بالنظر إلى مستقبل استكشاف الفضاء ، ليس هناك شك في أنه سيتضمن وجودًا بشريًا متزايدًا في المدار الأرضي المنخفض (LEO). وسيشمل هذا ليس فقط خلفاء محطة الفضاء الدولية ، ولكن على الأرجح الموائل والمرافق التجارية. لن تسمح هذه المشاريع فقط بمشاريع مثل السياحة الفضائية ، ولكنها ستسهل أيضًا المهمات التي تعيدنا إلى القمر ، إلى المريخ ، وحتى أبعد من ذلك.
مع وضع هذا الغرض في الاعتبار ، صمم فريق متعدد التخصصات من طلاب الدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا موطنًا فضائيًا يعرف باسم الجمعية العقدية المُدارة والقابلة لإعادة التكوين في الفضاء (مارينا). ستعمل هذه الوحدة كمحطة فضائية مملوكة للقطاع الخاص يشغلها اثنان من المستأجرين لمدة عشر سنوات ؛ فندق فخم من شأنه أن يوفر أماكن إقامة مدارية ، ووكالة ناسا.
عن اختراعهم ، فاز الفريق بالجائزة الأولى في قسم الخريجين في المفاهيم الثورية لأنظمة الطيران - منتدى مسابقة تصميم الروابط الأكاديمية (RASC-AL) ، وهي مسابقة على مستوى الخريجين لمدة عام تستضيفها وكالة ناسا. تضمن هذا التحدي تصميم وحدة تجارية لاستخدامها في مدار أرضي منخفض يمكن أن تعمل أيضًا كمركبة عبور للمريخ في المستقبل.
في المستقبل ، سيصبح المدار الأرضي المنخفض موطنًا للوحدات التجارية (مثل وحدة Bigelow Aerospace B330 القابلة للتوسيع ، الموضحة هنا) ، ستصبح حقيقة واقعة. الائتمان: Bigelow Aerospace
منذ عام 2002 ، سعت مسابقات RASC-AL إلى إشراك طلاب الجامعات والمستشارين لغرض الخروج بأفكار من شأنها تعزيز مهام ناسا المستقبلية. بالنسبة لمسابقة هذا العام ، طلبت وكالة ناسا من الفرق تطوير مفاهيم رحلات الفضاء البشرية التي تركز على العمليات في الفضاء القمري القمري - أي داخل القمر وحوله وخارجه - والتي يمكن أن تسهل أيضًا ' رحلة إلى المريخ بحلول عام 2030.
على وجه التحديد ، تم تكليفهم بإيجاد طرق للاستفادة من الابتكارات والتقنيات الجديدة لتحسين قدرة البشرية على العمل بشكل أكثر فعالية في الجاذبية الصغرى. مع وضع هذا في الاعتبار ، فإن مواضيع مسابقة هذا العام تتراوح من تصميم أنظمة فرعية أكثر كفاءة إلى تطوير البنى التي تدعم هدف ناسا المتمثل في توسيع نطاق وصول البشرية إلى الفضاء.
تضمنت هذه التصاميم الجديدة لحزمة التمرينات خفيفة الوزن ، وتصميم غرفة معادلة الضغط ، ومفاهيم للوحدة القابلة للسكن LEO / المريخ الممكّنة تجارياً ، ومفاهيم لنظام توصيل لوجستي جديد. كما قال بات تروتمان ، قائد التحليل الاستراتيجي للاستكشاف البشري في مركز أبحاث لانغلي التابع لناسا ، في بيان صحفي لوكالة ناسا:
'نحن ندرس بعناية ما سوف يتطلبه الأمر لتأسيس وجود خارج مدار الأرض المنخفض ، حيث سيبني رواد الفضاء ويبدأون في اختبار الأنظمة اللازمة للمهام الصعبة إلى وجهات بعيدة ، بما في ذلك المريخ. طورت فرق جامعة RASC-AL لعام 2017 مفاهيم مثيرة مع التحليل الهندسي الداعم الذي قد يؤثر على كيفية ظهور البنية التحتية للفضاء السحيق وتشغيلها في المستقبل '.
أعضاء فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (من اليسار إلى اليمين): كيتلين مولر (مستشار هيئة التدريس) ، وماثيو موراجيز ، وجورج لوردوس ، وفالنتينا سوميني. الائتمان: معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا / فريق مارينا
بقيادة ماثيو موراجويز ، طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا قسم الملاحة الجوية والفضائية (AeroAstro) وعضو في مجموعة أبحاث الهندسة الإستراتيجية (SERG) ، ركز فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا على موضوع إنشاء وحدة موطن LEO ذات التمكين التجاري. تم تصميم مفهومهم ، الذي يتضمن الدروس التي تم تعلمها من محطة الفضاء الدولية ، مع مراعاة احتياجات قطاعي الفضاء الخاص والعام.
مثل جورج لوردوس - زميل متخرج في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا برنامج تصميم وإدارة النظام (SDM) ، وأحد أعضاء فريق كل من MARINA و SERG - أوضح:
'تمامًا مثل مرسى اليخوت ، يمكن أن توفر MARINA جميع الخدمات الأساسية ، بما في ذلك المرفأ الآمن ، والطاقة الموثوقة ، والمياه النقية والهواء ، والخدمات اللوجستية والصيانة الفعالة. سيؤدي ذلك إلى تسهيل بساطة التصميم وتحقيق وفورات في تكاليف الإنشاء والتشغيل للوحدات النمطية المملوكة للعملاء. كما ستحفز العملاء على استئجار مساحة داخل وخارج وحدات عقدة MARINA وتجعل MARINA كيانًا ممولًا ذاتيًا وجذابًا للمستثمرين '.
لتحقيق أهدافهم للمسابقة ، ابتكر الفريق تصميمًا معياريًا لـ MARINA يضم العديد من الابتكارات الرئيسية. وشملت هذه ملحقات ل معيار نظام الإرساء الدولي (IDSS) واجهة (تستخدم على متن محطة الفضاء الدولية) ، معمارية معيارية ، وتوزيع وظائف النظام الفرعي عبر هذه الوحدات. كما أوضح Moraguez ، سيسمح تصميمها ببعض الفرص واسعة النطاق.
قال: 'تربط رفوف الخدمة المعيارية أي نقطة على مارينا بأي نقطة أخرى عبر واجهة IDSS الموسعة'. وهذا يمكن الشركات من جميع الأحجام من تقديم المنتجات والخدمات في الفضاء لشركات أخرى ، بناءً على الشروط التي يحددها السوق المفتوح. توفر هذه القرارات معًا قابلية التوسع والموثوقية ومزايا تطوير التكنولوجيا الفعالة لمارينا ووكالة ناسا '.
فائدة أخرى مهمة تأتي في شكل وفورات في التكاليف. وفقًا لتقديرات وكالة ناسا ، ستبلغ التكلفة المتكررة لـ MARINA حوالي 360 مليون دولار سنويًا ، وهو ما يمثل انخفاضًا كبيرًا في التكاليف الحالية لصيانة وتشغيل محطة الفضاء الدولية. إجمالاً ، ستوفر لناسا مدخرات تبلغ حوالي 3 مليارات دولار سنويًا ، وهو ما يقرب من 16 ٪ من الميزانية السنوية للوكالة.
ولكن ربما يكون الأمر الأكثر إثارة للاهتمام في مفهوم مارينا هو حقيقة أنه يمكن أن يكون أول فندق فضاء في العالم. ووفقًا لفالنتينا سومينيا ، باحثة ما بعد الدكتوراة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والتي ساهمت في المفهوم المعماري ، فإن فندق الفضاء سيكون 'فندقًا فضاءًا فاخرًا من ثماني غرف مواجه للأرض مع بار ومطعم وصالة ألعاب رياضية ، سيجعل العطلات في الفضاء المداري حقيقة واقعة'.
تشمل الميزات التجارية الأخرى أرصفة مخدومة سيتم تأجيرها لاستيعاب الوحدات النمطية المملوكة للعملاء. ينطبق هذا أيضًا على مساحة الرف المعيارية الداخلية للمحطة ، حيث يمكن للشركات الصغيرة التي تقدم خدمات تعاقدية للركاب على متن الطائرة تأجير مساحة. هل سيكون من المبالغة أن نطلب أن يكون لديه أيضًا خادم روبوت؟
بدأت مسابقة RASCAL في أغسطس 2016 في Cocoa Beach ، فلوريدا ، واختتمت في 2 يونيو 2017. مُنحت أعلى الجوائز العامة للفرق من Virginia Tech وجامعة ماريلاند لمفاهيم الموائل الفضائية الخاصة بهم ، والمعروفة باسم مشروع ثيسيوس و ألتيما ثول ، على التوالى.
