ألتاير (مركبة فضائية)

كانت مركبة ألتاير الفضائية، المعروفة سابقًا باسم وحدة الوصول إلى سطح القمر أو LSAM ، مركبة الهبوط المخطط لها ضمن برنامج كونستليشن التابع لناسا والذي تم إلغاؤه . وكان من المقرر أن يستخدم رواد الفضاء هذه المركبة للهبوط على سطح القمر ، والذي كان من المقرر أن يبدأ حوالي عام 2019. وكان من المخطط استخدام مركبة ألتاير الفضائية في كل من مهمات الطلعات القمرية ومهمات إنشاء قواعد قمرية . ^{[ 1 ]}

في الأول من فبراير عام 2010، أعلن الرئيس الأمريكي باراك أوباما عن اقتراح لإلغاء برنامج كونستليشن (باستثناء مركبة أوريون الفضائية )، واستبداله ببرنامج معاد تحديد نطاقه، على أن يسري مفعوله مع ميزانية السنة المالية الأمريكية لعام 2011. ^{[ 2 ]}

في 13 ديسمبر 2007، أُعيد تسمية وحدة الوصول إلى سطح القمر التابعة لناسا إلى "Altair"، نسبةً إلى نجم النسر الطائر ( Altair )، ثاني عشر ألمع نجم في سماء نصف الكرة الشمالي، والذي يقع في كوكبة العقاب (Aquila) . في اللاتينية، تعني كلمة " aquila " النسر ، مما يربطها بأول هبوط مأهول على سطح القمر، وهو هبوط مركبة أبولو 11 " Eagle ". أما اسم "Altair" نفسه فهو ترجمة لاتينية للكلمة العربية " الطائر " (al-ιā'ir) ، والتي تعني "النسر" أو "الطائر" أو "الطائر". ^{[ 3 ]}

قبل الإعلان عن اسم "Altair"، أشارت التقارير إلى أن ناسا قد نظرت في أسماء أخرى، ^{[ 4 ] [ 5 ]} لكن Altair فاز في تصويت فريق التصميم على Pegasus .

لم تطور ناسا سوى تصاميم مفاهيمية لمركبة ألتاير الفضائية. ولم يتم بناء أي مركبة فضائية من طراز ألتاير - وكانت الخطط تقضي بالهبوط الأول على سطح القمر في عام 2018. ^{[ 6 ]}

على غرار وحدة أبولو القمرية ، تم تصميم مركبة ألتاير لتتكون من مرحلتين . وحدة الهبوط التي تضم خزانات الوقود، والمحرك الرئيسي، وعجلات الهبوط، والهيكل الداعم، ووحدة الصعود التي تضم مقصورة طاقم مضغوطة، وأنظمة دعم الحياة، وأنظمة الالتحام، والإلكترونيات، وخزانات الوقود، ومحرك الصعود إلى القمر. ^{[ 7 ]}

على غرار مركبة الهبوط القمرية أبولو، استند تصميم مقصورة طاقم مركبة ألتاير إلى شكل أسطواني. في البداية، كانت المقصورة أسطوانية أفقية، مثل مركبة الهبوط القمرية (على الرغم من مظهرها الخارجي "المربع")، إلا أن المخططات المعاصرة ومحاكاة الحاسوب أظهرت استخدام أسطوانة رأسية. وعلى عكس سلفها أبولو الذي كان يتسع لشخصين، صُممت ألتاير لحمل الطاقم بأكمله المكون من أربعة أفراد إلى سطح القمر، بينما تبقى وحدة أوريون، وهي وحدة طاقم غير مأهولة مؤقتًا، في مدار قمري.

كان من المُخطط أن تكون مركبة ألتاير قادرة على العمل بعيدًا عن الأرض (في الفضاء وعلى سطح القمر) لمدة تصل إلى 210 أيام أرضية. ^{[ 8 ]} كما كانت ألتاير قادرة على القيام بمهام غير مأهولة، ^{[ 8 ]} كما اقتُرح مع مفهوم شاحنة الهبوط القمرية خلال برنامج تطبيقات أبولو . وكان بإمكان مُخططي المهمة الاختيار من بين ثلاثة أنماط تشغيل مُختلفة لألتاير: ^{[ 8 ]}

1. وضع الطلعة الجوية المأهولة
2. وضعية الموقع المأهول (بدون غرفة معادلة ضغط)
3. وضع الشحن غير المأهول، القادر على نقل ما يصل إلى 15 طنًا متريًا إلى سطح القمر

كان من المخطط أن تحتوي مركبة ألتاير، مثل مركبة الهبوط القمرية، على فتحتين؛ واحدة علوية للالتحام والانتقال الداخلي بين ألتاير وأوريون، وفتحة رئيسية للوصول إلى سطح القمر. وعلى عكس مركبة الهبوط القمرية أبولو، ستحتوي ألتاير على غرفة معادلة ضغط مماثلة لتلك الموجودة في مكوك الفضاء ومحطة الفضاء الدولية، تقع بين المقصورة والفتحة الرئيسية. تسمح غرفة معادلة الضغط لرواد الفضاء بارتداء وخلع بدلاتهم الفضائية دون نقل غبار القمر الذي قد يكون خطيرًا إلى المقصورة الرئيسية، كما تسمح للمركبة بالحفاظ على ضغطها الداخلي. وعلى عكس مركبة الهبوط القمرية أبولو، حيث كان يتم تفريغ ضغط المقصورة بالكامل أثناء النشاط خارج المركبة ، فإن غرفة معادلة الضغط تسمح لأحد أفراد الطاقم الذي يعاني من عطل في بدلة الفضاء بالعودة بسرعة إلى مركبة ألتاير الفضائية دون الحاجة إلى إنهاء النشاط خارج المركبة بالكامل، كما تسمح لفريق الهبوط بإكمال معظم مهامهم خلال إقامتهم على سطح القمر لمدة 7 أيام. بالإضافة إلى ذلك، ستبقى غرفة معادلة الضغط جزءًا من مرحلة هبوط ألتاير، مما يسمح لناسا باستخدامها كمكون من مكونات المحطة القمرية.

نظراً لأن غطاء الحمولة Ares V كان من المخطط أن يكون قطره 33 قدماً (10 أمتار) وارتفاعه 49 قدماً (15 متراً) (بما في ذلك معدات الهبوط)، فقد تم تصميم المركبات الهابطة بحيث يمكن سحبها لتناسب غطاء الحمولة Ares V.  

كان من المقرر أن تتضمن المركبة الفضائية أيضًا مرحاضًا مصغرًا محسنًا على طراز التخييم، مشابهًا للوحدة المستخدمة حاليًا في محطة الفضاء الدولية ومركبة سويوز الفضائية الروسية ، وسخانًا للطعام للتخلص من قائمة "الحساء البارد" المستخدمة خلال مهمات أبولو، ونظام قياس المسافة الموجه بالليزر (مع نسخة احتياطية من الرادار)، باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها بواسطة مركبات فضائية متطورة غير مأهولة تدور حول القمر، و" قمرة قيادة زجاجية " جديدة ونظام كمبيوتر قائم على طائرة بوينغ 787 مطابق للنظام الموجود في مركبة أوريون الفضائية.

المحركات

كانت شركة ألتاير تعتزم استخدام تقنيات التبريد الفائق الحالية لمراحل الهبوط، وتقنيات الوقود عالي الاشتعال لمرحلة الصعود. استخدمت مركبة أبولو القمرية، التي كانت متقدمة في مجال الحوسبة والهندسة آنذاك، وقودًا عالي الاشتعال في كلتا مرحلتيها، وهي مواد كيميائية تشتعل عند ملامستها لبعضها، ما يغني عن الحاجة إلى آلية إشعال، ويتيح تخزينها لفترة غير محددة. وكان من المقرر أن يتم تغذية كل من نظامي التبريد الفائق والوقود عالي الاشتعال، كما هو الحال في مركبة أبولو القمرية، قسرًا باستخدام غاز الهيليوم عالي الضغط ، ما يلغي الحاجة إلى المضخات التوربينية المستخدمة في معظم محركات الصواريخ.

تطلّبت متطلبات المهمة أن تكون المركبة قادرة على الهبوط من مدار قمري استوائي أو ذي ميل عالٍ إلى موقع هبوط قطبي، بالإضافة إلى إدخالها هي ومركبة أوريون الفضائية في مدار قمري، إذ لم يكن محرك الصاروخ Aerojet AJ-10 الموجود على متن مركبة أوريون الفضائية وكمية الوقود التي يحملها كافيين لكبح مركبة أوريون/ألتاير وإدخالها في مدار قمري (وهو أمر ضروري أيضًا في حال إطلاقها بدون أوريون لمهام نقل البضائع فقط). وكان من المقرر تزويد المركبة الهابطة الجديدة بمحرك RL10 مُعدّل (يُستخدم حاليًا في المرحلة العليا من صاروخ دلتا 4 والمرحلة العليا سنتور من صاروخ أطلس 5 )، يعمل بالهيدروجين السائل (LH2 ₎ والأكسجين السائل (LOX) خلال مرحلة الهبوط. وكان من المُخطط استخدام محرك صاروخي واحد من طراز AJ-10 ، مثل الموجود في أوريون، لتشغيل مرحلة الصعود.

في البداية، أرادت ناسا تزويد مرحلة الصعود بمحركات تعمل بالأكسجين السائل والميثان السائل (LCH4 ₎ ، من طراز RS-18 ، نظرًا لأن المهمات المستقبلية إلى المريخ ستتطلب من رواد الفضاء الإقامة على الكوكب. وكان من الممكن استخدام مفاعل ساباتير لتحويل ثاني أكسيد الكربون (CO2 ₎ الموجود على المريخ إلى ميثان، باستخدام الهيدروجين الموجود أو المنقول، ومحفز ، ومصدر للحرارة. إلا أن تجاوزات التكاليف وعدم نضج تقنية صواريخ الأكسجين السائل/الميثان السائل _أجبرت ناسا على التمسك بالأنظمة المبردة والأنظمة فائقة الاشتعال، على الرغم من أن النسخ اللاحقة من مركبة ألتاير كانت مصممة لتكون بمثابة منصات اختبار لصواريخ الميثان ومفاعلات ساباتير بعد إنشاء قاعدة قمرية دائمة.

نظراً لحجم المركبة الفضائية ووزنها، كان من المقرر إطلاق مركبة ألتير، ومرحلة انطلاقها من الأرض ، إلى مدار أرضي منخفض باستخدام صاروخ الإطلاق الثقيل للغاية آريس 5 ، يليه إطلاق منفصل لمركبة أوريون الفضائية بواسطة صاروخ آريس 1. بعد الالتقاء والالتحام مع ألتير في المدار الأرضي المنخفض، كان الطاقم سيقوم بتجهيز أوريون/ألتير للرحلة إلى القمر.

تولى مكتب مشروع مركبة الهبوط القمرية "كونستليشن" في مركز جونسون للفضاء (JSC) إدارة تطوير مركبة "ألتاير". وقد عمل مركز جونسون للفضاء مباشرةً مع رواد فضاء أبولو، وموردي الصناعة، والجامعات لتطوير بنية "ألتاير". وبالتزامن مع المراحل الأولى للتطوير، كان من المقرر إنشاء نموذج أولي أو منصة اختبار في مركز جونسون للفضاء لدراسة وتطوير الأنظمة الفرعية المتخصصة وغيرها من اعتبارات التصميم. وقد تم التعاقد مع شركة نورثروب غرومان ، التي قامت ببناء وحدة الهبوط القمرية لأبولو، لمساعدة مكتب المشروع في تطوير مفهوم النظام. ^{[ 9 ]}

• قائمة بتصاميم مركبات الهبوط القمرية المأهولة

 تتضمن هذه المقالة مواداً متاحة للعموم من مواقع إلكترونية أو وثائق تابعة لوكالة ناسا .

• صحيفة حقائق مركبة الهبوط القمرية ألتاير
• مراجعة الفضاء
• الأمن العالمي
• تطوير أنظمة الدفع والتقنيات المتقدمة للتبريد لطائرة ألتاير