ناسا تستعد لاختبار وقود مبرد في المدار يهدف إلى مستودعات فضائية مستقبلية

ناسا تنقل مشكلة حيوية في التعامل مع الوقود إلى المدار

تستعد ناسا وشريكتها الصناعية Eta Space لإجراء عرض توضيحي في المدار يستهدف إحدى المشكلات الأقل بريقًا لكنها من الأكثر أهمية في استكشاف الفضاء السحيق: كيف يمكن تخزين وقياس وإدارة ونقل الدوافع فائقة البرودة في بيئة الجاذبية الصغرى من دون فقدان جزء كبير منها في الطريق.

ومن المقرر أن تنطلق المهمة، المسماة Liquid Oxygen Flight Demonstration أو LOXSAT، في موعد لا يسبق 17 يوليو على متن صاروخ Electron التابع لـ Rocket Lab من مجمع الإطلاق 1 في شبه جزيرة ماهيا في نيوزيلندا. وستوفر Rocket Lab الإطلاق ومنصة Photon الفضائية التي تحمل الحمولة.

لماذا يهم الوقود المبرد

تعتمد بعثات الفضاء السحيق بشكل متزايد على دوافع مثل الأكسجين السائل، الذي يجب حفظه عند درجات حرارة منخفضة جدًا. على الأرض، تعد معالجة هذه الموائع صعبة بما فيه الكفاية. أما في الفضاء، فتضيف الجاذبية الصغرى مجموعة أخرى من التحديات: ففقدان الغليان، والتحكم في الضغط، ونقل الموائع، والقياس الدقيق كلها تصبح أصعب عندما لا يستقر الوقود طبيعيًا في الخزان.

ولهذه المشكلة آثار استراتيجية كبيرة. فإذا أمكن إدارة الدوافع المبردة بشكل موثوق في المدار، فسوف يصبح من الأسهل كثيرًا تخيل وجود مستودعات وقود في الفضاء، أي محطات تزويد بالوقود في المدار يمكنها دعم بعثات إلى القمر والمريخ وما بعدهما. وبدلًا من إطلاق كل مركبة وهي تحمل كل وقودها من الأرض، يمكن للهياكل المستقبلية أن تعتمد أكثر على التزود المرحلي بالوقود ومفاهيم النقل القابلة لإعادة الاستخدام.

ما الذي سيختبره LOXSAT

خلال مهمته التي تستمر تسعة أشهر، من المتوقع أن يعرض LOXSAT 11 تقنية لإدارة السوائل المبردة. وقالت ناسا إن هذه التقنيات اختيرت لمعالجة المشكلات التشغيلية الأساسية لاستخدام الدوافع فائقة البرودة في الفضاء، بما في ذلك تقليل فقدان الغليان، ونقل الدافع، والحفاظ على ضغط الخزان، وقياس مستويات الوقود.

وتكتسب هذه القائمة أهمية لأن كل بند فيها يمثل نقطة فشل منفصلة في أنظمة الاستكشاف طويلة المدى. فالمستودع لا يكون ذا فائدة إلا إذا ظل الدافع المخزن صالحًا للاستخدام. ونظام النقل لا تكون له قيمة إلا إذا استطاع مخططو المهام الوثوق بقياساته. ومن هذا المنظور، فإن LOXSAT ليس تجربة واحدة بقدر ما هو اختبار مجمع لبنية تحتية تمكينية.

وقد بُنيت الحمولة بواسطة Eta Space ضمن فرصة Tipping Point التابعة لناسا، وجرى بالفعل دمجها مع منصة Photon من Rocket Lab. كما زار فريق ناسا لإدارة السوائل المبردة، الذي ضم أفرادًا من Marshall وGlenn وKennedy، مجمع الإنتاج في وقت سابق من هذا العام مع تقدم الاختبارات.

مهمة عن اللوجستيات لا عن الاستعراض

ليست LOXSAT من نوع المهمات التي تثير حماسة عامة بشكل طبيعي. لا يوجد رواد فضاء على متنها، ولا هبوط على كوكب، ولا صور درامية يعد بها وصف المهمة. لكن أهميتها قد تدوم أطول من الإنجازات الأكثر لفتًا للأنظار. فالاستكشاف الفضائي يصطدم مرارًا بالقيد نفسه: الكتلة التي تُطلق من الأرض مكلفة، ومرونة المهمة محدودة عندما يجب حمل كل كيلوغرام من البداية.

إن إدارة الدافع في المدار هي إحدى التقنيات التي يمكن أن تخفف هذا القيد. وإذا نجحت، فستوفر LOXSAT بيانات تدعم تصميم هياكل التزود بالوقود مستقبلًا بدلًا من الاكتفاء بالتنظير بشأنها.

لماذا توقيت هذه المهمة مهم

تعتمد أهداف الاستكشاف الأوسع لدى ناسا بشكل متزايد على أنظمة قادرة على العمل خارج نطاق المهمات القصيرة والمباشرة. فالأنشطة القمرية المستدامة، وعمليات الشحن الأكثر قدرة، والتخطيط المستقبلي للمريخ، كلها تستفيد من القدرة على تخزين ونقل الوقود المبرد في الفضاء. وهذا يجعل LOXSAT جزءًا من حملة أطول لحل الهندسة العملية الكامنة وراء تلك الطموحات.

كما أنها تذكير بأن القدرة على الاستكشاف تُبنى غالبًا عبر عروض توضيحية تدريجية. فقبل أن يوجد مستودع، يجب أن تكون هناك أدلة على أنه يمكن أن يعمل. وقبل أن تعتمد المهمات على التزود بالوقود في المدار، يجب أن تثبت تقنيات المناولة الأساسية أنها تعمل في ظروف طيران حقيقية.

إذا سارت LOXSAT كما هو مخطط لها، فلن تنشئ مستودعًا للدوافع بين ليلة وضحاها. لكنها ستفعل شيئًا لا يقل أهمية: ستقلل عدم اليقين حول اللبنات الأساسية. وفي مجال كثيرًا ما تحدد فيه اللوجستيات ما هي المهمات الممكنة، فهذا النوع من التقدم قادر على إعادة رسم الخريطة بهدوء.

تعتمد هذه المقالة على تقرير من NASA. اقرأ المقال الأصلي.