الشراع الشمسي الجديد من وكالة ناسا قد يغير رحلات الفضاء إلى الأبد

قد يمهد الشراع الشمسي الجديد التابع لناسا الطريق الكوني لأشرعة أكبر لحمل المهام في الفضاء بين الكواكب العميقة.

عمر مصطفى · السبت 02‏/مايو‏/2020

اختارت وكالة ناسا NanoAvionics لبناء حافلة ساتلية نانوية 12U، والتي ستحمل نظام الشراع الشمسي المركبة المتقدمة الجديدة (ACS3) التابعة لناسا، و وفقًا لبيان صحفي صدر يوم الخميس. إذا تم نشره بدون حوادث سيئة في مدار منخفض حول الأرض، فإنه سوف يفتح الباب لمهامات أكبر للإبحار بالطاقة الشمسية في المستقبل.

الشراع الشمسي الجديد لوكالة ناسا في الخيال العلمي

لقد ابتكر كاتب الخيال العلمي آرثر سي كلارك الطاقة الشمسية للإبحار كمصطلح لأول مرة في قصة قصيرة عام 1964 بعنوان "Sunjammer". في قصته، شرح بالتفصيل وسيلة لتشغيل المركبات الفضائية الصغيرة دون إنفاق دافع صاروخي باهظ الثمن. بدلاً من الوقود التقليدي، تستخدم الأشرعة الشمسية أشرعة كبيرة تشبه المرآة تحول طاقة الشمس إلى سرعة مستدامة (وفقًا لتقارير Popular Mechanics).

NanoAvianics' 12U bus

سيحمل ناتج العقد (NanoAvianics' 12U bus) المبرم بين وكالة ناسا ومركز أبحاث أميس و AST ، حمولة الوكالة إلى مدار أرضي منخفض (LEO)، مع ذراع مركب يبلغ 74 مترًا مربعًا (800 قدم مربع) ونظام إبحار شمسي.

ستعمل مهمة ACS3 القادمة على استبدال الدواسر الصاروخية من خلال تطوير واختبار الأشرعة الشمسية المصممة حديثًا باستخدام أشعة الشمس لإعطاء سرعة الأقمار الصناعية النانوية.

أنظمة الدفع الجديدة هذه هي المعيار المستقبلي للمركبات الفضائية الصغيرة لمهامات في الفضاء البعيد و منخفضة التكلفة للغاية، والبعثات العلمية طويلة المدى و ذات الدفع المنخفض.

يمكن للمشروع Breakthrough Starshot (برئاسة إسرائيلية - روسية [؟] ) أن يستخدم يومًا ما الأشرعة التي تنم تطويرها من خلال هذا البرنامج.

مع أكثر من 75 مهمة فضائية ناجحة ومشاريع تجارية ذات صلة ، ستقوم NanoAvionics ببناء 12U bus داخل منشأة كولومبيا الجديدة في إلينوي، لتتم دمجها أخيرًا مع كامل الحمولة في منشآت وكالة ناسا أميس.

وكجزء من هذه الاتفاقية، ستقوم الشركة أيضًا بتزويد نموذج اختبار ميكانيكي ونموذج FlatSat. بالإضافة إلى ذلك ، سيقدم فريق من مهندسي NanoAvionics الدعم المطلوب للاختبار والتكامل وعمليات الساتل النانوي.

يحتوي طراز FlaSat على وظائف برامجية متطابقة مثل جهاز ناقل 12U النهائي، الذي يستضيف الحمولة الفعلية. يسمح لـ NASA Ames بإجراء الاختبارات عبر اتصال الشبكة عن بُعد دون الحاجة إلى شحن المعدات ذهابًا وإيابًا. و يمكن استخدام نموذج الاختبار الميكانيكي لاختبار تكامل الحمولة والاختبارات الميكانيكية الأخرى، مثل نشر الأشرعة الشمسية.

في عام 2018، استحوذت AST على حصة مسيطرة في NanoAvionics كجزء من استراتيجيتها لإنشاء قدرات التصنيع في أوروبا وأمريكا الشمالية. و ذلك بواسطة إستراتيجيات أبيل أفيلان، الرئيس التنفيذي لـAST و رئيس مجلس إدارة NanoAvionics.

أقمار صناعية نانوية ذات أشرعة شمسية للبعثات الفضائية البعيدة

إن فائدة الأقمار الصناعية النانوية مع الأشرعة الشمسية هي الدفع المستمر دون استخدام الوقود الدافع، مما يتيح المدارات الغير الممكنة مع أنظمة الدفع التقليدية. تشمل مهمة هذه المركبات الفضائية تحديد النظام الشمسي والكشافة بين النجوم و تحديد موعد المذنبات، والمدارات القطبية حول الشمس والكواكب، وتعدين الكويكبات.

تستخدم  NanoAvionics bus وحدات قياسية متعددة لمقياس 10x10x10 سم. يتم قياس حجم المركبة الفضائية الناتجة بعدد الوحدات، على سبيل المثال 3U أو 6U أو 12U. الـ BUS هي البنية التحتية للمركبة الفضائية بما في ذلك مكونات مثل أنظمة الدفع والاتصالات. مع الحمولة ("المهمة") التي يتألف منها القمر الصناعي. القمر الصناعي النانوي هو فئة من الأقمار الصناعية الصغيرة التي عادة ما تكون مع كتلة، بما في ذلك الوقود الدافع، يترواح وزنه  بين 1 و 10 ك.غ (2.2 و 22.0 رطل).