ترجمة وإعداد: م/ عبدالمجيد أمين الجندي

 

الاختصار ESPRIT يشير إلي العناصر التي ستشارك بها وكالة الفضاء الأوروبية ESA في البوابة القمرية Lunar Gateway ، وجزء من مساهمة أوروبا في إنشاء بؤرة استيطانية دولية تدور حول القمر. الاسم هو اختصار لعبارة النظام الأوروبي لتوفير بنية تحتية للتزود بالوقود والاتصالات- منظومة إسبريت European System Providing Refueling Infrastructure and Telecommunication ، والذي يوضح مجموعة متنوعة من الوظائف التي توفرها منظومة إسبريت ESPRIT للبوابة القمرية.

 

ستكون البوابة عبارة عن موطن للتزود بالوقود ومركز أبحاث لرواد الفضاء الذين سيستكشفون قمرنا كجزء من برنامج أرتميس Artemis .

 

يتم توفير وظائف التزود بالوقود Refueling والبنية التحتية Infrastructure والاتصالات Telecommunication عن طريق عنصرين مختلفين سيصلان إلى البوابة القمرية Gateway في أوقات مختلفة. والعنصرين هما:

 

• نظام الاتصالات القمري The HALO-Lunar Communication System – وهو نظام اتصالات مثبت على وحدة الإسكان واللوجستيات Habitation and Logistic module (HALO) التابعة لناسا. سيسمح نظام الاتصالات القمري HALO-Lunar للبوابة بالتواصل مع رواد الفضاء والمركبات الجوالة Rovers على سطح القمر وفي المدار وعند الاقتراب من البوابة.

 

• الوحدة الأوروبية لإعادة التزود بالوقود The European Refueling Module – مساحة صالحة للسكن لرواد الفضاء مع مساحة شحن Cargo وخزانات وقود لتخزين وقود الدفع Propellant للبوابة.

.

نظام الاتصالات القمري HALO-Lunar Communication System

 

نظام هالو للاتصالات القمرية HALO-Lunar Communication System (HLCS) هو عنصر اتصالات عن بعد قائم بذاته مع أجهزة الكمبيوتر الخاصة به ومعدات الراديو والهوائيات. إنه يوفر وصلات لاسلكية Radio Links مع الأقمار الصناعية والمركبات الجوالة ومركبات الهبوط البشرية المتوجهة من وإلى سطح القمر ، بالإضافة إلى المركبات الفضائية المتواجدة حول البوابة. سيتمكن هوائيان من متابعة الاتصالات والحفاظ عليها مع أهداف متعددة في وقت واحد.

 

سيسمح النظام بسرعات بيانات عالية يمكن أن تدعم نقل فيديو البث المباشر حتى عندما تكون البوابة على بعد أبعد مسافة من القمر – 70000 كم من السطح. سيسمح نظام هالو للاتصالات القمرية HLCS بروابط الصوت والفيديو عالي الوضوح ويمكنه حساب المعلومات المتعلقة بالمسافة والسرعات النسبية بين البوابة والعناصر المتصلة بوصلة الراديو الخاصة بها.

.

مواصفات منظومة الاتصال

 

• الهوائيات Antennas : يحتوي نظام هالو للاتصالات القمرية HLCS على هوائيين طبقيين Dish Antennas مقاس 125 سم ، يعمل كل منهما بشكل متزامن ومستقل للحفاظ على الاتصال بأهداف الراديو.

 

• نطاقات تردد الراديو Radio frequency bands : يوفر مجموعة من وصلات الاتصال المتزامن في نطاقات التردد اللاسلكي S / S و S / K و K / K .

 

• سرعة الاتصال Communication speed : تبدأ من عدد قليل من كيلوبت في الثانية Kbps حتى 25 ميجابت في الثانية Mbps حسب المسافة.

 

• القدرة على قياس المدى Ranging capability : علي النطاق S-band .

 

• الحجم الكلي Overall size هو : 2.5 م × 2.5 م.

 

• الوزن Weight هو : 270 كجم

 

• استهلاك الطاقة Power consumption : ما يصل إلى 600 واط من الطاقة.

 

اكتمل التصميم وبدأ التصنيع باستخدام شركات أوروبية.

.

.

وحدة إسبريت للتزود بالوقود ESPRIT Refueling Module ERM

 

تعتبر وحدة إسبريت للتزود بالوقود ESPRIT Refueling Module ERM جزءًا من الهيكل الأساسي للبوابة. يبلغ قطر الوحدة 4.6 متر وطولها 6.4 متر. وتزن حوالي 10 أطنان على الأرض وهي مليئة بالوقود.

 

وحدة إسبريت لإعادة التزود بالوقود ERM لها أربع وظائف رئيسية: نقل البضائع إلى المحطة ، وتوفير مساحة للتخزين بمجرد رسوها في البوابة ، وتوفير الوقود لنظام دفع البوابة Propulsion System of Gateway (عنصر الطاقة والدفع للبوابةNASA’s Gateway Power and Propulsion Element التابع لوكالة ناسا) ، وتوفير رؤية للفضاء و القمر من خلال نوافذها.

 

وحدة إسبريت للتزود بالوقود ERM تتكون من عنصرين هيكليين رئيسيين: النفق المضغوط Pressurised Tunnel حيث يمكن لرواد الفضاء الطفو بداخله (الأسطوانة البيضاء المحتوية علي النوافذ في الصورة أعلاه) وعنصر غير مضغوط Unpressurised Element يحيط بجزء من الهيكل المضغوط Pressurised Hull .

 

النفق المضغوط Pressurised Tunnel عبارة عن بيئة صالحة للسكن تستخدم للتخزين وتوفير المرور بين منفذي الإرساء Docking Ports المتواجدين في نهايتي النفق. عند الإطلاق ، تم تصميم وحدة إسبريت ESPRIT Module لاستيعاب حمولة تصل إلى 1.5 طن.

 

يحتوي النفق المضغوط على ستة نوافذ وموضع واحد لمحطة العمل Workstation ، حيث يمكن لرواد الفضاء توصيل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات وغيرها من الأدوات العمل الخاصة بهم خاصة عند الحاجة إلى رؤية خارجية ، مثلا عند إرساء مركبة فضائية أو تشغيل الأذرع آلية Robotic Arms .

 

النظام غير المضغوط Unpressurised System عبارة عن مجموعة من وحدات التخزين الخارجية التي يتم فيها استضافة كمبيوتر الوحدة وأنظمة التزود بالوقود Refueling Systems . يظهر النظام غير المضغوط بوضوح على شكل حلقة ذهبية مثمنة الأضلاع حول النفق الأبيض. يتم أيضًا تثبيت البطاريات Batteries في الخارج على سطح النفق المضغوط ، مما يوفر الطاقة للحفاظ على تشغيل وحدة إسبريت ESPRIT عند درجة الحرارة المناسبة أثناء رحلتها إلى مدار البوابة القمرية Gateway .

 

نظام دفع البوابة Gateway Propulsion System يستخدم نوعين من وقود الدفع Propellants : الوقود الكيميائي القياسي المستخدم في معظم المركبات الفضائية الحديثة ، وغاز الزينون Xenon . الزينون هو غاز خامل يستخدم في أنظمة الدفع الكهربائي لتوليد قوة الدفع عن طريق إعطائه شحنات كهربائية أولاً ثم تسريع جزيئات الغاز المشحونة بالمجالات الكهربائية. تعتبر أنظمة الدفع الكهربائية ذات كفاءة عالية في استخدام “الوقود” ، حيث تتطلب أقل من عشرة بالمائة من وقود الدفع الذي يتطلبه نظام الدفع الكيميائي لتنفيذ عمليات النقل المكافئة. تعد القدرة على إعادة التزود بالوقود لهذين النوعين من أنظمة الدفع أحد المفاتيح المحتملة لتمكين تواجد الإنسان بين الكواكب. بالإضافة إلى وقود الدفع Propellant الذي ستجلبه وحدة إسبريت للتزود بالوقود ERM إلى المحطة ، تسمح الوحدة أيضًا لمركبة فضاء ناقلة Tanker Spacecraft الالتحام بمنافذها الخالية لتوفير المزيد من عمليات إعادة التعبئة.

 

البوابة القمرية

 

المقاول الرئيسي ومصمم النظام لكلا عنصري منظومة إسبريت ESPRIT هو شركة تاليس ألينيا للفضاء Thales Alenia Space في مدينة كان ، بفرنسا. إنهم يديرون اتحادًا صناعيًا كبيرًا يوفر المكونات والخدمات اللازمة لصنع منظومة إسبريت ESPRIT . بالنسبة لوحدة إعادة التزود بالوقود ESPRIT ERM ، سيتم مشاركة التصميم والمسؤولية مع مجموعة من الشركات التي ستشكل الفريق الأساسي ، جنبًا إلى جنب مع شركة تاليس ألينيا :

 

• ستقوم شركة OHB في مدينة بريمن Bremen الألمانية بتصميم العنصر غير المضغوط و تصميم نظام إعادة التزود بوقود الزينون Xenon Refueling System .

 

• ستقوم شركة تاليس ألينيا للفضاء Thales Alenia Space في تورينو بإيطاليا بتصميم وتصنيع النفق المضغوط.

 

• ستقوم شركة تاليس ألينيا للفضاء Thales Alenia Space في المملكة المتحدة بتصميم وتصنيع نظام الدفع الكيميائي Chemical Propellant System .

.

مراجع

 

1- Gateway: ESPRIT – ESA.

*

 

• محرك ذو دورة تفريعة الاحتراق Combustion tap-off rocket cycle

.

• كتاب : شركة فايرفلاي إيروسبيس Firefly Aerospace

.

• نجاح المحاولة الثانية لإطلاق الصاروخ ألفا Alpha Flight 2

.

• ناسا وسبيس إكس يدرسان إمكانية رفع مدار Reboost تلسكوب هابل

.

 

• عصر جديد للأبحاث العلمية على البوابة القمرية Lunar Gateway

.

• البوابة القمرية و القمر المكعب كبستون CAPSTONE

.

• الخدمات اللوجستية للبوابة القمرية في الفضاء العميق

.

• التاريخ الكامل لمحطة الفضاء الدولية

.

• تجارب لصهر بلورات في ظروف انعدام الجاذبية للحصول على مواد جديدة

.

• تجربة عن تكاثر الذباب خلال الرحلة سويوز إم إس Soyuz MS-19

.

• ولادة دِرْصانٌ الفضاء Space Pups

.

• برنامج من تصميم شركة SpaceX لمحاكاة عملية إرساء المركبة Crew Dragon

.

• مباراة شطرنج بين المحطة الفضائية ومتحف الفضاء في موسكو

.

• تجربة عسكرية أمريكية علي محطة الفضاء الدولية

.

• أجسام مجهولة بالقرب من محطة الفضاء الدولية

.

• ماذا تعرف عن عملية تعديل مدار المحطة الفضائية الدولية ISS Orbit Adjustment ؟

.

• وحدة الخدمة زفيزدا Zvezda Service Module

.

• مختبر “ناؤوكا Nauka” الروسي الفضائي

.

• وحدة ترانكويليتي Tranquility في محطة الفضاء الدولية ISS

.

• مرحاض ناسا الجديد الذي تكلف 23 مليون دولار 23M$ titanium space toilet

.

• تتبع موعد مرور محطة الفضاء الدولية ISS في السماء

.

• مسابقة تدوير المخلفات في البيئات منعدمة الجاذبية Recycling in Space Challenge