تبدأ مهمة ناسا بصعوبة بعد فشل أسترا

عندما تم رفع صاروخ أسترا 3.3 من مجدافه في محطة كيب كانافيرال الفضائية في 12 يونيو ، بدا أن كل شيء يسير على ما يرام. في الواقع ، كان العمل يتقدم للتخطيط بشكل صحيح حتى النهاية – بدا أن محرك الأثير الثانوي الخاص بالمعزز يعمل بشكل طبيعي حتى توقف فجأة قبل دقيقة واحدة مما كان مخططًا له. لسوء الحظ ، لا يحدث شيء إذا لم تكن الديناميات المدارية دقيقة ، ولم يكن من الممكن أن يحدث احتراق آلي ينتهي قبل دقيقة واحدة.

وفقًا لقيم القياس عن بُعد المعروضة على الشاشة أثناء البث المباشر للإطلاق ، تصدّر المستوى العلوي للداعم بسرعة 6.573 كيلومترًا في الثانية. بينما يتم فصل تغذية الفيديو بمجرد أن يتضح أن شيئًا ما قد حدث خطأ ، فإن الفيزياء الحاسمة للسفر إلى الفضاء هي أن هناك القليل من الأسئلة حول تسلسل الأحداث التي تلت ذلك. بدون الطاقة اللازمة للبقاء في المدار ، سيترك الجزء العلوي من جسم الصاروخ في مدار فرعي ، ويعود في النهاية إلى الغلاف الجوي ويحترق على بعد بضعة آلاف من الكيلومترات من حيث بدأ.

بالطبع ، ليس سراً أن السفر إلى الفضاء صعب. إن وجود عدد قليل فقط من الطائرات الناجحة تحت حزامهم هو ضعف البداية. ليس هناك شك في أن Astra ستحدد مسبقًا سبب توقف محركها ، وستقوم بإجراء جميع التغييرات اللازمة لضمان عدم حدوث ذلك مرة أخرى ، وإذا كان تاريخهم هو أي شيء يجب القيام به ، فمن المحتمل أن يعودوا في وقت قصير . مصممة لمسابقة وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA) في محاولة لتعزيز تطوير صواريخ رخيصة وصغيرة قادرة على دفع الحمولات عند إعلان منخفض ، أظهرت عائلة صواريخ Astra بالفعل خفة حركة عالية بشكل غير عادي.

يجب أن يعيش تصميم Astra و Rocket 3.3 ليطير مرة أخرى. ولكن ما هي الحمولة التي يجب وضعها في المدار المعزز؟ الأمر معقد بعض الشيء. هذه هي الأولى من ثلاث طائرات مخطط لها لربط مجموعة من المكعبات الصغيرة كجزء من مهمة Tropics التابعة لناسا. وكالة الفضاء موجودة بالفعل أصدرت البعثة بيانًا قالت فيه إنها ما زالت قادرة على تحقيق أهدافها العلمية، على الرغم من التغطية المنخفضة ، فإن الأقمار الصناعية المتبقية تصل إلى المدار بأمان. ولكن إذا فشل أحد الصواريخ التالية ، فمن المقرر حاليًا أن يطير كلاهما على صواريخ Astra ، ولن يتمكن برنامج TROPICS من الوصول إلى هدفه الأساسي.

ما هو TROPICS ، ولماذا ربطت ناسا نجاحها بقدرة مركبة صاروخية صغيرة وغير ناضجة نسبيًا على تشغيل طائرات متعددة بأجهزتها؟ وداعا.

يقترب العمل

لا يوجد نقص في أقمار الأرصاد الجوية في مدار الأرض ، لكنها غالبًا ما تعمل بمعزل عن بعضها البعض. جزئيًا ، هم جميعًا من مختلف الأعمار والقدرات التقنية ، لكن غالبًا ما يتم تصميمهم دائمًا كمهام فريدة. تهدف الملاحظات الدورية لأنماط هطول الأمطار وشدة العواصف إلى تغيير هذا النهج بشكل أساسي باستخدام مجرات قساوسة أصغر (مدارية) ، والتي تتكون من مكعبات متجانسة في مدار أرضي منخفض. يجب أن تكون قادرة على مسح مسار قمر صناعي على الأرض ، ومن خلال محاذاة طائراتها المدارية بعناية ، تكون قادرة على إجراء عمليات مسح لعاصفة معينة كل ساعة.

بالمقارنة مع الأقمار الصناعية التقليدية ، حتى NOAA-20 الحديث نسبيًا الذي تم إطلاقه في عام 2017 يعد تحسنًا كبيرًا. تعمل هذه الأقمار الصناعية بشكل مستقل ، ولا يمكنها إطلاق سوى عاصفة واحدة كل أربع إلى ست ساعات ، مما يتسبب في فجوات كبيرة في التغطية. تعد عمليات المسح السريع المحتملة بواسطة مجرة ​​TROPICS بتحسين قدرتنا بشكل كبير على التنبؤ بالأعاصير المدارية القاتلة ومراقبتها التي أصبحت أكثر شيوعًا في المناطق الوسطى والشمالية من المحيط الأطلسي. وفقًا لوكالة ناسا ، تم تسجيل 30 عاصفة محددة في المنطقة بحلول عام 2020 ، وتتوقع النماذج المناخية أن تزداد الأمور سوءًا من هنا.

تم تصميم TROPICS لاستخدام ستة CubeSats 3U ، طول كل 36 سم (14.2 بوصة) ويزن فقط 5.34 كجم (11.8 رطل). انخفضت المجرة الآن إلى أربعة ، بعد أن فقدت أول قمرين صناعيين في 12 يونيو. يمكن للأقمار الصناعية المتبقية التقاط العواصف الاستوائية وتوفير بيانات مفيدة بلا شك ، ولكن مع تقليل التغطية العالمية ، سيزداد الوقت بين الجسور. وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من السعة المنخفضة ، يمكن لنظام TROPICS تقديم البيانات بشكل أسرع من أنظمة التشغيل الحالية.

وتجدر الإشارة إلى أنه في بداية خيبة الأمل ، أصبحت TROPICS في النهاية مهمة اختبار منخفضة التكلفة. على الرغم من أن الصواريخ الثلاثة ذهبت كما هو مخطط لها ، إلا أنه كان من المخطط أن تستمر المهمة لمدة عام واحد فقط. إلى أن يصل TROPICS CubeSat إلى المدار ويستخدم معداته لمسح عاصفة استوائية نشطة ، فإن الأهداف العلمية للرحلة – إن لم يكن الطموح – سوف تتحقق.

توزيع خاص

بطبيعة الحال ، قد يتساءل المرء عن سبب إطلاق مجرة ​​بها ستة أقمار صناعية فقط على ثلاثة صواريخ مختلفة. بعد كل شيء ، تقوم SpaceX برفع 60 قمراً صناعياً من Starling لكل Eve لإنشاء مجرة ​​خاصة بها. ألا تستطيع TROPICS CubeSats حمل الأنهار إلى المدار في نفس الوقت؟

من الناحية الفنية ، نعم. لكن لم يتم وضعهم على الطائرات المدارية المناسبة لتحقيق الرحلات المستهدفة الخاصة بالمهمة المحددة والتي تستغرق ساعة. صحيح أن هذا الهدف لا يمكن تحقيقه بالفعل بسبب الخسارة غير المتوقعة للزوج الأول من المركبات الفضائية ، ولكن إذا تم وضعهم جميعًا في نفس المدار ، لكانت تغطيتهم منخفضة مثل تغطية سواتل الأرصاد الجوية التقليدية.

هل يمكن للأقمار الصناعية أن تدور في مدارها الصحيح بمجرد إسقاطها ، كما تفعل أقمار ستارلينج؟ ربما هم أكبر ولديهم ما يكفي من أنظمة الدفع القوية. لكن تغيير المستوى المداري (أي تغيير مدار مركبة فضائية باتجاه خط الاستواء) يأخذ كميات هائلة من الطاقة ، خاصة في مدار الأرض المنخفض ، والأقمار الصناعية الصغيرة 3U CubeSats ببساطة غير قادرة على المناورة. على هذا المستوى.

نظرًا للأهداف المحددة للمهمة والقيود المفروضة على الأقمار الصناعية الصغيرة وغير المكلفة ، فإن Astra Rocket هي حقًا السيارة المثالية لحمل Tropics. في الواقع ، متطلبات هذه المهمة ليست بعيدة عن مسابقة دربا الأصلية التي ابتكرتها Astra معززها. أراد الجيش صاروخًا يمكنه إطلاق أقمار صناعية صغيرة بسرعة وبتكلفة منخفضة إلى مدار حول الأرض لأغراض الاستطلاع.

لهذا السبب ، على الرغم من هذه النكسة المخيبة للآمال ، فإن الدفعة التالية من الأقمار الصناعية المدارية ستطير على صواريخ أسترا. المعززات الصغيرة الأخرى مثل إلكترون Rocket Laboratory و Virgin Orbit’s Launcherone لا يمكنها التقليل من تكلفة وتكلفة التحويل إلى مركبة صاروخية جديدة إذا لزم الأمر. كما يقول المثل: متأخر أكثر من أي وقت مضى.

https://www.youtube.com/watch؟v=USOAVQL1TIA