تتجه صناعة الفضاء نحو استخدام الروبوتات لإطالة عمر الأقمار الصناعية بدلاً من استبدالها بالكامل عند انتهاء قدرتها على العمل في المدار. وفي خطوة جديدة، طورت شركة نورثروب جرومان نظامًا روبوتيًا يمكنه الالتحام بالأقمار الصناعية ومساعدتها على مواصلة العمل لسنوات إضافية.

وانفصلت مركبة تمديد المهمة “MEV” التابعة لنورثروب جرومان مؤخرًا عن قمر اتصالات تديره شركة أوبتوس الأسترالية، بعدما ظلت مرتبطة به لأكثر من عام للمساعدة في الحفاظ على موقعه في الفضاء. وتستعد مركبة أخرى أكثر تطورًا لتولي المهمة خلال الفترة المقبلة.

أذرع روبوتية لصيانة الأقمار الصناعية

في يوليو الماضي، أطلقت نورثروب جرومان أربع مركبات فضائية إلى المدار على متن صاروخ فالكون 9 التابع لسبيس إكس، ومن بينها “مركبة المهمة الروبوتية” أو MRV، وهي مركبة مزودة بذراعين روبوتيتين طورت تقنياتهما وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة “داربا”.

أما المركبات الثلاث الأخرى فهي “وحدات تمديد المهمة” أو MEP، وهي أصغر حجمًا وأبسط تصميمًا، وتعمل بشكل أساسي كأنظمة دفع يمكن تثبيتها بشكل دائم على الأقمار الصناعية.

ومن المقرر أن تصل المركبات الأربع إلى أهدافها على ارتفاع يقارب 27 ألف ميل فوق سطح الأرض. وفي عام 2027، ستستخدم مركبة MRV أذرعها الروبوتية لتركيب إحدى وحدات الدفع على قمر أوبتوس، مما يساعده على الحفاظ على مداره ومواصلة العمل لسنوات إضافية.

بدلًا من استبدال القمر الصناعي.. يمكن إصلاحه

تواجه الأقمار الصناعية مشكلة رئيسية مع مرور الوقت، إذ ينفد الوقود المستخدم للحفاظ على موقعها الصحيح في المدار. ورغم أن أنظمتها الإلكترونية وأجهزة الاتصال قد تظل قادرة على العمل، فإن نفاد الوقود قد يجعل القمر الصناعي غير صالح للاستخدام، وليس بسبب انتهاء عمر مكوناته الأساسية.

وأُطلق قمر أوبتوس عام 2009 وكان مصممًا للعمل لمدة 15 عامًا. ولكن عمليات تمديد عمره قد تسمح له بمواصلة العمل وتحقيق الإيرادات لنحو ست سنوات إضافية.

تعتمد الفكرة الجديدة على إرسال مركبات روبوتية إلى الفضاء بدلًا من التخلص من الأقمار الصناعية القديمة وإطلاق بدائل جديدة. وهذا قد يقلل التكلفة ويجعل البنية التحتية الفضائية أكثر استدامة.

تشير نورثروب جرومان إلى أن مركبة MRV تمثل تطورًا في نموذج الخدمة؛ حيث يشتري مشغلو الأقمار الصناعية وحدات MEP ويمتلكونها، بينما تستطيع مركبة MRV الانتقال بين أقمار صناعية متعددة لخدمتها، مما قد يجعل عمليات الصيانة أكثر كفاءة وأقل تكلفة.

لكن تنفيذ هذه المهام يتطلب تقنيات دقيقة؛ لأن المركبات الفضائية تتحرك بسرعات هائلة ويجب أن تقترب من بعضها وتلتحم بأمان. كما تحتاج الأذرع الروبوتية إلى التعامل بدقة مع وحدات الدفع وتركيبها في المكان المناسب.

تتميز MRV أيضًا بإمكانية إعادة تزويدها بالوقود في المدار، وهو ما يمكن أن يمهد الطريق أمام جيل جديد من المركبات الفضائية القابلة للصيانة وإعادة الاستخدام بدلًا من التخلص منها بعد انتهاء مهمتها.

قد تمتد استخدامات هذه التقنية مستقبلًا إلى إضافة مكونات جديدة للأقمار الصناعية أو تعديل مداراتها، بالإضافة إلى مهام الصيانة وإطالة العمر. كما يمكن أن تستفيد منها الأقمار الصناعية الكبيرة والمكلفة الموجودة في المدارات المرتفعة والتي يصعب استبدالها بشكل متكرر.

تأتي هذه التطورات في وقت تتجه فيه بعض الشركات نحو إطلاق أعداد كبيرة من الأقمار الصناعية الصغيرة منخفضة التكلفة في المدارات المنخفضة. بينما تظل هناك أقمار صناعية ضخمة وعالية القيمة قد يكون تمديد عمرها اقتصاديًا أكثر من استبدالها.

يمكن أن تمثل الروبوتات الفضائية خطوة مهمة نحو تحويل الفضاء من بيئة تعتمد على استبدال الأقمار الصناعية إلى منظومة يمكن فيها إصلاح المركبات وترقيتها وإعادة تزويدها بالوقود، مما يطيل عمرها ويقلل الحاجة إلى إطلاق بدائل جديدة باستمرار.