” برای اکتشافات آینده منظومه شمسی خواهد داشت. مقالات سفید تهیه شده توسط نمایندگان آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جانز هاپکینز و آزمایشگاههای پیشرانش جت، پرواز فضایی گودارد و تحقیقات گلن ناسا احساسات مشابهی را بیان کردند و خاطرنشان کردند که نه مورد از ۱۵ مأموریت موجود و آینده توصیه شده در آخرین بررسی دهساله از RPS استفاده میکنند.
هیز میگوید: “شما فقط توانایی خود را برای انجام پیکربندیهای خاص مأموریت و همچنین رسیدن به فراتر از زحل را اگر RPS را تعطیل کنید، تضعیف میکنید. نمیتوانید استدلال کنید که اولویتبندی علمی بخشی از فرآیند تصمیمگیری [کاخ سفید] بود.”
اگرچه هر دو مجلس نمایندگان و سنا پیشنویس لایحه اعتبارات ۲۰۲۶ را منتشر کردهاند که بودجه کلی ناسا را حفظ میکند، اما هیچکدام به صراحت به RPS اشاره نکردهاند. این بدان معناست که این برنامه تحت “هزینههای اختیاری” ناسا قرار میگیرد – دستهای که دانشمندان و کارشناسان حقوقی میگویند توسط یک دولت ریاستجمهوری که به دنبال اجرای دستور کار سیاسی خود است، راحتتر دستکاری میشود. به عبارت دیگر، بدون اشاره واضح و مستقیم به RPS از سوی اختصاصدهندگان کنگره، برنامه دولت ترامپ برای تعطیلی این برنامه میتواند آسانتر محقق شود. در نتیجه، هندریکس امیدوار است که کنگره در بودجه نهایی خود عباراتی را به صراحت برای تأمین مالی RPS اضافه کند.
یک کارمند کنگره که با بودجه ناسا آشنا است و برای بحث آزادانه در مورد این مسائل ناشناس مانده، میگوید: “علاقه قوی از سوی کنگره به نیاز به یک منبع انرژی قدرتمند برای فضای دوردست وجود دارد.” اما “من نمیدانم که اعضا هنوز کاملاً روی [RPS] تمرکز کردهاند زیرا نگرانی زیادی درباره قصد [ترامپ] برای لغو بسیاری از مأموریتهای سیارهای آینده وجود دارد.”
پرسش بنیادین: آینده اکتشافات فضایی بدون RPS
کارول پتی، فیزیکدان سیارهای دانشگاه اورگن و هماهنگکننده مشترک OPAG توضیح میدهد که در اصل، حمایت سیاسی از مأموریتهای منظومه شمسی بیرونی بدون حمایت متناظر از توانایی رسیدن به آنجا بیمعنی است. او میگوید تصمیم به تعطیلی RPS “به نظر یک مورد ساده در لیست میرسد.” اما پیامدها “بسیار نگرانکننده و هشداردهنده هستند. اگر مأموریتهای بزرگی برای هدایت جامعه، هدایت اکتشافات، آموزش نسل بعدی وجود نداشته باشد، این ما را به کجا میرساند؟”
