در کورو: آماده‌سازی ماهواره دیده‌بان آسمان اروپا برای جلوگیری از بلایای طبیعی

پس از دو پرواز و در فاصله بیش از ۷۰۰۰ کیلومتری از پاریس، در «یورونیوز» از نزدیک شاهد پرتابی بودیم که اروپا را در صف مقدم فناوری فضایی جهان قرار داده است؛ استقرار در مدار یک ماهواره مدرن که با آن نقشه برداری از سطح زمین برای پایش بلایا سرعت می گیرد تا سیل ها و آتش سوزی ها دیگر نتوانند کشورهای قاره کهن را چنین ویران کنند.

آگهی

آگهی

قلب سامانه پرتاب آریان ۶ روی سکو نیست، بلکه در اتاق کنترل بدون پنجره ای در چند کیلومتری آن قرار دارد. در همان جا معاون مدیر پرتاب، فردریک که برای جلوگیری از حملات سایبری نام خانوادگی او اعلام نمی شود، و چند مهندس دیگر از ما استقبال می کنند و جزئیات این رویداد را توضیح می دهند. موشکی که قرار است ماهواره جدید هواشناسی اروپا را در مدار قرار دهد، از یک پیش فرض روشن متولد شده است: ارزان تر و انعطاف پذیرتر بودن نسبت به نسل قبلی، آریان ۵، در شرایطی که رقابت بین المللی بسیار سخت تر از یک دهه پیش شده است.

پرتابگر: موشکی طراحی شده برای از دست ندادن زمان در کورو

مهندسان توضیح می دهند که کلید کار در این است که هر بخش در کجا انجام شود. مرحله اصلی آریان ۶ به طور کامل در فرانسه ساخته و آزمایش می شود؛ مرحله بالایی در آلمان. هر دو بخش در حالی به گویان فرانسه می رسند که «آماده پرواز» هستند و پس از تخلیه از کشتی Canopée دیگر نیازی به هیچ آزمون عملکردی اضافه ای ندارند. حمل این قطعات بر عهده همین کشتی باری اختصاصی Canopée است؛ همان کشتی بادبانی بزرگی که شرکت کشتیرانی را مشهور کرده و در مسیر خود پیش از رسیدن به آمریکای جنوبی، قطعات را در بوردو و روتردام نیز جمع آوری می کند.

پیشران های سوخت جامدی که در لحظه پرتاب به موشک کمک می کنند، در عوض خودِ گویان و در کارخانه های Regulus و Europropulsion ساخته می شوند. مهندسان خلاصه می کنند: «ساخت پیشران ها در همین جا بسیار عملی تر و مناسب تر از ارسال این نوع سوخت پیشران از اروپاست.» وقتی همه قطعات روی زمین هستند، تیم آریان گروپ فقط بین هفت تا نه روز زمان لازم دارد تا هسته مرکزی پرتابگر را سرهم کند و آن را برای پرواز آماده کند.

فردریک توضیح می دهد: «این طور نیست که مثل رفتن به پمپ بنزین، باک را پر کنید و راه بیفتید. پر کردن پرتابگر دو ساعت طول می کشد و بعد هم یک ساعت و نیم دیگر برای پایدارسازی حرارتی زمان لازم است، چون اکسیژن مایع حدود منفی ۱۵۰ درجه سانتی گراد و هیدروژن مایع حدود منفی ۲۵۰ درجه سانتی گراد دما دارد.»

پرواز MTG-I2 دو ویژگی فنی غیر معمول هم داشت. این اولین بار بود که آریان ۶ به مدار انتقالی زمین ایستا (GTO) می رفت؛ دورترین مداری که تا امروز این موشک در پیکربندی A62 با دو بوستر جانبی به آن رسیده است. و برای نخستین بار از زمان پرتاب افتتاحیه، در این ماموریت یک پنجره پرتاب دو ساعت و ۳۰ دقیقه ای به جای لحظه ثابت پرتاب در نظر گرفته شد که به تیم، در صورت بروز پیش بینی نشده ها، حاشیه امنی می داد.

مرحله بالایی موشک که با موتور Vinci کار می کند، همچنین به لطف سامانه فشاردهی با هلیوم می تواند در میانه پرواز دوباره روشن شود؛ سامانه ای که پیش از هر بار روشن شدن دوباره، سوخت را در کف مخزن می نشاند؛ قابلیتی که آریان ۵ نداشت و آریان ۶ با این نوع ماموریت ها آن را به خدمت گرفته است.

مونتاژ: ربات هایی که موشک را در حالت افقی سرهم می کنند

موشک به صورت افقی مونتاژ می شود، نه عمودی. خودروهای هدایت شونده، مرحله پایینی و بالایی را تا یک موقعیت مشترک جابه جا می کنند؛ جایی که این دو بخش با دقتی در حد یک میلیمتر به هم متصل می شوند. کارشناسان توضیح می دهند: «این فرایند کاملا خودکار نیست، بلکه فرایندی است با کمک انسان؛ کارکنان باید بسیاری از مراحل را بررسی و تایید کنند تا بتوان دنباله خودکار بعدی را آغاز کرد.»

از زمانی که دو مرحله وارد سالن می شوند تا وقتی هسته مرکزی برای انتقال به سکو آماده شود، حدود ده روز طول می کشد. در این مجموعه دو خط مونتاژ موازی وجود دارد و همین اجازه می دهد به محض آن که یک موشک به سمت سکوی پرتاب حرکت می کند، مونتاژ موشک بعدی آغاز شود. هدف برنامه رسیدن به ریتم ۹ تا ۱۰ پرتاب در سال از ۲۰۲۷ به بعد است.

ماهواره: حساس ترین مسافری که تا کنون بر آریان ۶ سوار شده است

چند متری آنجا، در ساختمان کپسوله سازی، هوا تصفیه و دما تنظیم و رطوبت با دقت بالا کنترل می شود. این آخرین سالنی است که در آن کارشناسان هنوز دسترسی فیزیکی مستقیم به ماهواره دارند، پیش از آن که در درون پوشش دماغه موشک مهر و موم شود. برای MTG-I2، که ابزار نوری بسیار حساسی برای رصد هواشناسی و آلوده شدن است، این سطح از پاکیزگی جزئیات کم اهمیت نیست: هر ذره ای می تواند کیفیت تصاویر آینده آن را کاهش دهد.

در این فرایند حتی از سامانه تله های نوری برای حشرات و پرندگان استفاده می شود: وقتی کانتینر حامل ماهواره شب هنگام می رسد و درهای عظیم ساختمان برای ورود آن باز می شود، ورود هر جانوری می تواند پاکیزگی محموله مفید را به خطر بیندازد. یکی از مسئولان این تاسیسات که نزدیک به یک سال است با تیم فضاپیما این مرحله پایانی را هماهنگ می کند، توضیح می دهد: «طبیعتا نمی توانیم کانتینر را باز کنیم و اجازه بدهیم ماهواره با یک پرنده داخل آن بیرون بیاید.»

اتاق کنترل ژوپیتر: زنجیره فرمان در لحظات شمارش معکوس

یازده ساعت پیش از پرتاب، زمان بندی نهایی آغاز می شود و کانون فعالیت ها به اتاق کنترل ژوپیتر در مرکز ملی مطالعات فضایی فرانسه (CNES) منتقل می شود. یک پرده نمایش بزرگ وضعیت همه سامانه ها را به رنگ سبز، مسیر پرواز برنامه ریزی شده و ساعت های شمارش معکوس را نشان می دهد.

در مرکز اتاق، ماکسیم آندره، مدیر عملیات پرتاب می نشیند؛ او مسئول هماهنگی ایمنی کل محدوده پرتاب است، از افراد و تجهیزات گرفته تا محیط، و به همراه تیم کیفیت و مسئول اندازه گیری که تلماتری، رادارها و ردگیری را زیر نظر دارد، صدا و چشمانی است که تایید نهایی را صادر می کند.

تا آخرین دقیقه، تیم ماموریت با مرکز کنترل خود ماهواره که حدود چهار کیلومتر با اتاق ژوپیتر فاصله دارد در ارتباط می ماند تا مطمئن شود همه چیز همچنان درست پیش می رود و این تایید را پله به پله تا مدیر عملیات منتقل کند.

وتوی رعدوبرق: شرایط جوی که می تواند پرتاب را متوقف کند

چند متری مجموعه پرتاب، تیم کوچکی آسمان را با همان دقتی زیر نظر دارد که مهندسان موشک را رصد می کنند. فرانسوا لافورژ، تحلیلگر هواشناسی در ایستگاه پایگاه فضایی، بیش از هر چیز دو شاخص را دنبال می کند: رعدوبرق و باد. لافورژ می گوید: «باران یا دما خیلی مهم نیست؛ آنچه واقعا اهمیت دارد توفان های الکتریکی و باد است، هم در سطح زمین و هم در ارتفاع.»

معیارها بسیار سخت گیرانه است: هیچ توفانی در شعاع ده کیلومتری پایگاه، نه در مرحله آماده سازی و نه هنگام خود پرتاب، مجاز نیست؛ و در همین شعاع، هیچ ابری بالاتر از ۶۵۰۰ متر ارتفاع نباید وجود داشته باشد، چون عبور موشک از میان چنین ابری می تواند بار الکتریکی ساکنی ایجاد کند که قادر به تولید رعدوبرق است. برای پایش این وضعیت، تیم رادارهایی را که ارتفاع ابرها را می سنجد با سامانه مثلث بندی سه آنتنی ترکیب می کند که هر تخلیه الکتریکی را به صورت زنده مکان یابی می کند.

بالون های هواشناسی مجهز به رادیوسوند که چندین بار در طول شمارش معکوس به هوا فرستاده می شوند، نمایه باد در ارتفاع را اندازه می گیرند؛ داده ای که لئونار بوشایو، مهندس ایمنی پرواز، آن را همراه با بقیه تیم به کار می گیرد تا مطمئن شود شرایط برای آنچه «راهروی پرتاب» نامیده می شود، همچنان امن است؛ محدوده ای که از قبل برای شبیه سازی، صرفا از سر ایمنی، یک انهدام احتمالی موشک در حین پرواز محاسبه شده است.

او توضیح می دهد که این یک الزام مندرج در قانون فضایی فرانسه برای تضمین ایمنی جمعیت است. آخرین بررسی هواشناسی تنها ده دقیقه پیش از پرتاب انجام می شود. پس از آن که موشک به هوا می رود، ماهیت خطر تغییر می کند: موشک در کمتر از ۵۰ ثانیه از سرعت صوت می گذرد و در کمتر از دو دقیقه به ارتفاع ۵۰ کیلومتری می رسد، بنابراین باد تقریبا بلافاصله از تهدیدی جدی می افتد. آنها تاکید می کنند که خطر واقعی روی زمین است.

برنامه ای ۶ میلیارد یورویی با سودی بیش از ۶۱ میلیارد

جیمز چمپیون، مسئول پروژه MTG در آژانس فضایی اروپا (ESA)، شانزده سال کار روی پروژه ماهواره ای متئوسَت را تشریح می کند. این تقریبا دو دهه جلوتر رفتن از فناوری ای بوده است که هنوز وجود نداشت اما هنگام طراحی مدار MTG-I2 باید آن را در نظر می گرفتند.

هزینه این برنامه در شرایط اقتصادی کنونی حدود ۶ میلیارد یورو بوده و منافع آن با احتساب زیرساخت ها از ۶۱ میلیارد یورو فراتر می رود؛ جدا از شمار جان هایی که به لطف داده های ماهواره، برای مثال از طریق اجرای طرح های تخلیه، نجات داده خواهد شد. این خانواده ماهواره ای برای پیش بینی و پیشگیری در برابر پدیده های شدید جوی، نقشی کلیدی خواهد داشت.

علم: «چشم شاهین» مراقب هر ۲٫۵ دقیقه بر فراز اروپا

چند ساعت پیش از قرار گرفتن ماهواره در مدار، کریستیان بانک، مدیر آماده سازی و توسعه برنامه های Eumetsat، این پرتاب را در چارچوب واقعی آن قرار می دهد: چارچوب قاره ای که هر روز بیشتر از گذشته از پدیده های جوی حدی رنج می برد. او می گوید: «در پنج سال گذشته سالانه ۱۰ میلیارد یورو خسارت در اروپا و هزاران مورد مرگ و میر داشته ایم. خوشبختانه شمار قربانیان رو به کاهش است چون پیش بینی ها و هشدارهای ما بهتر شده، اما خسارت به زیرساخت ها همچنان پابرجاست. باید تاب اورتر شویم.»

MTG-I2 سومین قطعه از یک سه گانه مکمل است: نخستین ماهواره که در ۲۰۲۲ پرتاب شد، نمایی نیم کره ای از اروپا، آفریقا و اقیانوس اطلس تا اقیانوس هند ارائه می دهد و خوراک مدل های جهانی هواشناسی را تامین می کند؛ دومین ماهواره که در ۲۰۲۵ پرتاب و اکنون تقریبا عملیاتی شده، جو را در عمق، از جمله رطوبت، دما، باد و فشار، اندازه می گیرد؛ و ماهواره سومی که شاهد پرتاب آن بودیم، بر اروپا و به ویژه منطقه مدیترانه که به شدت از پدیده های جوی نامساعد آسیب دیده است تمرکز خواهد کرد و داده های خود را هر دو دقیقه و نیم به روز می کند.

او توضیح می دهد: «این تناوب برای پیش بینی محلی هوا در اروپا و مدیترانه و همچنین برای حفاظت مدنی حیاتی است؛ از جمله برای آتش نشانانی که آتش سوزی های جنگلی، خشکسالی ها یا گردبادهای مدیترانه ای را که هر روز رایج تر و مخرب تر می شوند شناسایی می کنند.»

بانک برآورد می کند که ماهواره جدید حدود نیم سال برای ورود به خدمت زمان نیاز دارد تا در کنار دو «برادر» خود ادغام و کالیبره شود. از آن پس، احتمالا حدود آوریل ۲۰۲۷، هر سه ماهواره به صورت یک سامانه واحد عمل خواهند کرد.

مشخصات فنی: ۵۰۰ میلیون پیکسل هر ده دقیقه

گرِیم میسون، مسئول برنامه های هواشناسی در ESA، ارقامی را تشریح می کند که MTG-I2 را به یکی از پیشرفته ترین ابزارهای رصدی که تاکنون در مدار قرار گرفته اند تبدیل می کند. در حالی که نخستین ماهواره این خانواده، کل قرص قابل مشاهده زمین را هر ده دقیقه با تفکیک ۵۰۰ متر اسکن می کند، یعنی حدود ۵۰۰ میلیون پیکسل در هر اسکن کامل که در ۱۶ کانال تقسیم شده، MTG-I2 فقط بر ربع بالایی، متمرکز بر اروپا، تمرکز خواهد کرد و آن را هر ۱۵۰ ثانیه تکرار می کند.

ابزار دوم آن، آشکارساز رعدوبرق، در بازه بسیار باریکی از طیف کار می کند؛ روی خط تابش اکسیژن در ۷۷۷ نانومتر و در هر ثانیه هزار نمونه برمی دارد. برای آن که بتوان جزئیاتی در حد ۵۰۰ متر را از مداری در ارتفاع ۳۶ هزار کیلومتری زمین تشخیص داد، ماهواره به پایداری بسیار بالایی در هر سه محور خود نیاز دارد.

این برنامه نمونه ای از قدرت صنعت هوافضای اروپا است؛ با مشارکت بیش از ۱۷ کشور اروپایی و ۷۰ شرکت، بیش از ۲۰۰ قرارداد فرعی و بیش از ۲۲۰۰ نفر که روی این پروژه کار کرده اند.

او می گوید: «این تصویرساز، بهترین تصویرساز زمین ایستای جهان است. آشکارساز رعدوبرق هم بهترین دوربین ثبت رعدوبرق در جهان است؛ فناوری ای که حتی از فناوری ایالات متحده هم جلوتر است. طی ده سال آینده، ESA امیدوار است نسل بعدی این خانواده ماهواره ها را به فضا بفرستد تا همچنان در پایش و تحلیل اقلیم و پیامدهای آن پیشتاز بماند.»

میان اتاق کنترل آریان ۶، سالن کپسوله سازی ماهواره و ایستگاه هواشناسی که هر ابر بالای کورو را زیر نظر دارد، پرتاب MTG-I2 در واقع برآیند ده ها تصمیم فنی بوده است که توسط تیم هایی اتخاذ شد که به ندرت در کنار خودِ پرتاب در کانون توجه قرار می گیرند.

با قرار گرفتن این ماهواره در مدار، اروپا نخستین سه گانه عملیاتی صورت فلکی هواشناسی نسل سوم خود را کامل می کند؛ سامانه ای که قرار است دست کم تا میانه دهه ۲۰۴۰ همراه پایش آب و هوای قاره باشد.