حافلة مركبة فضائية مشتركة معيارية

يُعدّ هيكل المركبة الفضائية المعياري المشترك تصميمًا متعدد الاستخدامات يمكنه أن يقلل بشكل كبير من تكلفة تطوير المركبات الفضائية

تُعدّ منصة المركبة الفضائية المعيارية المشتركة ( MCSB ) منصة مركبة فضائية متعددة الأغراض، سريعة التطوير ومنخفضة التكلفة . يهدف تصميمها المعياري إلى تقليل التكلفة والتعقيد والوقت اللازم لإنجاز المهمات الفضائية، وذلك بتوفير نظام موثوق ومُحدد الخصائص قادر على حمل مجموعة متنوعة من الحمولات. ووفقًا لوكالة ناسا ، "يبلغ سعر هذه المركبة الفضائية عُشر سعر مهمة فضائية تقليدية غير مأهولة تقريبًا، ويمكن استخدامها للهبوط على سطح القمر، أو الدوران حول الأرض، أو الالتقاء بأجسام قريبة من الأرض ." [ 1 ] [ 2 ]

تاريخ

تم اختبار حافلة المركبات الفضائية المعيارية المشتركة في عام 2008

حصل آلان ويستون، المشرف على مركز علوم وهندسة المواد (MCSB)، على تمويل داخلي بقيمة 4 ملايين دولار من مركز أبحاث ناسا أميس لبدء المشروع. وباستخدام هذا التمويل، تم بناء النموذج الأولي في غضون 15 شهرًا تقريبًا خلال الفترة 2007-2008. ويعود الفضل في سرعة تطوير المفهوم جزئيًا إلى الاستخدام الأولي لخزانات هواء الغوص المُعاد استخدامها ومحرك يعمل بالغاز البارد، بدلًا من محرك صاروخي تقليدي. وقد مكّن هذا الفريق من إجراء اختبارات طيران داخلية كل 40 دقيقة في مختبرهم، بدلًا من انتظار أسابيع أو شهور للحصول على موعد في منشأة اختبار صواريخ مناسبة. [ 3 ] بعد عرض تجريبي للطيران أمام كبار مسؤولي ناسا، تم اختيار النظام ليكون المنصة الأساسية لمهمة مستكشف الغلاف الجوي والغبار القمري (LADEE) المخطط لها إلى القمر، وحصل المشروع على تمويل بقيمة 80 مليون دولار لمزيد من التطوير والبناء. [ 1 ]

في 7 أكتوبر 2014، حصل تصميم MCSB على جائزة Popular Mechanics 2014 Breakthrough Award للابتكار في العلوم والتكنولوجيا. [ 4 ]

وصف عام

تصوير الفنان لمركبة LADEE لعام 2013 في مدار القمر

يتميز هيكل المركبة الفضائية MCSB المعياري بتصميم ثماني الأضلاع متعدد الاستخدامات، قادر على حمل ما يصل إلى 50 كيلوغرامًا (110 أرطال) من الأجهزة طالما أنها تتسع داخله. [ 3 ] يُصنع الهيكل من مركب كربوني خفيف الوزن ، ويتمتع بالقدرة على العمل في أنواع مختلفة من المهام، بما في ذلك الرحلات إلى القمر والأجسام القريبة من الأرض ، باستخدام وحدات أو أنظمة مختلفة. يُعد هذا المفهوم المعياري طريقة مبتكرة للانتقال من التصاميم المخصصة إلى التصاميم متعددة الاستخدامات والإنتاج على خطوط التجميع، مما قد يُقلل بشكل كبير من تكلفة تطوير المركبات الفضائية. [ 2 ] ويمكن تكييفه كمركبة مدارية أو مركبة هبوط. [ 1 ]  

قوة

يمكن لوحدات MCSB حمل خلايا شمسية على جوانبها الثمانية. في القمر الصناعي LADEE ، تم توليد الطاقة الكهربائية بواسطة نظام كهروضوئي يتكون من 30 لوحة من الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون، تنتج 295 واط عند وحدة فلكية واحدة . تم تركيب الألواح الشمسية على الأسطح الخارجية للقمر الصناعي، وتم تخزين الطاقة الكهربائية في بطارية ليثيوم أيون واحدة توفر ما يصل إلى 24 أمبير/ساعة عند 28 فولت . [ 5 ]

أنظمة الدفع

يتكون نظام دفع المركبة الفضائية LADEE من نظام تحكم مداري (OCS) ونظام تحكم تفاعلي (RCS). يوفر نظام التحكم المداري التحكم في السرعة على طول المحور +Z لإجراء تعديلات كبيرة على السرعة. يوفر نظام التحكم التفاعلي التحكم في وضعية المركبة على ثلاثة محاور أثناء احتراق نظام التحكم المداري، كما يوفر أيضًا تفريغًا للزخم لعجلات التفاعل التي تُعد نظام التحكم الأساسي في الوضعية بين عمليات احتراق نظام التحكم المداري. [ 6 ]

بالنسبة لمهمة LADEE، زُوِّدت المركبة بمحرك رئيسي عالي الأداء بقوة 455 نيوتن (HiPAT). أما محركات التحكم في الوضع عالية الكفاءة بقوة 22 نيوتن، فهي مصنوعة من مواد تتحمل درجات الحرارة العالية، وتُشابه محركات HiPAT. يوفر المحرك الرئيسي معظم قوة الدفع اللازمة لمناورات تصحيح مسار المركبة الفضائية. وتُستخدم محركات نظام التحكم في المناورات الصغيرة المُخطط لها خلال المرحلة العلمية من المهمة. [ 5 ]

المهام

يذكر مركز أبحاث ناسا أميس أن مفهوم التصميم هو الأنسب لمركبة مدارية قمرية، أو مركبة هبوط قمرية، أو مركبة فضائية في نقاط لاغرانج بين الأرض والقمر، أو مهمات إلى الأجسام القريبة من الأرض ، أو كمركبة مدارية حول المريخ. [ 7 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 "حافلة مركبة فضائية مشتركة لمهام استكشاف القمر" . ناسا . 2007. تم الاسترجاع في 2014-10-08 .
  2. 1 2 "مركبة لادي الفضائية" . ناسا. مؤرشفة من الأصل في 14 أكتوبر 2014. تم الاطلاع عليها في 8 أكتوبر 2014 .
  3. 1 2 رو، آرون (7 مايو 2008). "فيديو حصري: تعرف على المركبة الفضائية التي قد توفر على ناسا ثروة طائلة" . وايرد ساينس (مدونة) . تم الاطلاع عليه في 8 أكتوبر 2014 .
  4. براون، دواين؛ هوفر، راشيل (7 أكتوبر 2014). "مهمة ناسا القمرية تفوز بجائزة الاختراق في مجلة Popular Mechanics لعام 2014" . ناسا . تم الاسترجاع في 9 أكتوبر 2014 .
  5. 1 2 "مجموعة مواد صحفية: إطلاق مستكشف الغلاف الجوي والغبار القمري (LADEE)" (ملف PDF) . ناسا . أغسطس 2013. تم الاطلاع عليه في 8 أكتوبر 2014 .
  6. "بيان العمل - نظام دفع المركبة الفضائية LADEE" . مركز أبحاث ناسا المتقدم. 27 أغسطس 2009. مؤرشف من الأصل في 4 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 8 أكتوبر 2014 .
  7. حافلة المركبات الفضائية المعيارية المشتركة من مركز أبحاث أميس التابع لناسا، 29 يوليو 2016.
  8. مركبة مون إكسبريس القمرية الاستطلاعية (MX-1E) ، RocketLaunch.Live، مؤرشفة من الأصل بتاريخ 27 يوليو 2019 ، تم استرجاعها بتاريخ 3 أغسطس 2019
  9. "تقنية مون إكسبريس" . جائزة جوجل القمرية إكس. نوفمبر 2010. مؤرشف من الأصل في 27 مارس 2013.
  10. "القمر الجديد: الماء، والاستكشاف، والسكن المستقبلي". بقلم آرلين كروتز. مطبعة جامعة كامبريدج، 22 سبتمبر 2014. صفحة 147. ISBN 9780521762243