بزرگنمايي:

راه ترقی- تیم شداکس (ShadX – New Horizon) از دانشکده مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی شریف با سرپرستی محمدباقر ملائک عضو هیئت علمی این دانشکده، در مسابقات معتبر هوانوردی و فضانوردی آمریکا (AIAA) شرکت کردند.

اعضای این تیم که همگی دانشجوی مقطع کارشناسی در رشته مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی شریف هستند، پس از هشت ماه مطالعه و تحقیق، طرح خود را برای فضاپیمایی به نام «آریانا» در قالب یک گزارش آماده و در سایت مسابقات ثبت کنند. در نهایت تیم ShadX – New Horizon موفق شد از بین 13 تیم در سراسر دنیا که موفق به ارائه طرح خود شده بودند، مقام دوم را کسب کند.

سید فرزان موسوی سرگروه تیم شداکس در مورد این مسابقات گفت: ما با این انگیزه که به عنوان اولین تیم شرکت کننده در مسابقات فضا AIAA طرح خود را ثبت کنیم و خود را در یک مسابقه بین المللی به عنوان یک چالش جدید محک بزنیم، سپتامبر 2018 شروع به کار کردیم و با وجود نداشتن اتاق کافی برای انجام کارهای تیم، دسترسی نداشتن به برخی از نرم‌افزارهای مهندسی مرتبط و در دسترس نبودن افرادی که در زمینه مرتبط با طرح درخواستی مسابقات فعالیت داشته‌اند، با شور و اشتیاق فراوان به کار خود ادامه دادیم و در مدت حدود هشت ماه مطالعه و تحقیق، این طرح را در قالب یک گزارش آماده و در سایت مسابقات ثبت کردیم.

وی افزود: طرح درخواستی (RFP) سال 2019- 2018 انجمن هوانوردی و فضانوردی آمریکا (AIAA) در زمینه طراحی سیستم‌های فضایی بخش کارشناسی، طراحی یک فضاپیما با قابلیت استفاده مجدد (Reusable) بود، که به سطح ماه دسترسی داشته باشد. بدین صورت که فضاپیما پس از پرتاب از زمین و حرکت به سمت ماه، به یک ایستگاه فضایی در مداری حول ماه، متصل می‌شود. سپس وسیله باید مانورهای لازم برای رسیدن به سطح ماه را انجام دهد و توانایی نشست و برخاست از سطح ماه را داشته باشد و درنهایت به ایستگاه فضایی بازگردد.

این دانشجو در ادامه در خصوص محدودیت‌ها و الزامات طراحی که عوامل تعیین کننده ایده‌های تیم در طراحی وسیله بود، اظهار کرد: وسیله طراحی شده می‌بایست به همه نقاط ماه دسترسی داشته باشد. همچنین باید به دو صورت؛ همراه با خدمه و همراه با بار، مأموریت خود را با موفقیت به انجام رساند. باری که وسیله به سطح می‌رساند، باید حداقل 15 تن و باری که از سطح باز می‌گرداند باید حداقل 10 تن باشد. وسیله باید قابلیت تأمین حیات خدمه به مدت حداقل 24 ساعت روی سطح ماه را داشته باشد. وسیله همچنین باید قابلیت انجام چندین سفر را به سطح ماه داشته باشد. سقف هزینه برای این طراحی که شامل هزینه تحقیق و توسعه، ساخت و تست خواهد بود، 10 بیلیون دلار آمریکا باشد و زمان اولین سفر وسیله به ماه از ایستگاه باید در نهایت تا 31 دسامبر سال 2028 باشد.

**خلاصه‌ای از طرح فضاپیمای هوشمند آریانا

سرگروه تیم شداکس در ادامه به تشریح طرح فضاپیمای هوشمند آریانا پرداخت و گفت: طراحی وسیله به صورت ماژولار و چند مرحله‌ای است. به این شکل که اولین ماژول آریانا که ماژول پیشرانش است به فضا پرتاب می‌شود و به ایستگاه حول ماه متصل می‌شود. دومین و سومین ماژول آریانا به ترتیب ماژول سازه یا بار و زیستگاه نام دارد. این دو ماژول با هم به فضا پرتاب و به صورت جداگانه به ایستگاه متصل می‌شود. تمامی این ماژول‌ها قابلیت استفاده مجدد را دارند. ماژول پیشرانش برای انجام مانوورهای وسیله و نشست و برخاست روی سطح ماه، ماژول سازه برای حمل بار و ماژول زیستگاه برای سکونت خدمه طراحی شده است.

وی ادامه داد: سفرهای آریانا به دو صورت؛ به همراه خدمه و به همراه بار انجام می‌شود. در حالت اول وسیله قابلیت تأمین حیات برای چهار نفر به مدت دست کم 144 ساعت را روی سطح ماه دارد. همچنین در این حالت آریانا تا 6 تن بار را می‌تواند از ایستگاه به سطح برساند و تا یک تن بار را به از سطح ماه به ایستگاه برگرداند. در حالت دوم وسیله قابلیت حمل حداکثر 22.5 تن بار از ایستگاه به روی سطح ماه و حمل 17.5 تن بار از سطح ماه به ایستگاه را دارد. از ویژگی‌های این طرح که بسیار مورد توجه و تمجید داوران قرار گرفت، قابلیت تخلیه و بارگیری به و از روی سطح ماه است. این وسیله با مکانیزمی خودکار کار می‌کند، بار را از ماژول سازه به روی سطح ماه تخلیه و همچنین بارگیری را از روی سطح ماه به داخل ماژول سازه انجام می‌دهد.

وی افزود: کل مدت انجام مأموریت حدود هفت روز و 12 ساعت و سوخت مورد نیاز برای انجام مأموریت نزدیک به 80 تن است. طراحی مأموریت آریانا که شامل طراحی مسیر حرکت وسیله و زمان‌بندی سفر می‌شود، نیز بسیار مورد توجه داوران قرار گرفت. مسیر حرکت آریانا با بهینه‌ساز الگوریتم ژنتیک، بهترین مسیر ممکن را در دستگاه سه جسم (ماه، زمین و فضاپیما) از ایستگاه به سطح ماه و بالعکس پیدا می‌کند.

این دانشجوی دانشگاه شریف در ادامه تشریح این دستاورد علمی گفت: ارتفاع و وزن فضاپیما در حالتی که خدمه را حمل نمی‌کند، به ترتیب 16 متر و 23.7 تن و در حالتی که با خدمه سفر می‌کند تا حدود 23 متر و 12.1 تن است. همچنین قطر آن 7.5 متر است. آریانا قابلیت نشستن روی سطوحی از ماه با شیب تا 13 درجه را دارد. پایه‌های تنظیم‌پذیر که هر کدام سه پایه دیگر دارد، این کار را امکان‌پذیر می‌کند.

وی تصریح کرد: آریانا یک فضاپیمای هوشمند است که قابلیت انجام 10 بار سفر رفت و برگشت از ایستگاه فضایی حول ماه به سطح ماه را دارد که با تعویض ماژول پیشرانش این تعداد دو برابر می‌شود. همچنین سیستم هوشمند آریانا طوری طراحی شده است که خطاهای ایجاد شده توسط عملگرهای زیر سیستم‌های فضاپیما را تصحیح کند. استفاده از سیستم هوشمند آریانا غالباً در سیستم کنترلی فضاپیما صورت می‌گیرد.

سید فرزان موسوی، ایلیا نصیری‌زیبا، محمدجواد عسگری پیربلوطی، محمد روزبهانی، سید محمدحسن علوی ارجاس، عاطفه اسمعیل‌زاده، اشکان باقرزاده، امیرحسین فشامیها، فائزه شعبانی، امید میرزایی دودانگه و کیانا قزلباش اعضای تیم شداکس بودند که موفق به کسب این عنوان شدند.