كولومبوس (وحدة محطة الفضاء الدولية)

كولومبوس وحدة مختبرية علمية تُشكّل جزءًا من محطة الفضاء الدولية ، وتُمثّل أكبر مساهمة منفردة لوكالة الفضاء الأوروبية في المحطة. شُيّدت في تورينو ، إيطاليا، بواسطة شركة ألكاتيل ألينيا سبيس (التي تُعرف الآن باسم تاليس ألينيا سبيس )، باستخدام معدات وبرمجيات وظيفية صممتها شركة إيرباص للدفاع والفضاء (التي تُعرف الآن باسم إيرباص للدفاع والفضاء ) في بريمن ، ألمانيا. أُطلقت الوحدة على متن مكوك الفضاء أتلانتس في 7 فبراير 2008، خلال مهمة STS-122 .يُشغّل كولومبوس مركز التحكم التابع لمركز عمليات الفضاء الألماني ، وهو جزء من المركز الألماني لأبحاث الفضاء (DLR) في أوبربفافنهوفن بالقرب من ميونيخ . في عام 2008، قدّرت وكالة الفضاء الأوروبية التكلفة الإجمالية لكولومبوس - بما في ذلك البناء، وعشر سنوات من التشغيل، والتجارب العلمية، والبنية التحتية الأرضية الداعمة - بحوالي 1.4 مليار يورو (حوالي 2 مليار دولار أمريكي ). [ 1 ]

تاريخ

شعار كولومبوس
كولومبوس (داخل صندوق واقٍ) يتم تحميله في طائرة إيرباص بيلوغا في مطار بريمن
يتم تحميل مركبة كولومبوس في حجرة حمولة مكوك أتلانتس استعدادًا للإطلاق

خلفية

موقف كولومبوس على متن محطة الفضاء الدولية
رست سفينة كولومبوس على الجانب الأيمن من سفينة هارموني
هانز شليغل يعمل على تجهيز كولومبوس

يعتمد الهيكل المستخدم في مشروع كولومبوس على وحدة MPLM التي صممتها شركة تاليس ألينيا سبيس لصالح وكالة ناسا . في عام 2000، قامت شركة ألينيا، المقاول الرئيسي المشارك، بتسليم الوحدة المُدمجة مسبقًا (الهيكل بما في ذلك الأسلاك والأنابيب) إلى مدينة بريمن في ألمانيا. أُجريت عمليات التكامل النهائي واختبار النظام بواسطة المقاول الرئيسي العام، شركة إي إيه دي إس أستريوم للنقل الفضائي، وبعد ذلك تم دمج الحمولة الأولية والتحقق من سلامة النظام بالكامل. [ 2 ]

كان الجدول الزمني النهائي أطول بكثير من المخطط له أصلاً، وذلك بسبب مشاكل التطوير (العديد منها ناتج عن تقسيم المسؤوليات المعقد بين المقاول الرئيسي المشارك والمقاول الرئيسي العام)، والتغييرات التصميمية التي أدخلتها وكالة الفضاء الأوروبية، بالإضافة إلى مشاكل مكوك الفضاء التي أخرت إطلاق مركبة كولومبوس لعدة سنوات. تمثل التغيير التصميمي الرئيسي في إضافة مرفق الحمولة الخارجية ، والذي جاء نتيجة اهتمام منظمات الحمولة الأوروبية المختلفة بالفضاء الخارجي أكثر من التجارب الداخلية. كما دُرست إضافة محطة طرفية للاتصالات المباشرة من وإلى الأرض، والتي كان من الممكن استخدامها أيضاً كنسخة احتياطية لنظام محطة الفضاء الدولية، ولكن لم يتم تنفيذها لأسباب تتعلق بالتكلفة.

بناء

اختارت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) شركة EADS Astrium Space Transportation كمقاول رئيسي لتصميم نظام كولومبوس والتحقق منه ودمجه بالكامل. وقد صممت شركة ألكاتيل ألينيا سبيس في تورينو، إيطاليا، هيكل كولومبوس ، ونظام الحماية من النيازك الدقيقة، ونظام التحكم الحراري النشط والسلبي، ونظام التحكم البيئي، والأحزمة، وجميع معدات الدعم الأرضي ذات الصلة، وتم اعتمادها وفقًا لمبدأ PICA (للاطلاع على التعريف، انظر التاريخ أدناه). تم دمج الأجهزة ذات الصلة مسبقًا وإرسالها كجزء من PICA في سبتمبر 2001 إلى بريمن. تم بناء المختبر واعتماده على مستوى النظام في مرافق EADS Astrium Space Transportation في بريمن، ألمانيا. [ 3 ]

إطلاق الحملة

أُطلق مشروع كولومبوس بموجب نظام المقايضة بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا في محطة الفضاء الدولية. وبموجب هذا الاتفاق، وافقت وكالة الفضاء الأوروبية على تزويد ناسا بوحدتي هارموني وترانكويليتي المتكاملتين بالكامل ، بالإضافة إلى معدات وقطع غيار إضافية، مقابل إطلاق كولومبوس وحمولته الأولية على متن مكوك الفضاء. وقد مكّنت هذه المقايضة وكالة الفضاء الأوروبية من تأمين خدمات الإطلاق دون إجراء معاملة مالية مباشرة، مما سمح ببقاء هذه الأموال داخل الدول الأعضاء في الوكالة. [ 4 ] [ 5 ]

في 27 مايو 2006، نُقل مسبار كولومبوس جوًا من بريمن إلى مرفق معالجة محطة الفضاء الدولية (SSPF) في مركز كينيدي للفضاء على متن طائرة شحن ضخمة من طراز إيرباص بيلوغا . وفي نوفمبر 2007، نُقل كولومبوس من مرفق معالجة محطة الفضاء الدولية ووُضع في حجرة الحمولة الخاصة بمركبة أتلانتس المدارية استعدادًا لإطلاقه في رحلة تجميع محطة الفضاء الدولية 1E ( STS-122 ). [ 6 ] [ 7 ]

أثناء عملية التعبئة المبردة للخزان الخارجي لمكوك الفضاء بالهيدروجين والأكسجين السائلين قبل محاولة الإطلاق الأولى في 6 ديسمبر 2007، فشل اثنان من أصل أربعة مستشعرات لإيقاف تشغيل محرك الهيدروجين السائل في الاختبار. ونتيجةً لهذا الفشل، تم تأجيل الإطلاق مبدئيًا لمدة 24 ساعة، ثم تم تعديل التأجيل لاحقًا إلى 72 ساعة، مما أدى إلى تحديد موعد لمحاولة إطلاق أخرى يوم الأحد 9 ديسمبر 2007. إلا أن هذه المحاولة أُلغيت عندما تعطل أحد مستشعرات إيقاف تشغيل المحرك مرة أخرى أثناء التزود بالوقود. تم تغيير الموصل الخارجي لمستشعرات إيقاف تشغيل المحرك على الخزان الخارجي لمكوك الفضاء، مما تسبب في تأخير الإطلاق لمدة شهرين. وأخيرًا، تم إطلاق مكوك كولومبوس بنجاح في المحاولة الثالثة في تمام الساعة 2:45 مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة، في 7 فبراير 2008. [ 8 ]

رسو السفن

بمجرد وصولها إلى الفضاء، قامت ذراع Canadarm2 التابعة للمحطة بإزالة كولومبوس من حجرة الشحن الخاصة بالمكوك الراسي وربطتها بالسرير الأيمن لمركبة هارموني في 11 فبراير 2008. [ 9 ]

وصف

المختبر عبارة عن وحدة أسطوانية الشكل، مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ والكيفلار والألومنيوم المقوى، ولها مخروطان طرفيان. يبلغ قطرها الخارجي 4.477 مترًا (14 قدمًا و8.3 بوصة)، وطولها الإجمالي 6.871 مترًا (22 قدمًا و6.5 بوصة) ، باستثناء رفوف التجارب الخارجية البارزة. يشبه شكلها إلى حد كبير شكل وحدات الإمداد اللوجستي متعددة الأغراض (MPLMs)، حيث صُممت كلتاهما لتناسب حجرة الشحن في مكوك فضائي . يحتوي المخروط الطرفي الأيمن على معظم أجهزة الكمبيوتر الموجودة على متن المختبر، بينما يحتوي المخروط الطرفي الأيسر على آلية الإرساء المشتركة .      

وحدة كولومبوس (على اليمين) في صورة مع مكوك الفضاء إنديفور في مايو 2011
تم تركيب الحمولة الخارجية SOLAR و EuTEF على حاملة الشحن LCC-lite قبل الإطلاق في مهمة المكوك STS-122
كان جهاز ISS-RapidScat أحد الأجهزة المثبتة على وحدة كولومبوس ، ويُظهر هذا الرسم موقع كولومبوس وموقع تثبيت هذا الجهاز على الوحدة. تم تركيب الجهاز في عام 2014 واستمر تشغيله حتى عام 2016.
  • الطول: 7 أمتار (23 قدمًا)  
  • القطر: 4.5 متر (15 قدم)  
  • الكتلة الإجمالية: 10300 كجم (22708 رطل)  
  • إجمالي كتلة الحمولة 2500 كجم (5512 رطل)  
  • الكتلة الإجمالية في المدار 12800 كجم (28219 رطل)  
  • تفاصيل البناء:
    • سمك الجدار 4 مم [ 10 ]
    • مخاريط طرفية ملحومة [ 10 ]
    • المواد  : الفولاذ المقاوم للصدأ، كيفلر، الألومنيوم [ 11 ]

أنشطة البحث والحمولات

تتم مراقبة الأنشطة في المختبر على الأرض من قبل مركز التحكم كولومبوس (في مركز DLR أوبربفافنهوفن في ألمانيا) ومن قبل مراكز عمليات دعم المستخدم المرتبطة به في جميع أنحاء أوروبا.

يستوعب المختبر عشرة رفوف حمولة قياسية دولية (ISPRs) نشطة للحمولات العلمية. وتنص الاتفاقيات مع وكالة ناسا على تخصيص 51% من استخدام مختبر كولومبوس لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA ). [ 12 ] وبذلك، خُصصت لوكالة الفضاء الأوروبية خمسة مواقع رفوف نشطة، بينما خُصصت الخمسة الأخرى لوكالة ناسا. تقع أربعة مواقع رفوف نشطة في مقدمة سطح المختبر، وأربعة في مؤخرته، واثنان في الأعلى. ثلاثة من رفوف سطح المختبر مُجهزة بأنظمة دعم الحياة والتبريد. أما الرف المتبقي على سطح المختبر والرفان المتبقيان في الأعلى فهما رفوف تخزين.

تم تركيب أنظمة ISPR الأوروبية التالية مبدئيًا داخل كولومبوس :

بالإضافة إلى ذلك، يمكن تركيب أربع منصات حمولة غير مضغوطة خارج المخروط الأيمن، على مرفق الحمولة الخارجية لكولومبوس (CEPF). [ 14 ] تُركّب كل حمولة خارجية على محوّل قادر على استيعاب أجهزة وتجارب صغيرة يصل وزنها الإجمالي إلى 230 كيلوغرامًا (507 رطلًا) . [ 15 ] قام أفراد طاقم مهمة STS-122 بتركيب أولى الحمولات الخارجية على كولومبوس . ومن بين هذه الحمولات الخارجية: 

حمولات خارجية إضافية مخطط لها:

من المقرر نشر منصة المحاكاة الافتراضية مفتوحة المصدر Proxmox VE ضمن وحدة كولومبوس في عام 2026. [ 20 ] [ 21 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. هاروود، ويليام (11 فبراير 2008). "ذراع المحطة تسحب وحدة كولومبوس من حجرة الشحن" . Spaceflightnow.com. مؤرشف من الأصل في 7 مايو 2016. تم الاطلاع عليه في 7 أغسطس 2009 .
  2. "ISS: Columbus Module" . eoportal.org . 7 يونيو 2012. تم الاطلاع عليه في 3 فبراير 2023 .
  3. "محطة كولومبوس المدارية الأوروبية التي بنتها شركة إيرباص: عشر سنوات في الفضاء" . إيرباص . مؤرشف من الأصل في 22 أكتوبر 2020. تم الاطلاع عليه في 6 مايو 2020 .
  4. "اتفاقيات المقايضة الخاصة بمحطة الفضاء الدولية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية" . www.esa.int . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 أكتوبر 2025 .
  5. كلاين، ل.؛ فيناريلي، ب.؛ جيبس، ج.؛ برايك، إ. (2002). رايكروفت، م. (محرر). "هيكلة التعاون الدولي المستقبلي: التعلم من محطة الفضاء الدولية" . ما وراء محطة الفضاء الدولية: مستقبل رحلات الفضاء البشرية . دوردريخت: سبرينغر. doi : 10.1007/978-94-015-9880-4_6 . ISBN 978-94-015-9880-4.
  6. "مهمة مكوك الفضاء STS-122: رحلة كولومبوس" . ناسا . مؤرشف من الأصل في 26 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه في 13 نوفمبر 2007 .
  7. "إطلاق المكوك مُستهدف الآن في 2 يناير" . ديسمبر 2007. مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 10 ديسمبر 2007 .
  8. ناسا (2007). "ناسا تؤجل إطلاق مكوك الفضاء أتلانتس؛ وتستهدف يوم الجمعة" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 7 ديسمبر 2007 .
  9. "عرض متحرك لتركيب الوحدة التجريبية اليابانية "العقدة 2" في كولومبوس، وجهاز التلاعب الماهر ذي الأغراض الخاصة (SPDM)" . وكالة ناسا. 26 يناير 2007. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2019. تم الاطلاع عليه في 28 يناير 2007 .
  10. 1 2 "مختبر علمي أوروبي جديد في مدار الأرض" (ملف PDF) . أكتوبر 2007.
  11. "مختبر كولومبوس الأوروبي" . المركز الألماني لأبحاث الفضاء (DLR) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 فبراير 2023 .
  12. جوزيبي ريبالدي وآخرون (مايو 2005). "حمولات وكالة الفضاء الأوروبية لكولومبوس - جسر بين محطة الفضاء الدولية والاستكشاف" (ملف PDF) . وكالة الفضاء الأوروبية . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 1 فبراير 2020. تم الاطلاع عليه في 27 يناير 2007 . 
  13. ريبالدي، جي؛ مانيري، بي؛ موندورف، إتش؛ ناسكا، آر؛ كونيغ، إتش. "المرافق الأوروبية متعددة المستخدمين لمختبر كولومبوس" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 4 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 18 فبراير 2013 .
  14. "استخدام محطة الفضاء الدولية: SOLAR و EuTEF - حمولات خارجية على متن مختبر كولومبوس" . بوابة eoPortal. مؤرشف من الأصل بتاريخ 26 يوليو 2011.
  15. ستيف فيلثام وجاسينتو جيانفيجليو (مارس 2002). "حمولات محطة الفضاء الدولية الخارجية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية" (ملف PDF) . وكالة الفضاء الأوروبية . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 1 فبراير 2020. تم الاطلاع عليه في 7 فبراير 2007 .
  16. "مرفق عرض التكنولوجيا الأوروبي (EUTEF)" . كارلو غافاتزي سبيس. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2007.
  17. 1 2 "وكالة ناسا تُنهي مهمة محطة الفضاء الدولية رابيد سكات" . 28 نوفمبر 2016. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2018. تم الاطلاع عليه في 21 ديسمبر 2016 .
  18. "محطة كولومبوس ذات النطاق الترددي Ka (COLKa) المطورة من قبل وكالة الفضاء الماليزية تبدأ رحلتها إلى محطة الفضاء الدولية" . 15 فبراير 2020. مؤرشف من الأصل في 22 أكتوبر 2020. تم الاطلاع عليه في 2 يونيو 2020 .
  19. "مهمة سير في الفضاء لتركيب محطة فضائية بريطانية الصنع على متن محطة الفضاء الدولية | سكاي رورا" . سكاي رورا . 29 يناير 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 فبراير 2026 .
  20. شوتين، مارك (10 أكتوبر 2025). "ملخص يوم بروكسموكس الهولندي 2025" . توكسيس بي في . تم الاطلاع عليه في 6 مايو 2026 .
  21. "CRS NG-24 | فالكون 9 بلوك 5 | نيكست سبيس فلايت" . nextspaceflight.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مايو 2026 .