تعد ناسا سربًا من السواتل الصغيرة إلى القمر

يبدو أن وكالة الفضاء الأمريكية مهيأة بشكل جدي لتطوير تقنية CubeSat لأبحاث الفضاء العميق. في عام 2018 ، من المخطط إطلاق صاروخ فائق الثقل SLS ، والذي لن يرسل فقط المركبة الفضائية Orion إلى القمر ، ولكن أيضًا عشرات الأقمار الصناعية التي لا يزيد وزن كل منها عن 15 كجم.

SLS - هذا صاروخ من الجيل الجديد ، ومع ذلك ، يكرر قدرات الصواريخ الثقيلة في الماضي - زحل الخامس والطاقة. بتعبير أدق ، لا تصل إليهم حتى من حيث القدرات ، ولكن ما يقرب من ثلاث مرات يتجاوز جميع الصواريخ الثقيلة الموجودة في السلطة. يتم إنشاء SLS كجزء من مفهوم "يطير إلى القمر والكويكبات وما بعدها". الغرض الرئيسي منه هو إطلاق مركبة الفضاء المأهولة Orion في المدارات بين الكواكب. على الرغم من أنهم يعملون حاليًا في مهام علمية بدون طيار ، فإن المهمة الرئيسية لـ SLS هي إرسال الأشخاص.



في الرحلة الأولى ، يجب أن يطير أوريون فارغًا ، أي بدون طاقم. ستكون أجهزة الاستشعار والكاميرات فقط على متن الطائرة. لكن الكتلة المحررة ستشغلها الأقمار الصناعية التجريبية الصغيرة ، التي يجب أن تختبر التقنيات الجديدة في الفضاء بين الكواكب وإجراء أبحاث إضافية على القمر.



في السابق ، تم إطلاق الأقمار الصناعية القمرية تزن عشرات الكيلوغرامات وحتى عدة أطنان. تم تحميل هذه الأجهزة ، كقاعدة عامة ، بعدد كبير من الأجهزة العلمية. هذا جعل من الممكن إجراء بحث شامل والعمل مع نتائج العديد من فرق العلماء من المنظمات أو البلدان المختلفة. ولكن كانت هناك بعض الصعوبات: تنافس الأجهزة على الطاقة ، واستخدام خطوط الراديو ، وساعات العمل. أي ، لإجراء دراسة عالمية مع كل أداة ، كان القمر الصناعي يحتاج إلى الكثير من الوقت ، والذي لم يتحول دائمًا بأي حال من الأحوال.

الآن يستعدون لاختبار مفهوم جديد: جهاز واحد - قمر صناعي واحد. أو: تجربة واحدة - قمر صناعي واحد. على الرغم من حقيقة أن المركبات الفضائية التقليدية تكلف عشرات أو مئات الملايين من الدولارات. تكلف السواتل الصغيرة الجديدة 1-2 مليون دولار.

هناك صيد: تم إنشاء المركبات القمرية التقليدية من مكونات مقاومة للإشعاع. وتنطوي تقنية CubeSat على استخدام الإلكترونيات الصناعية ، التي تم إنشاؤها للصناعة الأرضية ولم يتم إعدادها للفضاء. ولكن ، كما أظهرت الممارسة الطويلة الأمد لتشغيل CubeSat الصناعي ، فإنهم يتحملون ظروف الفضاء جيدًا. بالطبع ، في المدارات المنخفضة ، يحمي الغلاف المغناطيسي للأرض من التوهجات الشمسية ، لكن السواتل الصغيرة تحافظ على إشعاع المجرة اللائق ، والفراغ ، ودرجات الحرارة. تمكن البعض من العمل لعدة سنوات. ومع ذلك ، بالنسبة للقمر ، تخطط العقد الرئيسية لأخذها من JPL - radostoyky.



إن استخدام سواتل CubeSat الصغيرة أو النانوية تجعل من الممكن اختبار التقنيات الجديدة في الفضاء بشكل أسرع وأرخص. في الواقع ، إن تجميع وإطلاق مثل هذا الجهاز أرخص بكثير وأسرع من قمر صناعي تقليدي يبلغ عدة مئات من الكيلوغرامات. في كل رحلة جديدة ، يمكنك استخدام تلك المكونات التي أظهرت نفسها بشكل جيد في الجيل السابق ، ووضع شيء جديد. بهذه الطريقة ، يتم تسريع "التطور الكوني" بشكل حاد ، مما يضمن التقدم في دراسة الفضاء الخارجي.

الآن قررت ناسا أن الوقت قد حان لنقل CubeSat إلى مستوى جديد - بين الكواكب. يتم بالفعل إعداد زوج من السواتل الصغيرة للمريخ في عام 2016 ، والآن هناك أيضًا اثنا عشر للقمر.



حتى الآن ، تم وصف الجهازين الأولين فقط بمزيد من التفصيل. على كل واحد منهم سيكون هناك إلكترونيات "مكعبة" تعمل في مدار قريب من الأرض ، ولكن إلى جانب ذلك ، ستكون هناك أدوات بحث متقدمة ووسائل إضافية مطلوبة في الفضاء الخارجي. تشارك الجامعات بنشاط في التطوير ، أي بالإضافة إلى العلم والتكنولوجيا ، ستقوم CubeSat أيضًا بالتعليم.

يجب على قمر IceCube لعامل الشكل 6U (12x24x36 سم) دراسة جيولوجيا القمر والبحث عن رواسب الجليد المائي. سيتم تنفيذ هذه المهمة بواسطة مطياف المستكشف ذو الدقة العالية للأشعة تحت الحمراء ذات النطاق العريض (BIRCHES). هذا مطياف الأشعة تحت الحمراء مشابه لـ New Horizons LEISA .



سيتم استخدام نظام محرك دولاب الموازنة ثلاثي المحاور ومحرك أيوني للتحكم في المركبة الفضائية IceCubeBIT-3 RF . من الصعب الاستغناء عن محرك نفاث في الفضاء السحيق ، لذا فهذه أداة ضرورية عمليًا ، خاصة إذا كان على القمر الصناعي أن ينظر في اتجاه ، ثم الآخر.

على الرغم من حقيقة أن القمر الصناعي أطلق بواسطة صاروخ عابر ، إلا أنه يتعين عليه إجراء العديد من المناورات للوصول إلى القمر. تكمن المشكلة في أن الصاروخ سيضع تسارعًا فقط في اتجاه القمر ، ثم سيتعين على القمر الصناعي أن يتباطأ من تلقاء نفسه لدخول مدار القمر القريب. يجعل المحرك الأيوني من المستحيل إنتاج كبح حاد ، لذلك يجب عليك استخدام جاذبية الأرض والقمر والشمس.



إلى المركبة الفضائية Lunar Flashlightمكلفة بمهام أكثر طموحًا. أولاً ، سيستخدم شراعًا شمسيًا بمساحة 80 مترًا مربعًا ليتباطأ بالقرب من القمر وينتقل إلى المدار المستهدف. ثانيًا ، عند بلوغ ارتفاع المدار 20 كم ، سيبرر Lunar Flashlight اسمه ويلقي أشعة الشمس على فوهات الليل الأبدي عند أقطاب القمر. سيتم تسجيل نتائج الإضاءة بواسطة كاميرا الأشعة تحت الحمراء على متن القمر الصناعي.



تُستخدم مثل هذه الأساليب الغريبة للتحرك في الفضاء والبحث لاختبار فرضية رواسب الجليد المفتوحة على القمر. هنا تستند إلى الخبرة المكتسبة في دراسة عطارد. هناك ، تم العثور على الجليد في الحفر القطبية باستخدام الليزر ، والذي تم تسجيل انعكاسه في الأعماق والظلام. صحيح ، تم فحص الأنهار الجليدية هناك بمساعدة التلسكوبات الراديوية ، ولكن لم يتم تسجيل ذلك على القمر.



في المستقبل ، من المقرر استخدام مفهوم Lunar Flashlight للتحقيق في الكويكبات القريبة من الأرض. أما بالنسبة للتجارب القمرية ، لم أكن آمل في التنفيذ الناجح الكامل للبرامج المخططة ، والعديد من الحلول الجريئة وغير المجربة في وقت واحد. ولكن هذا هو جوهر التقدم - للذهاب إلى حيث لم يكن أي شخص آخر ، والتحقق من المعدات عند أقصى حمولة. ستكون كل خطوة جديدة أكثر نجاحًا.

Source: https://habr.com/ru/post/ar382659/