القبة Cupola هي وحدة مرصد Observatory Module في محطة الفضاء الدولية ISS ، وهي مساهمة من وكالة الفضاء الأوروبية ESA . اسمها مشتق من الكلمة الإيطالية Cupola ، والتي تعني “قبة Dome“. تستخدم نوافذها السبعة لإجراء التجارب وفي تنفيذ عملية الرسو وفي مراقبة الأرض. تم إطلاقها على متن مهمة مكوك الفضاء انديفور في الرحلة رقم STS-130 في يوم 8 فبراير/شباط 2010 م، وتم إرفاقه وتثبيتها بوحدة الهدوء Tranquility (العقدة Node 3) . مع إرفاق القبة ، اكتمل تجميع محطة الفضاء الدولية بنسبة 85 بالمائة. يبلغ قطر النافذة المركزية Central Window لـلقبة 80 سم (31 بوصة).
توفر القبة Cupola منطقة رصد ومراقبة ومنطقة عمل لطاقم محطة الفضاء الدولية مما يتيح الرؤية لدعم عمليات التحكم عن بعد في الذراع الروبوتية Remote Manipulator System للمحطة الفضائية ، والرؤية الخارجية العامة للأرض والأجرام السماوية والمركبات الزائرة. بدأ مشروع القبة Cupola بواسطة وكالة ناسا NASA وشركة بوينج Boeing ، لكن تم إلغاؤه بسبب تخفيضات الميزانية. أسفرت اتفاقية المقايضة بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ESA عن استئناف تطوير القبة في عام 1998 لتقوم به وكالة الفضاء الأوروبية.

 

القبة Cupola مهمة لرواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية ISS ، الذين يستمتعون باستخدام الوحدة لمشاهدة الأرض وتصويرها. القبة Cupola استبدلت الوحدة الروسية زفيزدا Zvezda لالتقاط تلك الصور. في السابق كانوا ينظرون من الفتحات الصغيرة Portholes ، أو في أحسن الأحوال من نافذة مقاس 20 بوصة (50 سم) في مختبر المصير الأمريكي US Destiny laboratory . ترسو القبة على المنفذ المواجه للأرض في وحدة الهدوء Tranquility Module. نظرًا لشكلها وتكوين النوافذ المتعددة ، تم مقارنة القبة Cupola بنافذة قمرة القيادة في Millennium Falcon .

.

البنية والتصميم Design and construction

 

تم وضع تصور لقبة Cupola محطة الفضاء الدولية لأول مرة في عام 1987 من قبل مدير التحكم المعماري للأنظمة البشرية في المحطة الفضائية Space Station Man-Systems Architectural Control Manager جاري كيتماشر Gary Kitmacher لتعمل كمحطة عمل Workstation لتشغيل الذراع الروبوتية Canadarm2 للمحطة ، ولمناورة المركبات خارج المحطة ، ومراقبة ودعم عمليات السير في الفضاء Spacewalks . ووصف استخدامها بأنه مشابه لاستخدام المقصورة الخلفية Aft Flight Deck في المكوك المداري Shuttle Orbiter .في التصور الأولي كان هناك قبتان Cupolas ، واحدة على كل طرف من طرفي ما يشبه شكل مضمار سباق متكون من وحدات المحطة Modules وعقدها Nodes . كان يطلق عليها في البداية “محطة العمل ذات النوافذ Windowed Workstation” ، لتمييزها عن محطات العمل الأخرى القائمة على الكمبيوتر Computer-Based Workstations داخل المحطة والتي يمكن للطاقم من خلالها تشغيل أنظمة المحطة.

 

بمجرد قبول الفكرة في البداية ، ذهب عدد من الأشخاص إلى العمل. بدأت أخصائية العوامل البشرية Human Factors Specialist فرانسيس ماونت Frances Mount في تطوير السيناريوهات المنطقية والتشغيلية للقبة ، وحصلت على دعم ضخم من كبير رواد الفضاء Chief Astronaut جون يونج John Young وقائد المكوك Shuttle Commander جوردون فوليرتون Gordon Fullerton .

 

بدأ تشارلز ويلرايت Charles Wheelwright ، الذي حدد المواصفات لكل نافذة تواجدت على كل مركبة فضائية سابقة مأهولة بالولايات المتحدة ، في تحديد مواصفات تصميم نوافذ القبة Cupola. بدأت لوري ويفر Laurie Weaver ، التي بدأت للتو مع ناسا كطالب متدرب Student Intern ، العمل على سلسلة من الأشكال المختلفة للقبة. بدأت بفكرة كيتماشر Kitmacher ، المعتمدة علي فكرة المقصورة الخلفية Aft Flight Deck في المكوك المداري ، في هذه الحالة تم تركيب مقصورتين خلفيتين Aft Flight Decks من الخلف إلى الخلف ، موضوعتين فوق أسطوانة قصيرة. تم بناء نموذج غير مكلف مصنوع من أنابيب PVC واختباره تحت الماء ، حيث يمكن قياس الأبعاد الحرجة Critical Dimensions لضمان توفر مكان Access كافي لاثنين من أفراد الطاقم في حالة انعدام الوزن. ثم قامت ببناء سلسلة من نماذج الكرتون الصغيرة ، تبحث في مجموعة متنوعة من الأشكال البديلة المختلفة.

 

تم تقديم التكوينات والأشكال المختلفة وسماتها الإيجابية والسلبية في سلسلة من تقييمات المحطة المأهولة Crew Station Reviews على مدار العام التالي حيث قام المشاركون بتقييم كل منها. كانت القبة التي تم تطويرها مثمنة الشكل ، مع ثمانية نوافذ متشابهة حول المحيط ، وأربعة نوافذ رباعية فوقها ، ومثبتة على أسطوانة. تم تصميم الوحدة لتحتوي بشكل كامل على ما لا يقل عن اثنين من أفراد الطاقم “عائمون” جنبًا إلى جنب في وضع الجسم المحايد في الجاذبية الصغري Zero-g Neutral Body Posture . حول هذا الوقت ، قام كيتماشر Kitmacher والمصمم جاي كوري Jay Cory بتطبيق مصطلح القبة Cupola لأول مرة. كتب كيتماشر Kitmacher المتطلبات والاسم في مستند التحكم المعماري للأنظمة البشرية Man-Systems Architectural Control Document وفي طلبات تقديم العروض لحزمة العمل Work Package 1 في مركز مارشال لرحلات الفضاء MSFC وحزمة العمل Work Package 2 في مركز جونسون للفضاء JSC. في وقت لاحق ، ذهب كيتماشر Kitmacher لقيادة مجموعة الأنظمة البشرية Man-Systems ، حيث قاد أول دراسات لبؤرة استيطانية قمرية Lunar Outpost وقاعدة قمرية Moonbase وعادت القبة إلى الظهور في العديد من تصميمات العربة الجوالة Rover والوحدات النمطية Module الخاصة به.

 

بسبب الخلط بين مسؤوليات العقدين ، قدمت كل من شركة بوينج Boeing ، التي فازت بحزمة العمل Work Package 1 ، وشركة ماكدونيل دوجلاس McDonnell Douglas ، التي فازت بحزمة العمل Work Package 2 ، عرضًا لبناء القبة Cupola . كان تصميم شركة ماكدونيل دوجلاس في الأساس هو نفس تصميم ناسا ، لكن تصميم بوينج كان أصغر – مسدس Hexagon ، مع نافذة واحدة دائرية كبيرة ، وأسطوانة أقصر بكثير. تم أخذ تصميم بوينج Boeing بعين الاعتبار رغم التخلص منه سابقًا ، لأنه لم يكن قادرًا تمامًا على استيعاب تواجد اثنين من أفراد الطاقم ، وبدلاً من ذلك سيتطلب من الطاقم تدلي أرجلهم وأجسادهم في العقدة Node التي سيتم ربط القبة بها. كان هذا التصميم هو الذي تم بناؤه في النهاية.

.

التصنيع Manufacturing

 

تم تصنيع مكونات القبة في البداية في كاليفورنيا ، والنوافذ في نيويورك في أواخر الثمانينيات ، ولكن مع خفض الميزانيات ، كانت القبة هدفًا مفضلًا. عدة مرات يتم إدخاله مرة أخرى في البرنامج فقط ليتم إزالته مرة أخرى لأنها ليست مطلوبة تقنيًا. أكثر من مرة تمت مقايضة مسؤوليات التصنيع مع شريك دولي واحد ثم آخر في مقابل تقديم خدمات إطلاق بواسطة المكوك والموارد التي ستوفرها الولايات المتحدة على متن المحطة في المدار. وصلت القبة إلى البرازيل ثم انتهت أخيرًا مع وكالة الفضاء الأوروبية والإيطاليين في عام 1998 م، والذين أكملوها في عام 2003 م. وحتى ذلك الحين ، تأخر إطلاق القبة مرارًا وتكرارًا حتى وصلت أخيرًا إلى المدار في فبراير 2010 م. تم تغيير طريقة التسليم أيضًا من فكرة تركيب القبة Cupola على منصة SpaceLab pallet المصاحبة لمنشأة Kibo الخارجية إلى تركيبها في وحدة الهدوء Tranquility المصنعة في أوروبا وتم تسليمها.

 

نصت اتفاقية المقايضة الأصلية على أن تقوم وكالة الفضاء الأوروبية ببناء وحدتي قبة لمحطة الفضاء الدولية. تم تعديل هذا لاحقًا إلى بناء قبة واحدة فقط. كلفت وحدة الهدوء Tranquility المبنية في وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) والقبة Cupola معًا ما يقرب من 409 مليون دولار.

 

مع التصميم النهائي والتجميع من قبل المقاول الإيطالي Alenia Spazio (الآن Thales Alenia Space) ، يبلغ قطرها حوالي 3 أمتار وارتفاعها 1.5 متر. تحتوي على ستة نوافذ جانبية Side Windows ونافذة علوية Top Window ، وكلها مجهزة بمصاريع Shutters لحماية النوافذ من التلف الناجم عن النيازك الدقيقة Micrometeoroids والحطام المداري Orbital Debris . تتميز القبة بنظام تحكم حراري thermal control system وصوت audio وفيديو video وواجهات ناقلة للبيانات من النوع MIL-STD-1553 bus interfaces ، بالإضافة إلى الوصلات Connections اللازمة لتثبيت إحدى محطتي العمل Workstations المتماثلتين اللتين تتحكمان في الذراع الروبوتية Robotic Manipulator Canadarm2 .

 

يتكون الهيكل الخارجي للقبة من الألمنيوم المطروق Forged Aluminum ، مع هيكل داخلي مصنوع من ألواح وقضبان فولاذية Steel ملحومة معًا ؛ التي تضيف قوة ضد الضغط. تم التعاقد مع العديد من الشركات بما في ذلك شركة الكوا Alcoa و شركة تاتا ستيل أوروبا Tata Steel Europe للتصنيع.

 

تتكون كل نافذة من 4 طبقات منفصلة (“ألواح panes”): لوح حطام خارجي Outer Debris Pane ، ولوحان ضغط Pressure Panes بسمك 25 مم ، ولوح داخلي ضد الخدش Scratch Pane. كل لوح ضغط pressure pane ولوح حطام debris pane مصنوع من زجاج السيليكا المصهور. يمكن استبدال الألواح في المدار بعد تركيب غطاء ضغط خارجي External Pressure Cover .

 

يتم التحكم في مصاريع أو أبواب النوافذ Shutters يدويًا. تحتوي كل نافذة على مقبض Knob له وصلة ميكانيكية متصلة مباشرة بالميكانيزم الخارجية لكل باب Shutter Assembly . تستخدم جوانات أو حلقات O لمنع تسرب الهواء.

.

التركيب Installation

 

تم إطلاق القبة Cupola على متن مكوك الفضاء إنديفور Endeavour في المهمة رقم STS-130 ، في يوم 8 فبراير 2010 م. تم إرساءها في الميناء أو المنفذ الأمامي لوحدة الهدوء Tranquility عند الإطلاق ، ثم تم نقلها لاحقًا إلى المنفذ السفلي المواجه للأرض Nadir-Facing Port لوحدة الهدوء Tranquility بواسطة الذراع الروبوتية Canadarm2 ، وكان ذلك بعد إرساء Berth وحدة الهدوء Tranquility Module في وحدة الوحدة Unity Module التابعة لمحطة الفضاء الدولية. كان تركيب القبة Cupola ، جنبًا إلى جنب مع تركيب وحدة الهدوء Tranquility ، يمثل إكمال أحد المكونات الرئيسية الأخيرة التي كان من المفترض إضافتها إلى محطة الفضاء الدولية.

.

مراجع

 

1- Cupola (ISS module) – Wikipedia

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوكو

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

مواضيع ذات صلة

.

• المساهمات الأوروبية في محطة الفضاء الدولية

.

• الذراع الروبوتية Robotic Arms كندارم Canadarm لمحطة الفضاء الدولية

.

• محطة الفضاء الدولية – المختبر الأوروبي كولومبوس Columbus

.