هل Planet Labs ضحية أخرى لإطلاق Roskosmos القياسي؟

في الأيام الأخيرة ، بدأت وسائل الإعلام مرة أخرى في إثارة موضوع الإطلاق الذي حطم الرقم القياسي لروسيا في 14 يوليو 2017 ، عندما أطلقت المرحلة العليا من الفرقاطة 73 قمرًا صناعيًا في المدار. ومع ذلك ، فشلت العديد من الأجهزة بعد ذلك ، لكن Roskosmos تعلن بعناد عدم تورطها في الحادث. ومع ذلك ، فإن الشركة الأمريكية ، التي فقدت بعد ذلك أقمارها الصناعية ، تم دفع تأمين لها بعد أن قدم لهم الجانب الروسي جهاز القياس عن بعد Frigate ، مما يشير إلى أنه هو الذي تسبب في فشل الأقمار الصناعية.

تنتمي معظم الأقمار الصناعية (48) من هذا الإطلاق إلى Planet ، وكنت مهتمًا بمعرفة ما إذا كان كل شيء على ما يرام. في السابق ، لم يكن أحد يهتم بهم ، لأن الشركة نفسها صامتة بشأن مصيرهم ، ولكن ، كما اتضح ، سيكون هناك ما يكفي من البيانات المفتوحة للتحقيق. وبعد ذلك ليس هناك شك في أن العديد من الأقمار الصناعية تواجه مشاكل أكثر مما تكتبه الآن في وسائل الإعلام.

الكوكب وأقماره

بادئ ذي بدء ، تمتلك Planet (Planet Labs سابقًا) الآن أكثر من 250 مترًا مكعبًا في المدار ، مما يسمح لها بتصوير سطح الأرض بالكامل كل يوم. علاوة على ذلك ، فإن الحجم الكامل لكل قمر صناعي صغير مشغول بالبصريات ، وليس لديهم محرك. لحسن الحظ ، قوانين الطبيعة فقط هي التي تحد من براعة الإنسان ، وهناك طريقة للتأثير على مدارات الأقمار الصناعية حتى بدون نظام الدفع.

والحقيقة هي ، أولاً ، أنها تطير جميعًا في مدارات منخفضة (بحد أقصى 600 كيلومتر) ، وثانيًا ، لديها ألواح شمسية قابلة للطي. هذا يعني أنه من خلال تحويل القمر الصناعي في اتجاهات مختلفة إلى اتجاه الحركة ، يمكنك التأثير على مقاومة الهواء ، والتي ، بالطبع ، نادرة للغاية على هذا الارتفاع ، لكنها لا تزال محسوسة قليلاً.



بالطبع ، يتضمن القمر الصناعي نظام تحكم يسمح لك بتدويره في الاتجاه الصحيح ، وتبين أنه بمساعدته يمكنك التحكم في معدل انخفاضه (كلما زادت مقاومة الهواء ، كلما انخفض القمر الصناعي بشكل أسرع). وتعتمد الفترة المدارية (وبعبارة أخرى ، السرعة الزاوية) على ارتفاع المدار. كلما انخفض القمر الصناعي ، كلما كانت مدته أقصر ، زادت السرعة الزاوية.

الأقمار الصناعية دوف ("حمامة" ، كما يطلق عليها) تطلق عدة في وقت واحد على صاروخ واحد (سجل - 88 في وقت واحد). تسمى مجموعة من هذه الأجهزة التي يتم إطلاقها في وقت واحد Flock ("Flock"). مدارات جميع الأقمار الصناعية من نفس "القطيع" في نفس المستوى. لذلك ، فإن المهمة الرئيسية هي التوزيع المتساوي لسواتل كل "قطيع" على طول مستوى مدارها:



للقيام بذلك ، يتم تقسيم الدائرة إلى أجزاء متساوية - فتحات - ويتم تعيين كل قمر صناعي خاص به. في هذه الحالة ، بعد الإطلاق مباشرة ، تكون جميع الأقمار الصناعية قريبة من بعضها البعض ، لأنها منفصلة عن صاروخ واحد ، وبالتالي هناك مرحلتان: فصل الأقمار الصناعية في فتحاتها والحفاظ على موقع كل قمر صناعي في فتحته. وهنا نتذكر السرعة الزاوية. يعتمد ذلك على الارتفاع ، ويمكن أن يتأثر معدل تغير الارتفاع بتوجيه الجهاز.

علاوة على ذلك ، يختلف ارتفاع جميع الأجهزة في البداية نظرًا لفصلها عن الصاروخ بطرق مختلفة ، وتعتمد الاختلافات الصغيرة في ارتفاع مدار القمر الصناعي الناتج على سرعة واتجاه الفصل. والأمر هو أن خدمة space-track.org تسمح لكل قمر صناعي قريب من الأرض باستلام البيانات على مداره ، ويتم تحديثها مرة واحدة تقريبًا في اليوم (كل من المدار الحالي وجميع القياسات السابقة). لذا يمكننا أن نرى كيف تصرفت مدارات أقمار الكوكب التي أطلقت على ذلك الصاروخ ، وكيف تم توزيعها على طول مستواها المداري.

يجب أن أقول على الفور أن أحد الأقمار الصناعية 48 دوف انتهى في مدار آخر تمامًا (تم فصله مسبقًا) ، في حين انتهى القمر الصناعي الآخر (ليمور) في مدار حيث كان من المفترض أن يكون دوف (ليمور مفصولًا عن وقته). أي ، يبدو أنهم يغيرون الأماكن. رسمياً ، لا أحد يستطيع تفسير ذلك. في الوقت نفسه ، يعمل ليمور كما ينبغي ، ولم يتصل دوف ، لذلك سننظر في 47 جهازًا فقط.

ماذا حدث

دعونا ننظر أولاً إلى الشهر الأول من وجود الأقمار الصناعية. إذا كنت تأخذ أحد الأجهزة وتضغط على الجدول الزمني حسب اليوم لمواقع جميع الأقمار الصناعية الأخرى المتعلقة به ، فستحصل على التصور التالي:



هناك أيام على طول المحور الشعاعي (تتحرك بعيدًا عن المركز) ، ومن الواضح كيف يمكن بمرور الوقت أن تتسلل الأقمار الصناعية على طول مستوى المدار. حتى الآن ، جيد جدًا. دعنا الآن نلقي نظرة على الرسم البياني لارتفاع القمر الصناعي لأول 130 يومًا.



كما نرى ، تم تخفيض جميع الأقمار الصناعية بشكل ثابت إلى نفس الارتفاع ، باستثناء ثلاثة. هذه الأقمار الصناعية الثلاثة تنخفض بشكل أبطأ من الباقي لأنها لا تستخدم طريقة الكبح الموضحة أعلاه. لذا ، فقدوا بسرعة قدرتهم على الحفاظ على توجههم. هذا واضح أيضًا على مخطط التوزيع فوق الطائرة:



نرى أن جميع الأجهزة في هذه الأيام الـ 130 احتلت فتحاتها ، وثلاثة (الأحمر والأزرق والأرجواني) تطير بشكل لا يمكن السيطرة عليه عبر الطائرة بأكملها. نظرًا لأنها أعلى من غيرها ، فإن سرعتها الزاوية أقل ، وبالتالي فهي خلف بقية الأقمار الصناعية ، التي نراها على الرسم البياني. يتصرف قمر صناعي آخر (الخط الأحمر) بشكل غير معتاد أيضًا ، ولكن وفقًا للرسم البياني للارتفاع ، نرى أنه يحتفظ بقدرة الكبح ويتحكم في الفتحة تحت 0 درجة بقليل.

لذلك ، في مكان ما بعد 45-50 يومًا من الإطلاق ، فقدت ثلاثة من الأقمار الصناعية الـ 47 القدرة تمامًا على الحفاظ على التوجيه. وبعبارة أخرى ، خارج الترتيب. في الرسم البياني التالي ، سأستبعد هذه الأجهزة حتى لا أزعج الصورة. واليوم تتضح الصورة هكذا:



كما ترى ، في حوالي 140 يومًا ، تم حمل ثلاث مركبات أخرى على طول الطائرة المدارية (الرمادي والأحمر والوردي) ، وحوالي 165 يومًا انضمت إليها مركبة أخرى (خضراء). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحركة الغريبة لقمر صناعي آخر (بني) ملفتة للنظر. يظهر الرسم البياني للارتفاع أنه لم يكن متخلفًا ، بل بدأ في الانخفاض بشكل أسرع من الآخرين:



لا يمكن أن نقول بالضبط أسباب هذا الانخفاض. من ناحية ، يمكن أن يقرر الكوكب توجيه هذه الوحدة بشكل حاد إلى فتحة أخرى. من ناحية أخرى ، كان بالفعل جزءًا من موقع به توزيع ممتاز للأجهزة ، ولا أرى أي سبب يجبره على الخروج من هناك. قد يفشل الجهاز أثناء وجوده في اتجاه "الكبح".

أما بالنسبة لتلك السواتل الأربعة المفقودة ، فإن الرسم البياني للارتفاع يظهر أنه في مرحلة ما ما زالوا يغيرون اتجاههم وبدأوا في الانخفاض بشكل أسرع ، لكنهم بالكاد يعملون بشكل طبيعي. كلهم كانوا في وضع جيد في فتحاتهم ، ومن الواضح أنهم لم يتركوا حياة جيدة من هناك. من المحتمل أن هذه الأقمار الصناعية ليست ميتة ، ولكنها لا تعمل بكامل طاقتها.

من المثير للاهتمام مقارنة هذا الرسم البياني مع عمليتي إطلاق سابقتين على الكوكب:


لذا ، في الوقت الحالي لدينا 4 أجهزة من بين 48 جهازًا ميتًا و 5 أجهزة أخرى غير صحية تمامًا.

وبالتالي ، يمكن توسيع قائمة الأجهزة الفاشلة: MKAN x 2 ، Landmapper x 2 ، Mayak ، الإكوادور ، Iskra ، Cicero x 3 ، Dove x 4. هذه 14 جهازًا فاشلًا ، بالإضافة إلى أن Lemur 2 Artfischer ليس في مداره ، بالإضافة إلى 5 أقمار دوف أخرى غير صحية بعد 4-5 أشهر من الإطلاق.

الأسباب المحتملة

خلص تحليل الحادث من فريق القمر الصناعي ماياك إلى أنه قد يكون هناك تسرب للهيدرازين على الفرقاطة. تم تأكيد هذا الإصدار في وقت لاحق من قبل وسائل الإعلام ، وفي Roskosmos اعترف بحدوث "شذوذ" مع أحد المحركات. صحيح أن الموقف الرسمي يصر على أن هذا "الشذوذ" تم تسجيله بعد انفصال مجموعة Cubsat ، حيث كان هناك العديد من الإخفاقات ، وبالتالي فإن Roscosmos لا تعترف بذنبها. وفقًا للبيانات الرسمية ، تم تسجيل عطل في المحرك في الثانية 11440 من الرحلة ، أي بعد حوالي 3 ساعات. لكن الحقيقة هي أن أقمار دوف انفصلت للتو بعد ذلك بكثير ، في الساعة الثامنة من الرحلة ، بحيث يمكن أن تتأثر بالهيدرازين الناتج.

وقد تشرح هذه النسخة جيدًا الشذوذ في أقمار الكوكب. والحقيقة هي أنه عندما يحصل هيدرازين على الألواح الشمسية ، يبدأ في التدهور تدريجياً ويعطي في النهاية طاقة أقل وأقل. وبناءً على ذلك ، كلما ازدادت هيدرازين عليهم ، كان أسوأ. وفقًا لهذا الإصدار ، كانت الأجهزة الثلاثة الأولى غير محظوظة ، وبعد 50 يومًا لم يتمكنوا من إمداد أنفسهم بالكهرباء.

يجب أن أقول ، على الأرجح ، حدث نفس الشيء مع قمرين صناعيين Landmapper. Astro Digital ، مطورها ، بعد شهر ونصف من الإطلاق ، كتب أنه في البداية كان هناك اتصال بالأجهزة ، لكنه اختفى في وقت لاحق. أما بالنسبة لسواتل دوف الخمسة الأخرى ، إذا كانت غير صحية ، فقد يكون لهذا سبب مماثل: تدهور الألواح الشمسية. ولكن ليس بجدية الأقمار الصناعية الثلاثة الأولى ، مما سمح لها بالاستمرار لفترة أطول. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه قد تكون هناك أسباب أخرى للأعطال.

المواد:
arxiv.org/abs/1509.03270
arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/1.A33927
www.space-track.org
spacenews.com/additional-cubesats-on-july-14-soyuz-flight-are-unresponsive
blog.astrodigital.com/not-nominal-we-lost-2-satellites-23e771a4bc8b
www.gazeta.ru/science/2018/03/12_a_11679697.shtml
tass.ru/kosmos/5032458