ردپای انسان روی ماه چه شکلی خواهد داشت؟

خبرآنلاین: این یکی از ماندگارترین تصاویر از دوران فضایی آپولو است؛ یک اثر تنها و کم‌رنگ برروی خاک خاکستری و غبارآلود سطح ماه.. رگه‌های فشرده‌ای که به‌صورت افقی، رد کفش باز آلدرین فضانورد مسافر ماه هستند. این به‌عنوان یکی از اولین ردپاهایی است که یک انسان در دنیایی دیگر به یادگار گذاشته و نمادی قدرتمند از تلاش بشریت به شمار می‌رود.

در واقعت این ردپا، تنها یکی از صدها ردپایی است که توسط ۱۲ فضانوردی که بین سال‌های ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۲ گام به سطح ماه گذاشتند به جای مانده و تا جایی که ما می‌دانیم، این ردپاها تا به امروز در سطح ماه به جای مانده‌اند. از آنجا که در سطح ماه اثری از باد و باران نیست تا این رد پاها را از بین ببرد، آنها برای میلیون‌ها سال پابرجا خواهند بود.

ناسا این روزها در حال آماده‌سازی برای فرستادن گروه جدیدی از فضانوردان به قطب جنوبی ماه است و از همین رو ممکن است به زودی مجموعه دیگری از ردپاها روی سطح ماه ایجاد شود. ولی اولین ردپاهای انسان که حدود پنجاه سال پیش روی سطح ماه نقش بستند، حالا چه شکلی هستند و چه تفاوتی بین ردپاهایی که فضانوردان آپولو روی سطح ماه بر جای گذاشته‌اند با رد پاهایی که در سال‌های آتی فضانوردان با کفش‌های جدیدشان بر ماه رقم خواهند زد وجود خواهد داشت؟

نسل بعدی کفش‌ها برای سفر به ماه

ناسا و شرکای تجاری‌اش، سال‌ها زمان را صرف طراحی و آماده‌سازی مواد مناسب برای نسل بعدی چکمه‌ها برای سفر به ماه کرده‌اند و زمانی که ۴ فضانورد جدید در سال ۲۰۲۵ و در برنامه آرتمیس روی سطح ماه گام بگذارند، کفش‌های آنها باید به نحوی باشد تا فضانوردان در آن احساس ایمنی و راحتی کنند. این کفش‌ها باید فضانوردان را در دوره‌های طولانی در دمای ۲۲۵- سانتی‌گراد محافظت کند و همچنین آنها را در زمین‌های ناهموار قطب جنوبی ماه ایمن نگاه دارد.

مهندسانی که مسئولیت ساخت این کفش‌ها را برعهده دارند، علاوه بر استفاده از مواد و فناوری‌های نوآورانه، به ردی که این کفش‌ها برای میلیون‌ها سال آتی برروی سطح ماه به جای خواهند گذاشت نیز توجه ویژه‌ای دارند. کف این کفش‌ها نه تنها باید چسبندگی کافی برای راه رفتن روی سطح ماه را داشته باشد، بلکه باید نمادین بوده و رد آنها متفاوت از رد کفش فضانوردانی باشد که برای اولین بار گام به ماه گذاشته بودند.

زک فستر، مهندس لباس فضایی در مرکز فضایی جانسون ناسا که رهبری تحقیق و توسعه کفش‌های جدید را عهده‌دار است در این رابطه گفته:« قطعا ویژگی‌هایی کاربردی خاصی هست که باید در طراحی کفش‌ها در نظر گرفته شود. کشش بسیار مهم است. شما کف کفش را در معرض انواع مختلفی از ویژگی‌های سطحی قرار می‌دهید؛ بنابراین باید چسبندگی خوبی روی سنگ‌های سخت و همچنین سطوح پوشیده از گرد و غبار و حتی سطوح سخت‌تری مثل سطوح فلزی (وسایل نقلیه و نردبان) نیز داشته باشد. عاج‌های کفش باید در مقابل فرسودگی هم مقاوم باشند. در عین حال زیبایی‌شناسی هم بخشی از کار است؛ چرا که رد کفش‌ها، تصاویر بسیار نمادینی خواهند بود.»

طراحی کلی لباس‌های فضایی که در ماموریت آرتمیس مورد استفاده قرار خواهند گرفت، برعهده Axiom Space، یک کمپانی تجاری فضایی است. یکی از مهمترین بخش‌ها در طراحی این لباس‌های فضایی، کفش‌های فضانوردان در سفر به ماه است که در ماه مارس ۲۰۲۳ از آن رونمایی شد و البته طراحی دقیق این کفش‌ها هنوز به صورت عمومی اعلام نشده است. ولی تحقیقات منتشر شده توسط ناسا در مورد نکاتی که باید در طراحی این کفش‌ها مدنظر قرار گیرد، همراه با آزمایش‌های اولیه روی برخی از طرح‌های ارائه شده، سرنخ‌هایی را در این زمینه ارائه کرده است.

چالش‌های طراحی کفش‌های مسافران ماه

احتمالا بزرگترین چالش پیش روی طراحان، دمایی است که فضانوردان در مقایسه با ماموریت‌های آپولو، در سفر به ماه تجربه خواهند کرد. دلیل آن هم تفاوت در مکان فرود در دو ماموریت است. در ماموریت آپولو فضانوردان روی سطح نسبتا مسطحی در مناطق استوایی ماه فرود آمده بودند ولی در پروژه آرتمیس سو، فضانوردان در محیطی بسیار متفاوت و در قطب جنوبی ماه فرود خواهند آمد. فستر دراین باره گفت:« در قطب جنوبی ماه، ما در انتظار دمای به مراتب سردتری هستیم.»

باید این را در نظر داشت که قطب جنوبی ماه دارای مناطقی است که دائما در سایه هستند. فستر گفت:« هزاران سال است که نور خورشید به این مناطق نخورده، در بخش‌هایی از این مناطق دمای هوا ممکن است تا ۲۲۵- سانتی‌گراد یا کمتر هم برود. اگر در نور خورشید باشید، دما ممکن است به ۶۵ درجه سانتی‌گراد برسد و پیاده‌روی فضایی ممکن است بین چهار تا هشت ساعت به طول بینجامد. پس در این بازه زمانی، ممکن است با نوسانات دمایی بسیار بالایی مواجه باشید.»

بدین‌ترتیب عایق‌بندی کفش‌ها، نکته‌ای کلیدی خواهد بود که هم ناسا و هم کمپانی Axiom انواع جدیدی از فوم‌ها و پوشش‌های عایق را برای کمک به حفظ دمای داخل کفش‌ها مورد آزمایش قرار داده‌اند. راسل رالستون، معاون برنامه فعالیت های خارج از خودروی(EVA) در Axiom Space در این باره گفته:« این کفش‌ها به طور خاص برای مقاومت در برابر نوسانات شدید دما در قطب جنوبی ماه طراحی شده‌اند و در طراحی آنها از مواد پیشرفته‌ای استفاده شده که در زمان ماموریت آپولو وجود نداشتند.»

او که این کفش‌ها را AxEMU می‌نامد، ادامه داد:« ما در حال استفاده از چندین ماده منحصر به فرد هستیم که بتواند در مقابل دمای سرد در قطب جنوبی ماه مقاوم باشد و این شامل فرمول‌های جدیدی از فلوروپلیمرها، مواد عایق و پوشش‌هایی است که برای محافظت حرارتی از پای فضانوردان طراحی شده است.»

کفش‌هایی با عناصر گرمایش فعال

یکی از گزینه‌هایی که مهندسان ناسا آن را مدنظر داشتند، اضافه کردن عناصر گرمایش فعال به چکمه‌ها برای ایجاد گرمای بیشتر است. چیزی مثل استفاده از نوعی رادیاتور قابل تعویض...فستر دراین باره گفت:« اگربه دنبال آن باشید که به صورت فعال کفش‌ها را گرم کنید، باید از جایی انرژی بگیرید.» این یعنی باید از کابل و باتری استفاده کرد که وزن کفش‌ها و در مجموع وزنی که توسط فضانوردان حمل می‌شود را افزایش خواهد داد.

با در نظر داشتن اینکه فضانوردان باید در بازه‌های زمانی طولانی مدت روی سطح ماه راه بروند و به شکل بالقوه در ماموریت‌های آینده یک پایگاه دائمی روی سطح ماه ساخته خواهد شد، حتی اندکی حجم اضافی، حرکت کردن را برای فضانوردان ناکارآمد خواهد کرد. مهندسان باید اطمینان حاصل کنند که کفش‌ها حسابی متناسب باشند و درعین حال چالش‌هایی که فضانوردان آپولو با آن روبرو بودند را نیز درنظر بگیرند. در پروژه آرتمیس، اولین زن در تاریخ گام به سطح ماه خواهد گذاشت و این بدان معناست که در هنگام طراحی و ساخت کفش‌ها، باید به فکر تولید سایزهای مختلفی بود. چرا که در ماموریت آپولو، همه فضانوردان مرد بودند و قد، سن و وزن نسبتا یکسانی داشتند.

فستر که شخصا ساعات زیادی با کفش‌ها و لباس‌های طراحی شده قدم می‌زند تا راحتی آنها را تست کند در این رابطه گفت:« ما به دنبال راه‌هایی هستیم تا بتوانیم کفش‌های مناسبی برای فضانوردان طراحی کنیم.»

رالستون گفت:« کفش‌های AxEMU به مراتب راحت‌تر و قابل حمل‌تر از کفش‌هایی است که فضانوردان در ماموریت آپولو استفاده می‌کردند.»

فضانودان قبل از آنکه تمرینات‌شان با کفش‌های فضایی را آغاز کنند، برای مدتی طولانی آنها را به پا خواهند کرد تا مطمئن شوند که روی سطح ماه، این کفش‌ها مطابق انتظار عمل خواهند کرد. فستر گفت:« فضانوردان با این کفش‌ها تمرین خواهند کرد و در شرایط متفاوتی از آنها استفاده خواهند نمود تا اینکه کامل به آنها عادت کنند. جا افتادن در کفش‌های فضایی به اندازه جا افتادن در یک جفت کفش نو مهم است. من خودم شخصا دو جفت جوراب می‌پوشم؛ وقتی قرار است بیشتر از شش ساعت کفش در پایم باشد، احساس راحتی بیشتری خواهم کرد.»

جذب گرد و غبار ممنوع

بحث دیگر مربوط به سطح ماه است. گرد و غبار ریزی که بخش عمده‌ای از ماه را پوشانده، شکلی نامنظم و تیز دارد و در نتیجه ساینده است. به علاوه این گرد و غبار حامل بار الکتریکی است که این موضوع باعث می‌شود تا به راحتی به سطوح چسبیده و به تجهیزات الکتریکی نیز آسیب می‌زند. در نتیجه وارد شدن این گرد و عبار به ماژول فرود یا زیستگاه فضانوردان در ماه، نامطلوب خواهد بود.

رالستون دراین باره گفته که کفش‌های طراحی شده توسط کمپانی او ، تقریبا بدون درز هستند تا مناطقی که گرد و غبار در آن به دام می‌افتد به حداقل رسیده و بتوان گرد و خاک را از روی کفش زدود. آنها از موادی استفاده می‌کنند که مانع از چسبیدن گرد وغبار الکتریکی به چکمه‌ها شود.

ردی که از کفش‌های جدید به جای خواهند ماند

در جریان ماموریت آپولو، فضانوردان، کفش‌های سفتی می‌پوشیدند که روی یک کفش داخلی نرم‌تر که بخشی از خود لباس فضایی بود، سوار می‌شد. همین کفش‌ها بود که روی سطح ماه اثر رد پای متفاوتی را به جای گذاشت و وقتی آنها به داخل کپسول بازگشتند، این کفش‌ها را از پای درآورده و آنها را روی سطح ماه باقی گذاشتند.

فستر گفت:« این کفش‌ها تنها برای عملیات پیمایش روی سطح ماه بود و بعد از اتمام ماموریت، فضانوردان آنها را در آورده و روی سطح ماه باقی گذاشتند تا بار اضافی به کره زمین بازنگردانند.»

فستر و رالستون هردو گفته‌اند که هنوز تصمیم‌گیری نشده که آیا کفش‌های مسافران ماموریت آرتمیس هم مثل کفش‌های قبلی در دو لایه مجزا ساخته خواهند شد یا خیر ولی طبق گفته آنها، تصمیم‌گیری در این رابطه براساس الزامات دما و مقاومت در برابر سایش است. این‌طور به نظر می‌رسد که نمونه‌های ابتدایی آزمایش شده توسط ناسا حاکی از آن است که این بار هم ممکن است کفش‌های فضانوردان در دو لایه مجزا طراحی شود و رد کفش‌ها کاملا متفاوت از آن چیزی است که توسط سرنشینان آپولو روی سطح ماه به جای مانده. یک لایه خارجی سیلیکونی با طرحی زیگزاگی که چسبندگی بهتری در سطح قطب جنوب ماه داشته باشد؛ دقیقا برخلاف کفش‌های سرنشینان آپولو که بیشتر شبیه کفش پیاده‌روی بود.

گرچه رالستون هنوز جزئیات زیادی در مورد عاج و کفی کفش را مطرح نکرده ولی یک سرنخ کلی در این رابطه برزبان آورد:« ما برنامه‌هایی برای طراحی عاج کفش‌ها داریم که ممکن است حاوی یک لوگو یا تصاویر دیگری باشد که نمادی از اهمیت بازگشت به ماه خواهد بود.»

یک نکته دیگر نیز روشن و واضح است؛ رد پاهای آتی بر روی سطح ماه، به اندازه رد پای سرنشینان آپولو ارزشمند خواهد بود؛ چرا که دوره‌ای جدید را در اکتشافات فضایی آغاز خواهد کرد. این سفر فراتر از اینکه بحث رسیدن به یک مقصد باشد، به عنوان دریچه‌ای برای آغاز اکتشافات با حضور انسان در منظومه شمسی از جمله مریخ خواهد بود.

زمانی که از فستر سوال شد که همکاری در پروژه‌ای که اثری سمبلیک را برای میلیون‌ها سال بعد در دنیای دیگری به جای خواهد گذاشت چه حسی دارد، اعلام کرد که از این بابت استرس دارد:« فشاری نیست؟ طبیعتا مسئولیت سنگینی را به همراه دارد. برای من این تصویر، به مراتب فراتر از یک ردپاست که به جای خواهد ماند. بحث تمام آزمایش‌هایی است که روی زمین انجام می‌شود؛ از آزمایش موشک گرفته تا کپسول فضانوردان و تمام تجهیزاتی که انسان را به سطح ماه می‌رسانند. این تصویری است که ما باید با هم بسازیم و خواهیم دید که چقدر می‌توانیم موفق باشیم.»