تعتمد بعثات الفضاء العميق على أجهزة عادية مُحكمة الصنع
تُذكر البعثات الفضائية الكبرى عادةً بنافذة الإطلاق والمسارات والوجهات. أما الأنظمة المدمجة التي تبقي البشر قادرين على العمل بعد انحسار العناوين وعودة المهمة إلى روتينها، فتلقى اهتمامًا أقل. ويقدّم أحدث ملف من NASA عن Artemis تذكيرًا مفيدًا بأن الرحلات المأهولة إلى الفضاء العميق لا تعتمد على الدفع والملاحة فحسب، بل أيضًا على تصميم أجهزة النجاة اليومية.
في تقرير يركز على Ryan Schulte، مدير مشروع دولاب الموازنة Orion، وصفت NASA جهاز التمرين الذي استخدمه طاقم Artemis II خلال رحلته حول القمر والعودة. قطع الرواد الأربعة مسافة 694,481 ميلًا، واعتمدوا طوال المهمة على المركبة لتوفير أساسيات الحياة في الفضاء العميق. وكان أحد تلك الأساسيات هو التمرين اليومي.
الجهاز في قلب القصة يُسمى دولاب الموازنة. وهو جهاز تمرين مدمج ومتعدد الوظائف بحجم يقارب حجم صندوق أحذية كبير. ووفقًا لـ NASA، فقد مكّن الطاقم من الحفاظ على الصحة البدنية والنفسية خلال المهمة من دون استخدام أي طاقة كهربائية من المركبة.
فكرة بسيطة صُممت لبيئة صعبة
يعمل دولاب الموازنة عبر مقاومة القصور الذاتي بدلًا من آلية تعمل بالطاقة. ووصفه Schulte بأنه يعمل إلى حد ما مثل يويو قصوري. ويمكن للمستخدمين اختيار نسب تروس مختلفة لوضعيات مقاومة مختلفة، ويمكن للنظام أن يوفر ما يصل إلى 500 رطل من المقاومة بحسب مقدار الجهد الذي يبذله المستخدم.
تتيح هذه القدرة نطاقًا واسعًا بشكل مفاجئ من التمارين ضمن جهاز صغير للغاية. وتقول NASA إن الطاقم يمكنه أداء القرفصاء، والرفعة الميتة، والصفوف المنحنية، والسحب العالي، وثني الذراعين، ورفع الكعبين، والتجديف الهوائي باستخدام الجهاز نفسه. وفي داخل كبسولة مأهولة محدودة المساحة، لا تُعد هذه المرونة رفاهية. إنها ضرورة.
التمرين في انعدام الجاذبية لا يتعلق باللياقة العامة فقط. إنه جزء من حماية المهمة. والنص الأصلي لـ NASA يربط الجهاز صراحة بسلامة الطاقم وصحته ونجاح المهمة. وهذا الإطار مهم لأنه يضع دولاب الموازنة في الفئة التشغيلية نفسها مع أساسيات دعم الحياة الأخرى، حتى لو بدا أقل درامية بكثير من نظام دفع أو واجهة موطن.
لماذا كانت التحديات الهندسية أصعب مما تبدو
جعل التمرين ممكنًا داخل Orion تطلب حل عدة مشكلات في وقت واحد. كان يجب أن يتسع الجهاز داخل مركبة فضائية ذات حجم محدود، حيث حركة الطاقم مقيدة، كما أن الضجيج مهم لأن الرواد ما زالوا بحاجة إلى التواصل بوضوح أثناء التمارين.
وقال Schulte إن أحد أكبر التحديات كان حشر كل شيء داخل صندوق مدمج مع الحفاظ على مساحة كافية في المقصورة تمكّن أحد أفراد الطاقم من الوقوف بالكامل والتمدد بسرعات عالية ومتكررة. وهذا يوضح منطق تصميم المركبات الفضائية: فكل قدرة جديدة تتنافس مع الكتلة والحجم والخلوص والعوامل البشرية.
ولم يكن العبء الهندسي يقتصر على بناء آلة مقاومة، بل على بناء آلة تظل مدمجة وهادئة وفعالة ميكانيكيًا من دون سحب طاقة كهربائية من المركبة. هذه المفاضلات مألوفة في تصميم المنتجات الأرضية، لكن عواقبها أشد بكثير في المركبة الفضائية، حيث يجب على كل نظام فرعي أن يبرر مكانه.
كيف استخدمت Artemis II النظام
خلال مهمة Artemis II التي استمرت نحو 10 أيام، مارس أفراد الطاقم التمرين لمدة تقارب 30 دقيقة يوميًا باستخدام دولاب الموازنة. وكانت هذه الجلسات تهدف إلى التخفيف من الآثار الجسدية والنفسية التي يسببها بيئة انعدام الجاذبية.
وهذا الدور المزدوج مهم. ففي رحلات الفضاء، يدعم التمرين الحفاظ على الجهازين العضلي الهيكلي والقلب والأوعية الدموية، لكنه يساهم أيضًا في الروتين والمعنويات والاستقرار النفسي. ويُظهر وصف NASA بوضوح أن دولاب الموازنة لم يُعامل كإضافة هامشية، بل كان جزءًا من الإيقاع التشغيلي اليومي للطاقم.
كما شكّلت المهمة عرضًا حيًا على أن خيارات التصميم التي اتخذها فريق Schulte نجحت عمليًا. وتقول NASA إن الفريق صمم وبنى واختبر وأطلق دولاب الموازنة المستخدم في Artemis II، وهو يعمل الآن على تطوير أسطول أكثر قابلية لإعادة الاستخدام من أجهزة التمرين للمهام المستقبلية ضمن Artemis. وهذا يشير إلى الخطوة التالية في البرنامج: الانتقال من تنفيذ خاص بمهمة واحدة إلى قدرة قابلة للتكرار لاستكشاف أطول مدة.
ما الذي يعنيه هذا لرحلات Artemis المستقبلية
يوحي النص المصدر بأن أهمية دولاب الموازنة تزداد مع امتداد مدة المهام. فقد وفرت Artemis II بيئة تشغيلية استمرت نحو 10 أيام. أما المهام المستقبلية، ولا سيما تلك التي تتضمن إقامة أطول أو مراحل تشغيلية أكثر تعقيدًا، فستمنح أهمية أكبر للأنظمة القادرة على الحفاظ على حالة الطاقم من دون استهلاك موارد المركبة الشحيحة.
وفي هذا السياق، تصبح قيمة الجهاز المدمج الذي يتيح أشكالًا متعددة من التمرين، ولا يحتاج إلى طاقة كهربائية، ويتسع داخل مركبة محدودة، أكبر بكثير. وليس من الصعب فهم سبب عمل NASA على أسطول من الوحدات الأكثر قابلية لإعادة الاستخدام للرحلات المستقبلية.
والدرس الأوسع هو أن التقدم في رحلات الفضاء المأهولة يتحقق عبر انتصارات هندسية صغيرة كثيرة، لا عبر المعالم العامة الكبرى وحدها. وقد لا يحدد جهاز تمرين بحجم صندوق أحذية الصورة العامة لـ Artemis، لكنه يؤثر مباشرة في قدرة الرواد على البقاء بصحة كافية لأداء أعمالهم.
هذه هي الحافة العملية لبنية الاستكشاف. فالبعثات المأهولة الطويلة تُبنى من أنظمة تقلل العبء القابل للتجنب على الطاقم مع الحفاظ على موارد المركبة. وبحسب رواية NASA، فعل دولاب الموازنة في Artemis II ذلك تمامًا. لقد حوّل مجموعة شديدة من قيود المركبة إلى أداة يومية قابلة للاستخدام، وأبرز بذلك نوع الانضباط في العتاد الذي تتطلبه عمليات الفضاء العميق.
أهم النقاط
- تقول NASA إن رواد Artemis II استخدموا جهاز دولاب موازنة مدمجًا للتمرين اليومي خلال رحلتهم البالغة 694,481 ميلًا حول القمر والعودة.
- يوفر النظام بحجم صندوق الأحذية ما يصل إلى 500 رطل من المقاومة ويدعم تمارين المقاومة والتمارين الهوائية.
- لا يستخدم الجهاز أي طاقة كهربائية من المركبة، وهي ميزة كبيرة داخل مركبة فضاء عميق محدودة الموارد.
- تطور NASA الآن نسخًا أكثر قابلية لإعادة الاستخدام من هذه الأجهزة للمهام المستقبلية ضمن Artemis.
هذه المقالة مبنية على تقرير من NASA. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on nasa.gov