التصميم من أجل الزوال Design for Demise (D4D) .

• التصميم من أجل السقوط.
• التصميم من أجل التفكك.
• التصميم من أجل إنهاء الخدمة.

.

التصميم من أجل الزوال Design for Demise (D4D) يعد موضوعًا ساخنًا في الوقت الحالي حيث يحاول مصنعو الأقمار الصناعية الامتثال لمتطلبات تخفيف الحطام الفضائي Space Debris Mitigation المفروضة مؤخرًا. تنص هذه المتطلبات على أنه يجب أن يكون هناك احتمال أقل من 1 من كل 10000 إصابة شخص ما بسبب سقوط حطام فضائي Space Debris . هناك شيء يجب القيام به! يبحث مصنعو أنظمة الفضاء Space Systems ، بتوجيه من مبادرة الفضاء النظيف التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ESA Clean Space Initiative ، في بدائل تصميمية من شأنها أن تتسبب في “تفكك Disintegrate” (زوال Demise) القمر الصناعي أثناء إعادة دخوله في الغلاف الجوي.

 

يقدم خيار “الزوال Demise” مزايا مقارنة بالحلول التقليدية الأخرى. على سبيل المثال ، خيار الخروج من المدار الخاضع للتحكم Controlled Deorbit لعمل سقوط بحري Splash Down آمن في المحيط يمكن أن يكلف ما يصل إلى 4 أو 5 أضعاف الوقود اللازم على متن القمر الصناعي مع ما يترتب على ذلك من زيادة في حجم القمر الصناعي وكتلته وتكلفته ، مما قد يتطلب حتى قاذفة Launcher (مركبة إطلاق) أكبر!

 

مبادرة الفضاء النظيف Clean Space Initiative طلبت من الصناعة تقييم جميع تقنيات “التصميم من أجل الزوال D4D” ومعرفة تأثيراتها المترتبة على جميع التخصصات المختلفة المرتبطة بتصميم المركبات الفضائية (مثل: الهيكل Structure ، والدفع Propulsion ، والقوة Power ، والتحكم المداري Orbit Control ، وما إلى ذلك). تم استعراض نتائج هذه الدراسات في جلسات طويلة لمدة يومين في مرفق التصميم المتزامن Concurrent Design Facility (CDF) في المركز الأوروبي لأبحاث وتكنولوجيا الفضاء ESTEC . حضر الجلسات كل من الصناعة الأوروبية وممثلون من جميع مديريات وكالة الفضاء الأوروبية وكانت المناقشات مفتوحة وتفاعلية مع التدفق الحر للاقتراحات والبيانات بين جميع الأطراف.

 

حددت الدراسات العناصر الحاسمة في تصميم الأقمار الصناعية مثل خزانات الوقود المصنعة من التيتانيوم Titanium Propellant Tanks وعجلات رد الفعل Reaction Wheels والحمولات الضوئية Optical Payloads وأثقال التوازن Balance Masses وتم توفير معلومات عن العوامل الرئيسية التي تؤثر على بقاء Survivability كل عنصر (أي نجاته من الاحتراق) . وتتراوح هذه المعلومات ما بين مادة Material وكتلة Mass الوحدة ، وصولا إلي تصميمها الهندسي Geometry أو سمك جدارها Wall Thickness إلى التعرض للحرارة وتأثيرات التدريع Shielding Effects المحتملة التي تسببها العناصر الأخرى للمركبة الفضائية.

 

نهج أو أسلوب “التصميم من أجل الزوال D4D” يقترح حلولًا مختلفة تتراوح ما بين تغيير مكونات المواد Material Components ، إلى نقل المكونات إلى الأماكن التي تتلقى فيها مزيدًا من تأثير التسخين في وقت مبكر من مرحلة إعادة الدخول Reentry وحتى التسبب في تفكيك جزئي Partial Break-Up لهيكل القمر الصناعي أثناء إعادة الدخول للمساعدة في الزوال. تم تقييم جميع تقنيات D4D التي تم تحديدها فيما يتعلق بالتأثير على مستوى النظام وتم استخدام أدوات برمجية Software Tools لتقييم الفعالية من حيث القابلية للزوال Demisability .

 

أخيرًا ، تم تطبيق تقنيات D4D فردية individual إضافة إلي تطبيق مجموعات Combinations منها معا على مهمات فضائية مرجعية (مثل: سينتنال/الحارس Sentinel 1 و Sentinel 2) من أجل رؤية النتائج على مستوى النظام System Level . الموضوع معقد للغاية: تنتج المركبات الفضائية المختلفة نتائج مختلفة جدًا. ومع ذلك ، تم تحديد مبادئ توجيهية قيّمة للمشاريع المستقبلية وتم تسليط الضوء على القضايا المفتوحة التي تتطلب المزيد من التحقيقات والأبحاث.

 

أظهرت النتائج أن تصميم تقنيات الزوال Design for Demise Techniques يمكن أن توفر تحسينات حقيقية ، ولكن هذا العمل الإضافي على كل من العناصر القابلة للزوال Demisable Elements والتحسين على أدوات إعادة الدخول Reentry Tools هو خطوة تالية ضرورية للوصول إلى الهدف. المزيد من التحقيقات العلمية جارية في إطار التعاون والتآزر بين مبادرة الفضاء النظيف التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ESA Clean Space Inititiative ومرفق التصميم المتزامن Concurrent Design Facility .

.

مراجع

 

1- Design For Demise – A First Look – ESA – 24 Feb. 2016

2- D4D – MiCRA CDF Final Session Presentations – ESA – PDF

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوكو

*******************************

مواضيع ذات صلة

• المسار الأرضي لمدار القمر الصناعي Satellite ground track

.

.