اختبار طيران بوينغ المداري

كانت مهمة بوينغ ستارلاينر التجريبية المدارية (المعروفة أيضًا باسم Boe-OFT ) أول مهمة مدارية لمركبة الفضاء CST-100 ستارلاينر ، أجرتها شركة بوينغ كجزء من برنامج الطاقم التجاري التابع لناسا . كان من المخطط أن تكون المهمة رحلة تجريبية لمدة ثمانية أيام، تتضمن الالتقاء والالتحام بمحطة الفضاء الدولية ، والهبوط في غرب الولايات المتحدة. انطلقت المهمة في 20 ديسمبر 2019 الساعة 11:36:43 بالتوقيت العالمي المنسق (UTC ) أو 06:36:43 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة (EST)؛ إلا أنه حدث خلل في ساعة وقت المهمة (MET) للمركبة بعد 31 دقيقة من الإطلاق. تسبب هذا الخلل في دخول المركبة في مدار غير صحيح، مما حال دون الالتقاء بمحطة الفضاء الدولية . تم تقليص مدة المهمة إلى يومين فقط، حيث هبطت المركبة بنجاح في ميناء وايت ساندز الفضائي في 22 ديسمبر 2019.

في 6 أبريل 2020، أعلنت شركة بوينغ أنها ستجري اختبار طيران مداري آخر لإثبات تحقيق جميع أهداف الاختبار. وقد وافقت وكالة ناسا على اقتراح بوينغ بإجراء رحلة تجريبية أخرى غير مأهولة، وهي اختبار الطيران المداري الثاني لشركة بوينغ (Boe-OFT-2). ^{[ 4 ]}

بدلاً من نقل رواد فضاء، حملت الرحلة جهاز اختبار بشري الشكل (ATD) يرتدي بدلة طيران مصممة خصيصًا من بوينغ . سُمّي الجهاز "روزي" (المعروفة أيضًا باسم "روزي الصاروخية" ^{[ 5 ]} )، تكريمًا لجميع النساء اللواتي ساهمن في برنامج ستارلاينر. ^{[ 6 ]} وُزّنت الكبسولة بشكل مشابه للرحلات التي تحمل رواد فضاء، وحملت ما يقارب 270 كيلوغرامًا (600 رطل) من الإمدادات والمعدات، بما في ذلك دمية سنوبي وهدايا العيد لأفراد طاقم البعثة 61. ونظرًا لعدم إمكانية الالتحام بمحطة الفضاء الدولية، لم يتم تسليم هذه الشحنة.  

^{أطلق صاروخ} أطلس 5 N22 الأول ، ^{والمُسمى AV} -080، مركبة الفضاء CST-100 ستارلاينر في رحلة تجريبية غير مأهولة إلى محطة الفضاء الدولية . وكان من المُقرر أن تلتحم الكبسولة بالمحطة الفضائية، ثم تعود إلى الأرض لتهبط في غرب الولايات المتحدة بعد رحلة تجريبية مدارية تمهيدًا لاختبارات بوينغ للرحلات المأهولة .

تُعدّ رحلة OFT أول رحلة لصاروخ أطلس 5 بدون غطاء الحمولة، وأول رحلة له باستخدام المرحلة العلوية سنتور ثنائية المحرك . تستخدم المرحلة العلوية سنتور ثنائية المحرك محركين من طراز RL-10 ، وهي ضرورية لرحلات ستارلاينر لتوفير مسار إطلاق يسمح بالإجهاض الآمن في أي مرحلة من مراحل المهمة. ^{[ 7 ]}

انطلقت المهمة بنجاح في 20 ديسمبر 2019 الساعة 11:36:43 بالتوقيت العالمي المنسق، ولكن بعد 31 دقيقة من الإطلاق، حدث خطأ في مؤقت المهمة (MET). خلال مؤتمر صحفي لاحق، تبيّن أن المؤقت كان متأخرًا بمقدار 11 ساعة. عندما اتضح أن المناورة لم تتم، حاولت ناسا وبوينغ إرسال أوامر لإعادة مركبة ستارلاينر إلى مسارها الصحيح، لكن موقع المركبة الفضائية أثناء تبديل الاتصالات بين قمرين صناعيين من أقمار TDRS أدى إلى تأخير عملية إدخال المركبة في المدار. نتج عن هذا التأخير مدار غير طبيعي واستهلاك مفرط للوقود. تقرر إلغاء عملية الالتقاء/الالتحام بمحطة الفضاء الدولية نظرًا لاستهلاك المركبة الفضائية كمية كبيرة من الوقود للوصول إلى المدار حتى بعد أن أصلح مركز التحكم بالمهمة مشكلة مؤقت المهمة. قام مسؤولو ناسا وبوينغ بوضع المركبة الفضائية في مدار مختلف، واضطروا إلى إعادة تصميم خطة الرحلة بالكامل، وتم تقليص مدة المهمة من ثمانية أيام إلى ثلاثة أيام طيران.

بحلول الساعة 11:40 بالتوقيت العالمي المنسق، كانت المركبة الفضائية ستارلاينر في مدار مستقر، على الرغم من أن عملية دخول المدار لم تكن طبيعية. ^{[ 8 ]} وقد تأكد لاحقًا أن ستارلاينر قد وضعت نفسها في مدار أبعاده 187 كم × 222 كم (116 ميل × 138 ميل) . ^{[ 9 ]}      

بحلول الساعة 13:55 بالتوقيت العالمي المنسق، أدرك مركز التحكم بالمهمة استحالة الالتحام بمحطة الفضاء الدولية. ^{[ 10 ]} وعلى الرغم من عدم القدرة على الالتحام ووجود خلل في نظام مراقبة الطاقة المتنقلة، صرّح جيم بريدنستين خلال مؤتمر صحفي قائلاً: "سارت أمور كثيرة على ما يرام. وهذا في الواقع هو سبب إجراء الاختبارات".

في 22 ديسمبر/كانون الأول 2019، حصلت مركبة ستارلاينر على تصريح بالعودة إلى الغلاف الجوي للأرض. وبعد خروجها من المدار، عادت ستارلاينر إلى الغلاف الجوي، ثم قامت بنشر جميع مظلاتها بنجاح. ونشرت ستارلاينر الوسائد الهوائية وهبطت بنجاح في ميناء وايت ساندز الفضائي في تمام الساعة 12:58:53 بالتوقيت العالمي المنسق. وعلى الرغم من عدم حدوث عملية الالتقاء بمحطة الفضاء الدولية التي كانت مقررة لرحلة الإطلاق، إلا أن جيم تشيلتون ، نائب رئيس قسم الفضاء والإطلاق في شركة بوينغ، قدّر أن ستارلاينر قد حققت أكثر من 60% من أهداف الرحلة، وقد تصل هذه النسبة إلى أكثر من 85% بمجرد استرجاع جميع البيانات من المركبة الفضائية وتحليلها. ^{[ 11 ]}

أُعيد استخدام المركبة الفضائية لاحقًا في اختبار رحلة طاقم بوينغ . وقد أطلقت قائدتها، سونيتا ويليامز ، عليها اسم "كاليبسو" بشكل غير رسمي، تيمنًا بسفينة الأبحاث الأوقيانوغرافية الشهيرة وأغنية جون دنفر التي تحمل الاسم نفسه . ^{[ 1 ]}

ظهرت مشكلة برمجية في ساعة وقت المهمة (MET) للمركبة الفضائية بعد 31 دقيقة من بدء الرحلة. ونظرًا لمشاكل متقطعة في الاتصال بين الفضاء والأرض، لم يتمكن مراقبو الرحلة من تصحيح المشكلة. ^{[ 12 ]} تسبب هذا الخلل في احتراق محركات المناورة المدارية (OMT) للمركبة الفضائية في مدار غير صحيح، مما أدى إلى احتراق كمية زائدة من الوقود. وقد حال ذلك دون الالتقاء والالتحام بمحطة الفضاء الدولية. ^{[ 13 ]} تم تقليص مدة المهمة إلى ثلاثة أيام فقط، حيث هبطت المركبة الفضائية بنجاح في ميناء وايت ساندز الفضائي في 22 ديسمبر 2019. ^{[ 11 ]}

بعد انتهاء المهمة، تبيّن وجود خلل برمجي خطير آخر أثناء الرحلة، كان من الممكن أن يتسبب في اصطدام وحدة الخدمة بالمركبة الفضائية "ستارلاينر" بعد انفصالها. تم إصلاح الخلل قبل ساعتين من دخول الكبسولة الغلاف الجوي. لولا اكتشاف الخلل وإصلاحه، لكان من الممكن أن يُلحق الضرر بالمركبة "ستارلاينر" ويمنع هبوطها الآمن. ^{[ 14 ]} إضافةً إلى ذلك، تبيّن أنه لولا حدوث الخلل الأول، لما تم اكتشاف الخلل الثاني. ^{[ 15 ]}

في 7 فبراير 2020، نشرت وكالة ناسا نتائجها الأولية حول مهمة بوينغ OFT، واكتشفت مشاكل برمجية في نظام حساب وقت المهمة (MET)، حيث قام النظام باستطلاع الوقت من صاروخ أطلس 5 بشكل خاطئ قبل الإطلاق بحوالي 11 ساعة. كما وُجدت مشكلة برمجية أخرى في تسلسل التخلص من وحدة الخدمة (SM)، حيث تم ترجمة تسلسل التخلص من وحدة الخدمة بشكل خاطئ إلى وحدة التحكم المتكاملة في الدفع (IPC). كان من الممكن أن يؤدي هذا إلى اصطدام وحدة الخدمة بالكبسولة بعد الانفصال، مما قد يتسبب في عطل كارثي للكبسولة. بالإضافة إلى ذلك، تم اكتشاف مشكلة متقطعة في وصلة الاتصال الأمامي بين الفضاء والأرض (S/G)، مما أعاق قدرة فريق التحكم في الرحلة على إصدار الأوامر والتحكم في المركبة. كان من المتوقع أن يستمر التحقيق حتى نهاية فبراير 2020، وتم التخطيط لمراجعة شاملة للسلامة من المرجح أن تستغرق عدة أشهر. ^{[ 12 ] [ 16 ]}

في 6 مارس 2020، قدمت وكالة ناسا تحديثًا بشأن الأعطال. ^{[ 17 ]} وأعلنت عن 61 إجراءً تصحيحيًا لمعالجة مشكلات برمجيات التخلص من وحدة الخدمة ووحدة التحكم في المهمة. ^{[ 17 ] [ 18 ]} ووُصفت المهمة بأنها "مهمة بالغة الخطورة" نظرًا لوجود احتمالين لفقدان المركبة الفضائية. وقد وجدت ناسا عوامل داخلية أدت إلى هذه الأعطال، مثل الإهمال في البرمجيات. ^{[ 19 ]}

في 7 يوليو/تموز 2020، أعلنت وكالة ناسا وشركة بوينغ عن إتمام حل مشكلة الاتصال بين الفضاء والأرض، مُنهيتين بذلك مراجعة OFT. ^{[ 20 ]} وقد ارتفع عدد الإجراءات التصحيحية إلى 80 إجراءً مقارنةً بتحديث مارس/آذار 2020. ^{[ 21 ]} ركزت 21 توصية على الحاجة إلى مزيد من الاختبارات والمحاكاة، بما في ذلك ضرورة إجراء اختبارات شاملة من البداية إلى النهاية قبل الرحلات بدلاً من الاختبارات الجزئية كما هو الحال في OFT. ^{[ 22 ]} وقُدمت 10 توصيات لتغطية متطلبات البرمجيات بحيث تُغطي جميع جوانب الاختبار بشكل كافٍ لاكتشاف الأخطاء أثناء الاختبار. وتناولت 35 توصية تحسينات على العمليات والإجراءات، مثل زيادة عدد المراجعات والاستعانة بالخبراء. وغطت 7 توصيات تحديثات برمجية لمعالجة المشكلات الثلاث الرئيسية التي حدثت أثناء الرحلة. وشملت التوصيات السبع الأخيرة "توثيق المعرفة" وتغييرات تنظيمية في بوينغ لتحسين إعداد تقارير السلامة. كما تضمنت تغييرات في الأجهزة لتصفية التداخل اللاسلكي، وغيرها لمعالجة مشكلة الاتصال. ^{[ 20 ] [ 23 ]}

خلص تحقيق داخلي أجرته وكالة ناسا إلى أن غياب الرقابة على برمجيات مركبة ستارلاينر يعود إلى تركيز موارد ناسا على جوانب أخرى عالية المخاطر في الرحلة. ^{[ 22 ]} إضافةً إلى ذلك، ربما كان إشراف ناسا أقل بسبب أسلوب بوينغ التقليدي في تطوير الأنظمة مقارنةً بشركة سبيس إكس ؛ إذ عززت ناسا رقابتها على سبيس إكس نظرًا لاختلاف ممارسات العمل بينهما. ^{[ 23 ]} وقدّمت ناسا ست توصيات داخلية لمنع وقوع حوادث مماثلة في المستقبل. وشملت هذه التوصيات ضرورة مراجعة ناسا لخطط اختبارات التحقق من المخاطر التي يقدمها المقاولون واعتمادها قبل إجراء الاختبار. ^{[ 20 ]}

• كرو دراغون
  • كرو دراغون ديمو-1 ، أول مهمة مدارية (غير مأهولة) لشركة سبيس إكس باستخدام مركبة كرو دراغون
  • كرو دراغون ديمو-2 ، المهمة المدارية الثانية لشركة سبيس إكس وأول مهمة مأهولة باستخدام مركبة كرو دراغون

• الصفحة الرسمية لمركبة الفضاء CST-100 ستارلاينر
• بث مباشر من ناسا: البث الرسمي لتلفزيون ناسا