على الرغم من كونها فكرة صاخبة داخل رأس المهندسين وعشاق الفضاء لأكثر من 40 عامًا ، إلا أن الأشرعة الشمسية لم تكتسب حقًا الكثير من الجذب في طريق النشر الفعلي. اليوم ، اتخذت وكالة ناسا خطوة مهمة نحو اختبار تكنولوجيا الشراع الشمسي لاستخدامها في المركبات الفضائية المستقبلية.
انطلقت المركبة الفضائية Nanosail-D يوم الجمعة 19 نوفمبر الساعة 8:25 مساءً. بتوقيت شرق الولايات المتحدة من جزيرة كودياك ، ألاسكا ، وكان يرتدي ظهرًا على قمر صناعي آخر ، كلاهما على متن صاروخ مينوتور الرابع. تم طردها بنجاح من مركبة الإطلاق اعتبارًا من اليوم ، وهي من تلقاء نفسها. على الرغم من أن الأشرعة لم تنتشر بعد ، إلا أن هذا إنجاز بالفعل يبشر بالخير لمستقبل كل من الشراع الشمسي وتكنولوجيا الأقمار الصناعية الصغيرة.
تم طرد القمر الصناعي Nanosail-D - الذي يُوصف عادةً بحجم "رغيف الخبز" - من القمر الصناعي السريع والميسور التكلفة والعلوم والتكنولوجيا (FASTSAT) في الساعة 1:31 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة في 6 ديسمبر. ليس فقط محاولة ناسا الأولى لنشر شراع شمسي في الفضاء ، ولكن هذا يمثل أيضًا المرة الأولى التي يتم فيها طرد ساتل نانوي من قمر صناعي آخر ، مما يثبت أن هذه طريقة موثوقة لإدخال أقمار صناعية متعددة إلى المدار في نفس الوقت.
Nanosail-D هو ساتل نانوي - أو مكعبات - مصمم لاختبار إمكانات الأشرعة الشمسية في الكبح الجوي. يمكن استخدام هذه الأشرعة - المصنوعة من مادة رقيقة وخفيفة للغاية ، في هذه الحالة البوليمر CP1 - لدفع مركبة فضائية خارج نظامنا الشمسي. سيتم نشر شراع Nanosail-D في مدار أرضي منخفض ، بارتفاع حوالي 650 كم (400 ميل). سيتم استخدام الشراع لإظهار كيف يمكن لهذه التقنية أن تبطئ الأقمار الصناعية عندما تحتاج إلى إزالة المدار.
في الوقت الحالي ، تتضمن إزالة السواتل التي تدور في مدار حولها مناورة في مدار أدنى وأقل باستخدام محركات القمر الصناعي ، الأمر الذي يتطلب دفع المزيد على متن المركبة الفضائية للتخلص منه بشكل صحيح. سينشر Nanosail-D شراعًا ومدارًا شمسيًا لمدة 70-120 يومًا ، في نهاية المطاف يتصاعد في الغلاف الجوي للأرض ليحترق.
نظرًا لأنه سيكون في مدار قريب جدًا من الأرض ، فإن قدرته على اختبار الأشرعة الشمسية كدفع ليست محور المهمة ؛ ومع ذلك ، يعتبر نشر الشراع الشمسي بحد ذاته تحديًا هندسيًا كبيرًا. ستكون Nanosail-D التجربة المثالية لاختبار ما إذا كانت الطريقة التي ستستخدمها وكالة ناسا لإطلاق الشراع عملية في الفضاء.
مباشرة بعد الطرد في وقت سابق اليوم ، بدأ جهاز توقيت العد التنازلي لمدة ثلاثة أيام. بمجرد أن تصل إلى الصفر ، فإنها ستزدهر - أي ، ستخرج أربع ذراع رافعة من القمر الصناعي الصغير ، وفي غضون خمس ثوانٍ ، سيتم تمديد الشراع بالكامل إلى 100 قدم مربع (10 متر مربع).
يوضح دين الهورن ، المحقق الرئيسي في NanoSail-D ومهندس الفضاء في مركز مارشال لرحلات الفضاء في صفحة المهمة ، "يعمل النشر بالطريقة المقابلة تمامًا لشريط قياس النجار. باستخدام شريط قياس ، يمكنك سحبه للخارج ، والذي ينتهي به الربيع ، وعندما تتركه يتم سحبه مرة أخرى بسرعة. باستخدام NanoSail-D ، نقوم بإنهاء ذراع التطويل حول محور الدوران. تعمل طفرات الجرح مثل الربيع. بعد حوالي سبعة أيام من الإطلاق ، تنشر الشراع بعيدًا عن محور الدوران ".
كانت هناك محاولات أخرى لإطلاق الأشرعة الشمسية ونشرها من قبل ، ولكن بمجرد نشرها ، ستكون Nanosail D أطول تجربة أشرعة تعمل بالطاقة الشمسية حتى الآن. قامت وكالة الفضاء اليابانية (JAXA) ووكالة الفضاء الروسية بنشر تجارب ناجحة في مجال الشراع الشمسي.
أطلقت وكالة JAXA شراعًا على شكل برسيم على متن صاروخ سبر في عام 2004 ، واستمرت التجربة حوالي 400 ثانية. كما أطلقوا المركبة الفضائية IKAROS في مايو 2010 ، والتي هي حاليًا في طريقها إلى كوكب الزهرة ، وستطير إلى الجانب المقابل من الشمس من الأرض. نشر الروس مرآة قطرها 20 مترًا بنجاح على متن مهمة إعادة إمداد Progress M-15 إلى مير في عام 1993. سميت المرآة زناميا 2 ، وهي بقعة مشرقة على نطاق 5 كيلومترات (3 أميال) على الأرض التي اجتاحت جنوب فرنسا إلى الغرب روسيا ، وتدور لعدة ساعات قبل حرقها.
ربما تكون جمعية الكواكب هي المنظمة الأكثر صوتًا وحماسًا لدعم تكنولوجيا الشراع الشمسي. إنهم يطورون حاليًا شراعًا شمسيًا مشابهًا لشراع Nanosail-D المسمى Lightsail-1. حاولت الجمعية إطلاق شراع شمسي يدعى Cosmos 1 في عام 2005 ، لكن الصاروخ الذي يحمل القمر الصناعي لم يطلق خلال مرحلته الثانية ، وفقدت المركبة.
Nanosail-D في تكراره الثاني. تم تشغيل أول مركبة فضائية في أوائل عام 2008 ، وكان لدى الفريق - علماء الفيزياء الفلكية والمهندسين في مركز مارشال لرحلات الفضاء ومركز أبحاث أميس - أربعة أشهر لتجميع قمر صناعي قابل للتطبيق. أطلقت على متن صاروخ فالكون 1 في أغسطس من عام 2008 ، لكن الصاروخ احترق في الغلاف الجوي. إذا كان المهندسون يجيدون شيئًا واحدًا ، فهو فائض - فقد قام الفريق ببناء Nanosail-D ثاني ، وكان لديه متسع من الوقت لحل بعض الأخطاء وتطوير التكنولوجيا بشكل أكبر.
كان لدى جمعية الكواكب فرصة تقريبًا لإطلاق Nanosail-D ، وفقًا لما قاله لويس فريدمان ، المدير التنفيذي لجمعية الكواكب ، تم الاتصال بهم من قبل الفريق الذي قام بتطوير Nanosail-D بعد محاولة الإطلاق الأولية الفاشلة ، وسئل عما إذا كانوا يرغبون في المساعدة في إطلاق المركبة الفضائية Nanosail-D الثانية. وافقت جمعية الكواكب ، لكن الفريق وجد بعد ذلك مساحة على متن إطلاق FASTSAT. ونتيجة لذلك ، ولد Lightsail-D من هذا التعاون الوجيز.
يقوم المؤقت بتعداد بصمت إلى الوعد بما يعد بأن يكون مهمة مثيرة ومعلما محتملا في مستقبل رحلات الفضاء. شاهد هذه المساحة لمزيد من التطورات في المهمة.
المصادر: بيان صحفي لوكالة ناسا ، جمعية الكواكب ، ناسا ساينس ، صحيفة وقائع ناسا نانوسيل- D
