طرق الوصول إلى القمر

عندما أصبحت مركبة تشانغ إي 5 الصينية أول مهمة تعيد عينات من القمر منذ عام 1976، تصدرت عناوين الأخبار في جميع أنحاء العالم ولفتت انتباه عشاق رحلات الفضاء في كل مكان. بالنسبة للعديد من الناس، كان جزء من الانبهار هو أنها استحضرت حقبة غابرة من رحلات الفضاء، وأعادت صورًا تذكرنا بأبولو: المناظر الطبيعية القمرية، وصخور القمر، ولقاءات المركبات الفضائية. يشبه شكل مركبة تشانغ إي 5 وحدة قمرية تابعة لأبولو. وهبطت المهمة في محيط العواصف، كما فعل رواد الفضاء في أبولو 12 بيت كونراد وآلان بين.

لكن تشانغ إي 5 كانت مشابهة لهبوط أبولو على القمر بطريقة أكثر جوهرية: الطريقة التي استخدمتها للوصول إلى القمر والعودة منه، والمعروفة باسم لقاء المدار القمري (LOR). في هذا النهج، تسافر مجموعة من الوحدات إلى القمر، كل منها لتنفيذ غرض محدد.

لكن لم يكن من الضروري أن يكون الأمر على هذا النحو: فهناك العديد من الطرق للوصول إلى القمر، وقد درست وكالة ناسا عدة طرق قبل اختيار LOR. وعلى الرغم من أن LOR كانت هي المسيطرة حتى الآن، فمن الممكن أن تبدو مهام القمر المستقبلية مختلفة تمامًا.

أبولوLOR
اختارت وكالة ناسا نهج الالتقاء في مدار القمر لبرنامج أبولو، ولكن فقط بعد دراسة متأنية للبدائل.

ناسا
الالتقاء في مدار القمر
اتبعت مركبة تشانغ إي 5 دليلًا مألوفًا على غرار أبولو، يتكون من وحدة خدمة تزود مركبة الهبوط القمرية بالطاقة والدفع ووحدة لإعادة العينات إلى الأرض. عند الوصول إلى مدار القمر، انفصلت مركبة الهبوط، تاركة وراءها وحدة الخدمة ووحدة العودة إلى الأرض. تتكون مركبة الهبوط من جزأين: وحدة نزول ووحدة صعود. بعد الهبوط على سطح القمر والحصول على عينات من تربة القمر، استخدمت وحدة الصعود وحدة الهبوط كمنصة إطلاق، وانطلقت من سطح القمر للالتقاء بالمكونات المنتظرة بصبر من تشانغ إي 5 في مدار القمر.

وبمجرد نقل العينات القمرية إلى وحدة العودة إلى الأرض، انفصلت مرحلة الصعود عن وحدة الخدمة. ثم أشعلت وحدة الخدمة، التي لا تزال متصلة بوحدة العودة إلى الأرض، محركها للعودة إلى الأرض حيث انفصلت وحدة العودة – التي تحمل عينات القمر الثمينة – في الدقائق الأخيرة من الرحلة وأعادت دخول الغلاف الجوي، وهبطت في منغوليا.

تعتبر وحدة العودة إلى الأرض وسيلة فعالة للغاية للوصول إلى القمر والعودة منه: فهي تضع فقط الأجهزة على سطح القمر التي تحتاج بالفعل إلى الذهاب إلى السطح. لا تحتاج وحدة العودة إلى الأرض ووحدة الخدمة وكل الوقود اللازم للعودة إلى الأرض من مدار القمر إلى الهبوط فعليًا على القمر، لذلك فهي لا تحتاج إلى ذلك. وهذا يسمح للمركبة القمرية بأن تكون أخف وزنًا بكثير وتستخدم وقودًا أقل ومحركًا أصغر. وعلى نحو مماثل، بما أن وحدة الصعود فقط تنطلق من القمر، فإن الوقود والمحرك الأصغر حجمًا مطلوبان لإعادة هذا المكون إلى مدار القمر.

CNSA
الجانب السلبي للمهام التي تستخدم LOR هو أن الالتقاء الفعلي فوق القمر صعب ويجب أن يعمل بشكل مثالي – وإلا فإن المهمة بأكملها ستفشل. تمكنت Chang’e 5 من إجراء هذا الالتقاء بشكل مستقل باستخدام رادار الميكروويف، في حين اعتمدت مهام أبولو على طياريها البشريين لرسو مركباتهم الفضائية يدويًا. والواقع أن الوظيفة الرئيسية لرائد الفضاء الوحيد المتبقي في مدار القمر في وحدة القيادة والخدمة أثناء مهام أبولو كانت القدرة على إنقاذ رواد القمر من مدار منخفض أو غير منتظم في حالة مواجهتهم لمشاكل بعد الإقلاع من القمر نفسه.

الصعود المباشر
لقد أثبتت LOR أنها وسيلة فعالة للوصول إلى سطح القمر والعودة منه، لكنها ليست الطريقة الوحيدة. في الواقع، خلال ستينيات القرن العشرين، نظر المهندسون في وكالة ناسا والاتحاد السوفييتي (الذي كان يخطط أيضًا لإرسال رواد فضاء إلى القمر) في مجموعة متنوعة من ملفات تعريف المهام المختلفة. ومثل LOR، كان لكل منها مزايا وعيوب. الصعود المباشر هو، على الأقل من الناحية النظرية، أبسط طريقة للوصول إلى القمر والعودة. يتضمن الصعود المباشر بناء صاروخ واحد، والإقلاع من الأرض، والطيران إلى القمر وهبوط الصاروخ المذكور على القمر. بعد اكتمال المرحلة القمرية من المهمة، ينطلق الصاروخ بالكامل من القمر ويعود إلى الأرض.