اختيار مدار الهالة Halo Orbit للبوابة القمرية
في عام 2019 م، تم اختيار مدار الهالة Halo Orbit لأول نقطة استيطانية قمرية للبشر.
أمضى مخططو المهام في المركز الأوروبي للعمليات الفضائية ESOC التابع لوكالة ناسا و وكالة الفضاء الأوروبية ESA أشهراً في مناقشة إيجابيات وسلبيات المدارات المختلفة ، وقد قرروا الآن مسار البوابة القمرية.
مثل محطة الفضاء الدولية ISS ، ستكون البوابة القمرية Gateway قاعدة بشرية دائمة وقابلة للتغيير. وبدلاً من أن تدور حول كوكبنا ، فإنها ستدور حول القمر ، لتكون بمثابة قاعدة لرواد الفضاء والروبوتات لاستكشاف سطح القمر.
مثل ملجأ جبلي ، ستوفر البوابة أيضًا مأوى ومكانًا لتخزين الإمدادات لرواد الفضاء في طريقهم إلى وجهات أبعد ، بالإضافة إلى توفير مكان لنقل الاتصالات ومختبر للبحث العلمي.
تواصل فرق تحليل المهام Mission Analysis Teams في المركز الأوروبي للعمليات الفضائية ESOC العمل عن كثب مع الشركاء الدوليين لفهم كيفية تأثير اختيار المدار هذا على الجوانب الحيوية للمهمة – بما في ذلك الهبوط والالتقاء بالمركبات الفضائية المستقبلية وسيناريوهات الطوارئ اللازمة للحفاظ على سلامة الأشخاص والبنية التحتية.
البوابة القمرية.
.
طبيعة مدار الهالة Halo Orbit
وقد تقرر مؤخرًا أن البوابة ستتبع “مدار هالة شبه مستقيم” أو near-Rectilinear Halo Orbit NRHO .
بدلاً من الدوران حول القمر في مدار قمري منخفض مثل أبولو ، ستتبع البوابة مسارًا ذو “انحراف مداري Eccentric” كبير للغاية. في أقرب مسافة لها من القمر ، ستمر المحطة علي بعد 3000 كيلومتر من سطح القمر وأبعد مسافة ستكون 70000 كيلومتر من سطح القمر. سوف يدور المدار بالفعل مع القمر ، وكما يُرى من الأرض سيظهر قليلاً مثل هالة القمر.
مثل هذه المدارات ممكنة بسبب التفاعل بين قوتي الجاذبية للأرض وللقمر. عندما يرقص الجسمان الكبيران عبر الفضاء ، يمكن “التقاط” جسم أصغر في مجموعة متنوعة من المواضع المستقرة أو شبه المستقرة نسبة إلي الكتل المدارية ، والمعروفة أيضًا باسم نقاط الاهتزاز Libration Points أو نقاط لاجرانج Lagrange Points .
هذه المواقع مثالية للتخطيط لبعثات طويلة المدى Long-Term Missions ، وإلى حد ما تحدد تصميم المركبة الفضائية ، و تحدد ما يمكن أن تحمله من وإلى المدار ، ومقدار الطاقة التي تحتاجها للوصول – والبقاء – هناك.
عند السفر على مسار “مدار هالة شبه مستقيم NRHO” ، ستستغرق دورة واحدة للبوابة في مدارها حول القمر حوالي سبعة أيام. تم اختيار هذه الفترة للحد من عدد مرات الكسوف Eclipses التي تكون البوابة أثناءها محاطة بظل الأرض أو القمر (إضافة: سيؤثر ذلك علي توليد الطاقة من الخلايا الشمسية).
يقول ماركوس لاندجراف Markus Landgraf ، محلل معماري Architecture Analyst يعمل مع أنشطة الاستكشاف البشرية والروبوتية Human and Robotic Exploration في وكالة الفضاء الأوروبية: “العثور على مدار قمري للبوابة ليس بالأمر التافه. إذا كنت ترغب في البقاء هناك لعدة سنوات ، فإن مدار الهالة القريب المستقيم يكون غير مستقر إلى حد ما والأجسام الموجودة في هذا المدار تميل إلى الانجراف بعيدًا”.
وللحفاظ على البوابة في موضعها ، ستكون هناك حاجة إلى مناورات صغيرة منتظمة لحفظ المحطات Station-Keeping Manoeuvres .
.
بالتدرج Take the stage
فلماذا هذا المدار؟ العامل المحدد الأساسي عند تحريك أجزاء من الأرض ، إلى قاعدة قمرية محتملة وإلى سطح القمر ، هو الطاقة.
يوضح فلوريان رينك Florian Renk ، محلل المهام Mission Analyst في قسم ديناميكيات الطيران Flight Dynamics Division في المركز الأوروبي للعمليات الفضائية ESOC : “في رحلات الفضاء البشرية ، لا نطير بمركبة فضائية واحدة أحادِى القِطْعة”.
وبدلاً من ذلك ، نطير بقطع وأجزاء ، ونجمع الأجزاء معًا في الفضاء وقريبًا على سطح القمر. بعض الأجزاء نتركها وراءنا ، والبعض الآخر نعيده – فالهياكل في تطور إلى الأبد “.
يتطلب الهروب من جاذبية الأرض كمية هائلة من الطاقة. ثم للهبوط على سطح القمر ولعدم الاندفاع مباشرة تجاهه ، علينا أن نبطئ من خلال فقدان نفس الطاقة. يمكننا توفير بعض هذه الطاقة المفقودة من خلال ترك أجزاء من المركبة الفضائية في المدار ، ثم نأخذ ما نحتاجه فقط للوصول إلى سطح القمر.
ستعمل القاعدة الدائمة في هذا المدار حول القمر كنقطة انطلاق ، حيث يمكن ترك الأجزاء وراءها والتقاطها وتجميعها. بعد الإقلاع ، ستكون هناك حاجة إلى مناورة خفيفة فقط لإبطاء المركبة الفضائية الزائرة للالتقاء بالبوابة.
ستقوم مركبة الهبوط القمرية Lunar Lander بعد ذلك بنقل الأشخاص والروبوتات والبنية التحتية إلى السطح في الفترة التي تكون البوابة فيها أقرب إلى القمر ، وهذه الفترة تحدث كل سبعة أيام تقريبًا. وبالمثل ، يتم فتح نافذة نقل إلى البوابة القمرية كل سبعة أيام تقريبًا لرحلة العودة من سطح القمر.
.
إلى الأمام نحو القمر Forward to the Moon
خلال عشرينيات القرن الحادي والعشرين ، سيتم تجميع البوابة وتشغيلها بالقرب من القمر ، حيث ستنتقل بين مدارات مختلفة وتمكننا من القيام بمهمات فضائية بشرية بعيدة جدًا على الإطلاق.
ستوفر البوابة منصة للاكتشاف العلمي في الفضاء السحيق وستبني خبرة لا تقدر بثمن لتحديات البعثات البشرية المستقبلية المتجهة إلى المريخ.
ويضيف رولف دينسينج Rolf Densing ، مدير العمليات Director of Operations في وكالة الفضاء الأوروبية: “إن خبرة ديناميكيات الطيران هنا في المركز الأوروبي للعمليات الفضائية ESOC فريدة من نوعها في أوروبا. يقدم محللونا وخبراؤنا في ديناميكيات الطيران Flight Dynamics الدعم لمجموعة كاملة من المهام ، بما في ذلك بعض المهام الأكثر تعقيدًا و الأكثر إثارة مثل البوابة القمرية. لا يسعنا الانتظار لرؤية هذا المسعى الدولي الطموح يتحقق “.
.
- ترجمة وإعداد م/ عبدالمجيد أمين الجندي
*
اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوك
و 
*******************************
مقالات جديدة
.
.
.
.
مواضيع ذات صلة
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
**************************************
ملاحظة
- إذا كان لديك مقالة تريد نشرها أو لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .
- أو راسلنا
علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك : info@inst-sm.coim
مكتبة محاكاة الأجهزة
