أربعة اختبارات أساسية لسفينة فضاء أوروبية

مهمة لإزالة الشظايا الفضائية بالحراب والشباك

تعتزم بعثة أوروبية اختبار قدرة الشبكات والحراب على التقاط المخلّفات والتخلّص منها. وقد انطلقت الثلاثاء الماضي في العشرين من شهر يونيو (حزيران) الحالي، أعمال مهمة فضائية أوروبية قادرة على اصطياد المخلّفات الفضائية بواسطة الحراب والشباك، أي تلك الأدوات التي تستخدم عادة لتنظيف الممرات الأرضية.
شظايا فضائية
حتى اليوم، ساهمت المخلّفات الفضائية في تدمير قمر صناعي واحد على الأقلّ، وأضرّت بأقمار أخرى، وأجبرت الفريق الموجود في المحطّة الفضائية الدولية على القيام بحركات مراوغة بين الحين والآخر. وهناك أكثر من نصف مليون قطعة من المخلّفات الفضائية التي تفوق في حجمها حجم الكرّة الزجاجية التي يلعب بها الأطفال، وعشرات آلاف من المخلّفات الهائلة الحجم من بقايا الصواريخ والأقمار الصناعية المعطّلة.
ولتفادي كارثة مستقبلية محتّمة، اقترح خبراء فضائيون من وكالة «ناسا» الفضائية الأميركية ووكالة الفضاء الأوروبية إزالة من خمس إلى 10 قطع كبيرة من هذه المخلّفات كلّ عام.
في البعثة الجديدة، التي تعرف باسم «ريموف دبريس» (إزالة الشظايا)، أطلق الشريكان سفينة فضائية صغيرة بحجم متر مكعّب إلى المحطة الفضائية في أبريل (نيسان). وكان من المخطّط أن تخرج المركبة من المحطّة الفضائية في مايو (أيار) لإتمام أربعة اختبارات تقنية، تضمّ الشبكة والحراب، التي من الممكن أن تستخدم لتنظيف المخلّفات الفضائية.
ويقول غولييلمو آجليتي، المحقّق الرئيسي ومدير مركز «سارّي» الفضائية في جامعة «سارّي» في إنجلترا: «يعدّ الرمح والشبكة مفهومان بسيطان، ولكنهما الوحيدان اللذان يستخدمان في هذه المهمّة».
اقترح باحثون آخرون استخدام الليزر أو الأسلاك المكهربة لقذف المهملات الفضائية التي سينتهي بها الأمر لأن تحترق في غلاف الأرض الجوي. إذ حاولت وكالة استكشاف فضائي يابانية اختبار الحبال الكهربائية عام 2017، ولكنّها فشلت لأن الحبال كانت غير قادرة على التمدّد والانتشار. كما حاولت بعثات كثيرة أخرى تجربة عملية إزالة سلبية، تضمّ أقماراً صناعية قديمة تستخدم معززاتها أو نشر أشرعتها للحثّ على تدميرها الذاتي.
في ظلّ تاريخ محدود من الاختبارات في هذا المجال، من المرجّح أن تثبت بعثة «رموف دبريس» التي تصل تكلفتها إلى 18.7 مليون دولار، فعاليتها كمشروع متواضع الميزانية. وتجدر الإشارة إلى أن المفوضية الأوروبية وجامعة «سرّي» يقودان جمعية عالمية لدعم البعثة.
في حال نجاحه، قد يؤدي هذا المشروع إلى تشكيل بعثة أخرى مهمتها محاولة التقاط قطعة فعلية من المخلّفات الفضائية، حسب ما أفاد ويليام شنوبيرغ، مهندس فضائي من جامعة «ميسوري» للعلوم والتقنية لا يشارك في الجهود الحاليّة. ويقول شنوبيرغ: «نأمل بألا نواجه كارثة تؤدي إلى خسائر بشرية قبل أن تتمكّن الجهود المشتركة من العثور على حل».
اختبارات رئيسية
> الالتقاط بالشبكة. في هذا الاختبار، ستطلق السفينة الفضائية الرئيسية قمرا صناعيا «كيوب سات» بحجم رغيف خبز تقريباً، سيطبق وينفخ بدورها بالوناً بحجم متر واحد يصلح لالتقاط هدف كبير. وما إن يبتعد القمر الصناعي عدة أمتار حتى يطلق الشبكة على امتداد 5 أمتار.
في حال سارت الأمور على ما يرام، ستعمد مجموعة من الأوزان معلّقة بأطراف الشبكة إلى لفّها بشكل آمن حول الهدف. بعدها، ستعمل بكرات مدفوعة بمحرّك على تضييق عنق الشبكة لمنع «كيوب سات» من الإفلات.
ثم، سيترك القمر الصناعي الموجود في الشبكة ليقع خارج مدار الأرض ويحترق بغلافها الجوّي. ولكنّ البعثات المستقبلية قد تسمح أيضاً للمركبة الفضائية بسحب الجسم العالق بالشبكة.
> ملاحة فضائية اعتماداً على الرؤية. إن أي إزالة للمخلّفات الفضائية ستتطلّب القدرة على تعقّب الأجزاء الصغيرة العائمة من المخلّفات بدقّة. ويتضمّن اختبار البعثة الثاني ملاحة تعتمد على الرؤية تستخدم كاميرتين وجهاز استشعار «ليدار» (تقنية لتقصي المسافة التي تبعد عن الهدف بواسطة شعاع الليزر) لتتبع الأهداف المحتملة.
ترتكز مهمة الكاميرتين على اعتلاء المركبة الأمّ وتأدية جولتين من المراقبة. أولاً، ستعمل الكاميرتان على مراقبة تجربة الالتقاط بالشبكة التي تعتمد على «كيوب سات». ثمّ، ستحوّل الكاميرتان تركيزهما على الـ«كيوب سات» الآخر، المجهّز بأربعة ألواح شمسية قابلة للتمدّد، ستنطلق من قلب المركبة الفضائية الأساسية. وأخيراً، سينتهي الأمر بالـ«كيوب سات» ساقطاً في المدار الأرضي ومحترقاً بغلاف الأرض الجوي.
> الالتقاط بالحربة. في اختبار الالتقاط بالحربة، لن تحاول المركبة الفضائية استهداف هدف متحرّك يدور في مجاله الخاص، بل ستعمل على تمديد ذراع طويلة للإمساك بهدف ثابت، لا يتجاوز حجمه حجم مضرب كرة الطاولة.
عندما يصل الهدف إلى مكانه على مسافة 1.5 متر، ستطلق المركبة الفضائية حربتاً صغيراً يتألف من قذيفة صغيرة بحجم القلم وحبل إضافي، سيتيح للمركبة الفضائية إصابة هدفها. قد يبدو الأمر بسيطاً، ولكنّه خطوة ضرورية لشرح حركة الرمح في الظروف الفضائية الحقيقية.
> سحب الأشرعة. يهدف الاختبار الأخير إلى منع المركبة الفضائية نفسها من التحوّل إلى قطعة أخرى من المخلفات الفضائية. ويتضمّن هذا الاختبار رفع شراع في آخر سارية تمتدّ لمسافة متر واحد ومهمتها ضمان عدم سيطرة الشراع على المركبة الفضائية. فور تجهيز سارية الشراع، سيعمل محرّك على رفع أذرع ليفية تفتح جذع الشراع التي يصل حجمها إلى نحو 10 أمتار مربعة. بعدها، سيعمل الشراع وكأنّه فرامل كبيرة، تدفع بالمركبة الفضائية الرئيسية إلى مغادرة المدار بسرعة أكبر معلنة نهاية البعثة.