في عام 2012 ، مؤسسة جيتواي بهدف بناء أول محطة فضائية دوارة في العالم في المدار - المعروفة باسم البوابة . هذه ليست مهمة سهلة ويجب أن يسبقها إنشاء البنية التحتية اللازمة في المدار وإنشاء سلسلة من الهياكل الأصغر لاختبار المفهوم. وهذا يشمل فوييجر كلاس station ، هيكل دوار مصمم لإنتاج مستويات مختلفة من الجاذبية الاصطناعية.
في الأشهر الأخيرة ، شركة الجمعية المدارية (OAC) - التي أسسها فريق Gateway في عام 2018 - بدأت العمل على مكون حاسم يعرف باسم DSTAR. هذه التحديثات وغيرها حول محطة فوييجر كلاس الخاصة بهم كانت موضوعات أ فيديو حديث يضم المؤسسة والمدير التنفيذي OAC John Blincow. وفقًا لـ Blincow ، سيقدم هو وزملاؤه عرضًا ويصدرون إعلانًا كبيرًا في الأسابيع المقبلة!
تصميم The Gateway مستوحى من من براون ويل ، وهو اقتراح قدمه عالم الصواريخ الألماني ومهندس الفضاء فيرنر فون براون. هذا ، بدوره ، كان مستوحى من المفاهيم السابقة مثل محطة الفضاء المروحية التي رسمها العالم الروسي و 'أبو رواد الفضاء' كونستانتين تسيولكوفسكي. في عام 1903 ، أصدر أطروحة بعنوان ، استكشاف الفضاء الخارجي باستخدام أجهزة الصواريخ .
من بين أشياء أخرى (مثل ملفات معادلة الصواريخ ) ، احتوى هذا الكتاب على وصف لمحطة فضائية تعتمد على الطاقة الشمسية ، ودفيئة ذات نظام مغلق ، وستدور لتوليد الجاذبية الاصطناعية. في عام 1929 ، أطلق مهندس الطيران اليوغوسلافي / السلوفيني هيرمان بوتوشنيك مشكلة السفر إلى الفضاء - محرك الصاروخ ، والتي تضمنت توضيحًا تفصيليًا لمحطة فضائية دائرية في مدار حول الأرض.
المفهوم أيضًا ألهم محطة الفضاء في فيلم 1968 ، 2001: رحلة فضائية ، والتي شارك في كتابتها العالم الشهير ومؤلف الخيال العلمي آرثر سي كلارك. تتضمن كل هذه المفاهيم استخدام القوة الجاذبة لمحاكاة الإحساس بالجاذبية ، والتي من شأنها أن تسمح للبشر بقضاء فترات طويلة من الوقت في الفضاء دون الحاجة إلى القلق بشأن الآثار طويلة المدى للجاذبية الصغرى.
لسنوات ، تحدث الاقتصاديون والمحللون وعشاق استكشاف الفضاء عن تسويق المدار الأرضي المنخفض - حيث سيصبح كل شيء من المحطات الفضائية والفنادق إلى تعدين الكويكبات والسياحة الفضائية حقيقة واقعة. ولكن من أجل تحقيق ذلك ، يجب تقليل تكاليف إطلاق الحمولات إلى الفضاء (وهي كذلك!) ويجب أن تكون هناك صناعة إنشاءات مكتفية ذاتيا مبنية في المدار.
من الضروري أن يكون هيكل هيكل تروس روبوت (STAR) ، والذي سيتم استخدامه لتصنيع إطار محطتي Voyager و Gateway بسرعة. ولكن قبل أن يحدث ذلك ، يجب بناء نموذج أولي أصغر واختباره. هذا هو المكان الذي يأتي فيه DSTAR ، وهو نموذج أولي أرضي بمقياس 0.4 لروبوتات STAR التي ستبني إطار محطاتها المستقبلية.
في فبراير 2021 ، ستستخدم المؤسسة DStar لإنشاء تروس بحجم ملعب كرة قدم هنا على الأرض في 90 دقيقة فقط. سيثبت هذا العرض التوضيحي التصميم ويظهر أنه يمكن استخدام التكنولوجيا لتجميع الهياكل بسرعة في المدار. كما أوضح Blincow في Gateway Foundation's أحدث فيديو :
'سيظهر برنامج DSTAR قدرة Orbital Assembly Corporation على بناء هياكل كبيرة في الفضاء بسرعة. سيوضح هذا المشروع الطرق الأساسية للتزاوج وتحريك الأعضاء الهيكلية داخل مدار نجم كامل الحجم [في]. تم الانتهاء من هندسة DSTAR في ربيع عام 2020. وقد تمت الموافقة على المخططات التنفيذية من المصنِّعين ، كما أن أعمال الإنشاء تجري على قدم وساق في الاختبار الأولي للمكونات الرئيسية للوظيفة '.
إذا سارت الأمور على ما يرام ، فإن المؤسسة ستمضي قدمًا في الخطوة التالية من خطتها ، وهي نشر النموذج الأولي للرحلة - PSTAR. سيوضح هذا المجمع الروبوتي عن طريق بناء الجمالون الدائري في المدار. سيكون هذا الجمالون أساس برنامج Gravity Ring ، والذي (مثل PSTAR) عبارة عن إصدار بحجم 40٪ من الإطار الدائري الشكل لمحطة Voyager.
تخطط OAC لاستخدام Gravity Ring لتقليل المخاطر المرتبطة بتصميم وتصنيع محطة Voyager. يأملون أيضًا في أن يثبتوا للمستثمرين أنه يمكنهم التحكم في الديناميكيات التشغيلية للإطار الدوار ، وصلاحية عملية البناء السريع ، وكيف أنها لا تزال تسمح بدرجة عالية من الدقة.
في الوقت نفسه ، تهدف حلقة الجاذبية إلى العمل كأداة بحث قيّمة توفر بيانات حيوية لوكالات الفضاء مثل وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وجاكسا وغيرها. ستكون شركات الطيران الخاصة والجامعات ومعاهد البحث قادرة أيضًا على استخدام هذه البيانات ، والتي ستستكشف فوائد المحطات الفضائية الدوارة والأقسام الدوارة على المركبات الفضائية.
مثل Blincow مبين ، من المأمول أيضًا أن تقنع وكالة ناسا بالانتقال من المحطات الفضائية ذات الجاذبية الصغرى (مثل محطة الفضاء الدولية) إلى المحطات الدوارة:
'لكي نكون واضحين للغاية ، لا نقترح أن تتخلى ناسا عن الأبحاث في الجاذبية الصغرى. سيتم بناء المزيد من المحطات الخالية من الجاذبية واستخدامها في البحث وإنتاج العديد من المنتجات الجديدة. لكن الناس بحاجة إلى الجاذبية للبقاء في صحة جيدة ، لذلك في نهاية يوم عملهم في مختبر الجاذبية الصغرى ، سيذهبون إلى محطة دوارة لتناول الطعام والنوم وممارسة بعض التمارين '.
هذه الفكرة ، عن محطات فضائية دوارة ومحطات فضائية منخفضة الجاذبية تعمل جنبًا إلى جنب ، هي ما يأمل Blincow وزملاؤه رؤيته في المستقبل القريب. تتجاوز فوائد هذا النوع من الترتيبات مجرد ضمان صحة رواد الفضاء وتشمل نوع البحث الذي سيساعد في جهود استكشاف الفضاء السحيق.
على سبيل المثال ، تم تصميم محطات فوييجر كلاس وذا جيتواي الفضائية لتوفير مستويات مختلفة من الجاذبية الاصطناعية. في الحالة الأولى ، يتم توفير ذلك عن طريق ضبط معدل الدوران. وفي الوقت نفسه ، تتكون البوابة من حلقات متحدة المركز مصممة لمحاكاة الجاذبية القمرية (الحلقة الداخلية) وجاذبية المريخ (الحلقة الخارجية) - 16.5٪ و 38٪ من الأرض ، على التوالي.
بالإضافة إلى ذلك ، أوضح Blincow كيف أن وجود محطة دوارة في المدار يمكن أن يخلق فرصًا لعلماء الفلك. على وجه الخصوص ، تناول كيف أن الخسارة الأخيرة لمرصد أريسيبو كانت بمثابة ضربة ليس فقط للبحث العلمي ، ولكن أيضًا للدفاع الكوكبي. خلال سنوات الخدمة العديدة ، راقب Arecibo الكويكبات القريبة من الأرض (NEAs) لتحديد ما إذا كان أي منها يشكل خطر الاصطدام. قال Blincow :
'إعادة بناء المرفق لاحتياجات البحث الحديث ستكون مهمة طويلة ومكلفة. ولكن يمكن بناء المرفق بشكل أفضل حول نقطة Sun-Earth L2 [لاغرانج]. عاكس Arecibo الأساسي ، الطبق ، لا يمكن توجيهه. لذا فإن النطاق المحدود لخطوط العرض السماوية التي يمكنه فحصها ينطوي على تحريك المنصة البؤرية فوق عاكسها. في الفضاء ، يمكن أن يكون شكل العاكس الأساسي الكبير أفضل بكثير ويمكن توجيهه إلى أي مكان '.
علاوة على ذلك ، شدد Blincow على كيف أن Arecibo القائم على الفضاء لن يخضع للأيونوسفير للأرض ، والذي يحجب الترددات الراديوية المنخفضة (أقل من 300 كيلو هرتز). هذا يترك علماء الفلك 'أعمى' عن هذا الجزء من الكون ، وهو الجزء الوحيد من الطيف الكهرومغناطيسي الذي لم يُرصد أبدًا بالدقة المكانية.
أخيرًا وليس آخرًا ، هناك فوائد تجارية واسعة النطاق ستسمح بها هذه المحطات وصناعة الإنشاءات الفضائية. في الفيديو السابق ، أوضح Blincow كيف ستسمح البوابة بمساحة تجارية في المدار (الترفيه والفنادق). تقدم محطة فوييجر فرصًا مماثلة ، فضلاً عن إمكانية تدريب رواد الفضاء والتزود بالوقود في المدار.
أحد العملاء المحتملين الذين تأمل المؤسسة و OAC في العمل معهم هو SpaceX. في الوقت الحالي ، يعمل Elon Musk والشركة التي أسسها على بناء أسطول منالمركبات الفضائيةسيسمح ذلك بمهام منتظمة إلى القمر والمريخ. عارض Blincow ذلك بتحليل مدير OAC جيف جرينبلات لـ Voyager يمكن أن يستضيف مستودعًا للوقود من شأنه أن يجعل العملية أكثر كفاءة:
'تريد شركة سبيس إكس إرسال ألف مركبة فضائية إلى المريخ بأسرع ما يمكن. للقيام بذلك ، سيتطلب ذلك ثماني سفن وقود مليئة بالوقود فقط لملء خزان سفينة واحدة مبحرة بالمريخ بما يكفي من الوقود للقيام برحلة إلى المريخ ... سيحتاج SpaceX أيضًا إلى أطقم من ذوي الخبرة في الفضاء. ستنتج محطة فوييجر مئات الطاقم سنويًا. في الوقت الحالي ، لا توجد مجموعة كبيرة من رواد الفضاء بها مئات رواد الفضاء في الفضاء '.
فائدة أخرى تتمثل في إنشاء مصفوفات شمسية فضائية ، والتي ستكون قادرة على جمع ضوء الشمس على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ولا تتأثر بالطقس. ولكن ربما يكون أهم جانب في خطة المؤسسة و OAC هو الطريقة التي يمكن أن تضمن بها 'صعود' الولايات المتحدة في الفضاء. يوضح Blincow أن هذا المصطلح استُخدم لوصف النمو الاستثنائي للصناعة الأمريكية وتأثيرها خلال القرن العشرين ، ولكن ليس بعد الآن:
النمو المتوقع في جميع الصناعات المتعلقة بالفضاء غير عادي. إنه يشبه إلى حد كبير الطيران في الخمسينيات والستينيات. لكن أمريكا لا تزال ليس لديها خطة وطنية للتوسع في الفضاء مع المستوطنات ... نعتقد أنه لكي تصعد أمريكا مرة أخرى ، يجب أن نجعل التوسع في الفضاء ليس مجرد هدف ناسا ممول بشكل كافٍ ، بل هدف وطني جيد التمويل '.
ولتشجيع ذلك ، قامت OAC بإنشاء خارطة طريق يوضح كيف يمكن للولايات المتحدة أن تبدأ في بناء البنية التحتية للنقل اللازمة التي من شأنها أن تسمح بالتوسع البشري في النظام الشمسي. في غضون ذلك ، يعمل مهندسوهم ومصمموهم على تحقيق PSTAR ، وحلقة Gravity ، والاستعداد للعرض التوضيحي القادم لـ DSTAR.
أشار Blincow أيضًا إلى أن OAC ستصدر إعلانًا كبيرًا يوم الجمعة ، 29 يناير 2021. سيكون هذا حدثًا عبر الإنترنت ، وسيتم إرسال تفاصيله إلى أعضاء Gateway Foundation مسبقًا ( اضغط هنا للانضمام ). يذكر Blincow أن هذه ستكون 'لحظة كبيرة لشركة Orbital Assembly Corporation ولحظة كبيرة في التاريخ' ستغطيها الصحافة وأعضاء مجتمع الفضاء. قليلا مشؤوم ، ولكنانامفتون!
تم تسمية مشروع Gateway بشكل مناسب لأنه سيسمح للبشر باستعمار المدار الأرضي المنخفض (LEO) وتوسيع وجودنا خارج الأرض. كجزء من مشروع أرتميس ، تأمل ناسا في إنشاء معسكر قاعدة على سطح القمر وبوابة القمر ، والتي ستسهل المهام طويلة الأمد على سطح القمر. أيضًا ، تأمل وكالة الفضاء الأوروبية في بناء قرية القمر الدولية حول المنطقة القطبية الجنوبية كخليفة روحي لمحطة الفضاء الدولية.
لكي تنجح هذه الخطط ، يجب استكشاف الآثار طويلة المدى للجاذبية المنخفضة على صحة رواد الفضاء. وبالمثل ، هناك العديد من الخطط لبعثات طويلة الأمد إلى المريخ ، ويأمل رواد الأعمال مثل Elon Musk في إنشاء مستعمرة بشرية دائمة. هنا أيضًا ، الآثار طويلة المدى على صحة الإنسان غير واضحة ، وهذا صحيح بشكل خاص عند نمو الولادة (ويعرف أيضًا باسم إنجاب الأطفال).
هناك أيضًا فرص وفيرة لمعرفة كيف تسير النباتات والماشية في الجاذبية المنخفضة ، والتي ستكون ضرورية أيضًا لضمان الأمن الغذائي في الفضاء. وبالطبع ، فإن جعل استكشاف الفضاء أكثر فعالية من حيث التكلفة وسهولة الوصول إليه هو مفتاح كل ذلك. من خلال وجود البنية التحتية الدائمة للبناء والتزود بالوقود والرسو والنقل في المدار ، ستنخفض تكاليف الذهاب إلى الفضاء بشكل ملحوظ.
تكلفة إعداد كل هذا رائعة ، ولكن أيضًا المكافآت المحتملة. يشبه إلى حد كبير أخذ 'طلقات القمر' وبناء الهياكل إلى الفضاء (مثل مصعد الفضاء) ، يتعلق الأمر بالجدوى والتمويل والدافع لتحقيق ذلك. بمجرد استيفاء الشرطين الأساسيين ، فإن الشيء الوحيد المتبقي له هو القيام بذلك!
قراءة متعمقة: مؤسسة جيتواي
