مركبة مدارية طويلة الأمد

الشعار الخاص بمهام المركبات المدارية ذات المدة الممتدة.

كان برنامج المركبة المدارية ذات المدة الممتدة ( EDO) مشروعًا لوكالة ناسا للتحضير لأبحاث انعدام الجاذبية طويلة الأمد (أشهر) على متن محطة الفضاء فريدوم ، التي تطورت لاحقًا إلى محطة الفضاء الدولية . احتاج العلماء ووكالة ناسا إلى خبرة عملية في إدارة فترات زمنية أطول تدريجيًا لتجاربهم. عادةً ما كانت مركبة مكوك الفضاء الأصلية توفر من أسبوع إلى عشرة أيام من الرحلات الفضائية . شمل المشروع العديد من المشاريع البحثية ومكونات الأجهزة، وكان من أبرزها منصة EDO، التي تعاقدت عليها شركة روكويل الدولية . [ 1 ]

كانت مركبة إنديفور أول مركبة مدارية تُجهز بتكوين أجهزة EDO أثناء بنائها، وكانت رحلتها الأخيرة من هذا النوع هي STS-67 عام 1995. [ 1 ] [ 2 ] أُزيلت تعديلات EDO من إنديفور عام 1996 كجزء من الصيانة الدورية ، لتقليل وزن المركبة قبل STS-89 . [ 1 ] جُهزت كولومبيا لرحلات EDO خلال فترة صيانتها من 10 أغسطس 1991 إلى 9 فبراير 1992، قبل STS-50 ، التي كانت أول رحلة EDO. [ 2 ] [ 3 ] من عام 1992 إلى عام 1994، خضعت أتلانتس لفترة صيانة، جرى خلالها تعديلها لتوفير التجهيزات اللازمة لقدرة EDO، لكن ناسا اختارت عدم المضي قدمًا في التعديلات النهائية، ولم تمتلك أتلانتس قط قدرة EDO. [ 1 ] تم تدمير منصة EDO المستخدمة في تكوينات المدار هذه في كارثة كولومبيا عام 2003 .

منصة نقالة إيدو

منصة EDO المثبتة في الجزء الخلفي من حجرة حمولة كولومبيا

كانت مجموعة التبريد المداري طويلة الأمد (EDO-pallet أو CRYO) عبارة عن وحدة معدات قطرها 4.6 متر (15 قدمًا) تُثبّت عموديًا على الحاجز الخلفي لحجرة الحمولة في المركبة المدارية ، مما يسمح لها بدعم رحلة تصل مدتها إلى 16 يومًا. [ 1 ] شملت المعدات خزانات التبريد، ولوحات التحكم المرتبطة بها، ومعدات إلكترونيات الطيران. على الرغم من تحديث مكوك أتلانتس جزئيًا لاستيعاب مجموعة التبريد المداري طويلة الأمد، إلا أن مكوكَي كولومبيا وإنديفور فقط هما اللذان حلّقا فعليًا بهذه المجموعة. ظهرت المجموعة لأول مرة في مهمة STS-50 ، وفُقدت في مهمة STS-107 عام 2003. [ 4 ] 

في البداية، فكرت ناسا في إضافة منصة تخزين وقود إضافية ثانية إلى مركبة إنديفور ، توضع أمام الأولى، ليصبح المجموع ثلاثة عشر مجموعة خزانات، مما كان سيسمح للمركبة بالبقاء في الفضاء لمدة 28 يومًا، لكن المسؤولين قرروا عدم القيام بذلك عند بدء تجميع محطة الفضاء الدولية، وقاموا بدلاً من ذلك بإزالة خاصية تخزين الوقود الإضافية من المركبة، لتقليل وزنها والسماح لها بحمل المزيد من الشحنات إلى محطة الفضاء الدولية. [ 1 ] [ 5 ]

لم يتم التخطيط لاستبدال المنصة، حيث أن نظام نقل الطاقة من المحطة إلى المكوك يوفر الكثير من نفس القدرات، كما أن تقاعد أسطول المكوك في عام 2011 جعلها غير ضرورية.

تحديد

خزّنت خزانات نظام التبريد والتدفئة 167 كيلوغرامًا من الهيدروجين السائل عند درجة حرارة -250 درجة مئوية ، و 1417 كيلوغرامًا من الأكسجين السائل عند درجة حرارة -176.1 درجة مئوية . بلغ الوزن الإجمالي للنظام فارغًا 1620 كيلوغرامًا . وعند ملئه بالمواد المبردة ، بلغ وزن النظام حوالي 3.2 طن . [ 1 ] [ 6 ]     

يستخدم

صُممت منصة EDO لتعزيز قدرة المركبة المدارية على التحمل في المهمات الطويلة من خلال تزويد خلايا الوقود الخاصة بها بكمية إضافية من الهيدروجين والأكسجين . بدورها، حوّلت خلايا الوقود هذه الهيدروجين والأكسجين إلى طاقة كهربائية ضرورية لعمليات المركبة المدارية. [ 7 ] على سبيل المثال، خلال مهمة STS-80، تم إنتاج 5856 كيلوواط ساعة من 3989 رطلاً من الأكسجين و502 رطلاً من الهيدروجين. [ 8 ] : 24 أما في مهمة STS-50، فقد تم توليد 6204.7 كيلوواط ساعة من 4367 رطلاً من الأكسجين و550 رطلاً من الهيدروجين. [ 9 ] : 12 في المقابل، أنتجت مهمة STS-77 ، التي لم تستخدم منصة EDO، 3924 كيلوواط ساعة من 2745 رطلاً من الأكسجين و346 رطلاً من الهيدروجين. [ 10 ] : 20

ومن المنتجات الثانوية الأخرى لعملية خلية الوقود المياه الصالحة للشرب. أنتجت مهمة STS-77 كمية 3091 رطلاً، [ 10 ] : 20، بينما أنتجت المهمات التي استخدمت منصة EDO، مثل STS-50 وSTS-80، كمية 4914.6 رطلاً [ 9 ] : 12 و4492 رطلاً، [ 8 ] : 24 على التوالي.

أتاحت المهمات التي استخدمت منصة EDO فرصًا موسعة للبحث العلمي. فقد مكّنت من إجراء دراسات تفصيلية في مجالات مثل انعدام الجاذبية ، وعلوم الحياة ، والملاحظات الأرضية ، والملاحظات الفلكية . كما ساهمت في فهم قدرة الإنسان على التكيف في ظروف الجاذبية المنخفضة. [ 7 ]

استخدمت المهمات التالية منصة EDO:

رحلة إيدومكوكمهمةتاريخ الإطلاقمدةالحمولة (الحمولات) الأساسية
1كولومبياSTS-5025 يونيو 199213 يومًا، 19 ساعة، 30 دقيقة، 4 ثوانٍمختبر الولايات المتحدة للجاذبية الصغرى-1 [ 9 ] : 1
2كولومبياSTS-5818 أكتوبر 199314 يومًا، 0 ساعة، 12 دقيقة، 32 ثانيةمختبر الفضاء لعلوم الحياة - 2
3كولومبياSTS-624 مارس 199413 يومًا، 23 ساعة، 16 دقيقة، 41 ثانيةحمولة الولايات المتحدة للجاذبية الصغرى-2
4كولومبياSTS-658 يوليو 199414 يومًا، 17 ساعة، 55 دقيقة، ثانية واحدةالمختبر الدولي للجاذبية الصغرى - 2
5سعيSTS-672 مارس 199516 يومًا، 15 ساعة، 8 دقائق، 48 ثانيةASTRO-2
6كولومبياSTS-7320 أكتوبر 199515 يومًا، 21 ساعة، 53 دقيقة، 16 ثانيةمختبر الجاذبية الصغرى الأمريكي-2
7كولومبياSTS-7522 فبراير 199615 يومًا، 17 ساعة، 40 دقيقة، 22 ثانيةنظام الأقمار الصناعية المربوطة-1R (إعادة إطلاق نظام الأقمار الصناعية المربوطة-1 على متن مهمة STS-46 ) حمولة الولايات المتحدة للجاذبية الصغرى-3
8كولومبياSTS-7820 يونيو 199616 يومًا، 21 ساعة، 48 دقيقة، 30 ثانيةمختبر الحياة والجاذبية الصغرى
9كولومبياSTS-8019 نوفمبر 199617 يومًا، 15 ساعة، 53 دقيقة، 18 ثانيةمرفق ويك شيلد أورفيوس-سباس 2 [ 8 ] : 1
10كولومبياSTS-834 أبريل 19973 أيام، 23 ساعة، 13 دقيقة، 38 ثانيةمختبر علوم الجاذبية الصغرى-1 (انتهت المهمة مبكراً بسبب مشكلة في إحدى خلايا الوقود الخاصة بكولومبيا . [ 11 ] )
11كولومبياSTS-941 يوليو 199715 يومًا، 16 ساعة، 45 دقيقة، 29 ثانيةمختبر علوم الجاذبية الصغرى-1 (إعادة رحلة STS-83)
12كولومبياSTS-8719 نوفمبر 199715 يومًا، 16 ساعة، 35 دقيقة، ثانية واحدةحمولة الولايات المتحدة في مجال الجاذبية الصغرى - 4 سبارتان-201
13كولومبياSTS-9017 أبريل 199815 يومًا، 21 ساعة، 50 دقيقة، 58 ثانيةمختبر الأعصاب
14كولومبياSTS-10716 يناير 200315 يومًا، 22 ساعة، 20 دقيقة، 32 ثانيةوحدة الأبحاث المزدوجة سبيس هاب فريستار ، فُقدت أثناء دخولها الغلاف الجوي، كارثة مكوك الفضاء كولومبيا

مشروع إيدو الطبي

قبل مشروع EDO، لم يسبق لأي مكوك فضائي أن قام بمهمة تستغرق أكثر من 10 أيام. ونظرًا لاحتمالية تعرض رواد الفضاء للإغماء عند الوقوف ( عدم تحمل الوضعية الانتصابية ) بعد العودة إلى الجاذبية الأرضية حتى بعد رحلات قصيرة، واحتمالية ضعف عضلاتهم، ركز مشروع EDOMP على ضمان قدرة الطاقم على هبوط المركبة المدارية والخروج منها دون مساعدة بعد رحلة مدتها 16 يومًا. شارك رواد الفضاء على متن 40 رحلة مكوكية (من STS-32 إلى STS-72 ) في 36 دراسة ضمن مشروع EDOMP. استُخدمت نتائج هذه الدراسات لوضع قواعد وتوصيات خاصة بالرحلات التي تستغرق 16 يومًا. ومن بين الأجهزة والإجراءات التي طُوّرت لمنع تراجع اللياقة البدنية الذي يحدث أثناء الرحلات الفضائية، أنواع عديدة من أجهزة التمرين (مثل جهاز المشي ، ودراجة التمرين الثابتة ، وجهاز التجديف ). صُممت مركبات نقل الطاقم، التي نُقل فيها رواد الفضاء بعد الهبوط، لتعزيز القدرات الطبية في موقع الهبوط، بالإضافة إلى راحة الطاقم وسلامته. أسفر مشروع EDOMP أيضاً عن قاعدة بيانات تضم 125 منشوراً رسمياً، و299 ملخصاً وورقةً بحثيةً وعروضاً تقديمية. [ 12 ] وشهد المشروع مشروعاً لاحقاً هو مشروع ISS الطبي . [ 13 ]

مشاريع ودراسات أخرى لمنظمة التنمية الاقتصادية

  • نظام تنظيف الملابس اليدوي - نظام لغسل قطع مختارة من الملابس. [ 14 ]
  • نظام آلي للكشف عن الأعطال وعزلها وإعادة تكوينها (FDIR) يدعم المكوك لمدة تصل إلى 28 يومًا. [ 15 ]
  • نظام جمع النفايات المدارية ذو المدة الممتدة . [ 16 ] أُضيف نظام مماثل لاحقًا إلى محطة الفضاء الدولية كنظام فرعي لجمع النفايات. [ 17 ]
  • نظام إزالة ثاني أكسيد الكربون القابل للتجديد لمركبة مدارية ذات مدة تشغيل طويلة . [ 16 ]
  • المؤسسة الطبية الموسعة (MEME) . [ 18 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 جينكينز، دينيس ر. (2001). مكوك الفضاء: تاريخ نظام النقل الفضائي الوطني . كيب كانافيرال، فلوريدا: دار نشر هينكلي ميدلاند.  الصفحات 393، 437، 438. ISBN 0-9633974-5-1.
  2. 1 2 مكتب الشؤون العامة التابع لناسا (2007). "قائمة المهمات طويلة الأمد" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2006. تم الاطلاع عليه في 16 نوفمبر 2007 .
  3. ناسا (1992). "STS-50" . الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء . تم الاطلاع عليه في 16 نوفمبر 2007 .
  4. ناسا. "نظرة عامة على مهمة STS-107 والبحوث الرئيسية - FS-2002-06-107-MSFC" (ملف PDF) . ناسا . تاريخ الاسترجاع: 16 نوفمبر 2007 .
  5. ناسا (3 مارس 1992). "تصميم فني توضيحي لمركبة OV-105 وهي ملتحمة بمحطة الفضاء فريدوم (SSF)" . ناسا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 17 سبتمبر 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 نوفمبر 2007 .
  6. ناسا (2007). "STS-87" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 12 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 16 نوفمبر 2007 .
  7. 1 2 إيفانز، بن (1 أبريل 2015). "تمديد برنامج المكوك: 25 عامًا على قرار EDO" . أمريكا سبيس . مؤرشف من الأصل في 3 مايو 2023. تم الاسترجاع في 8 سبتمبر 2023 .
  8. ١ ٢ ٣ تقرير مهمة مكوك الفضاء STS-80 (ملف PDF) (تقرير فني). ناسا . فبراير ١٩٩٧. NSTS-37411/TM-112252. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في ٨ سبتمبر ٢٠٢٣. تم الاطلاع عليه في ٨ سبتمبر ٢٠٢٣ .
  9. ١ ٢ ٣ تقرير مهمة مكوك الفضاء STS-50 (ملف PDF) (تقرير فني). ناسا . أغسطس ١٩٩٢. NSTS-08277/CR-193057. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ ٢٦ أغسطس ٢٠٢٣. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٨ سبتمبر ٢٠٢٣ .
  10. ١ ٢ تقرير مهمة مكوك الفضاء STS-77 (ملف PDF) (تقرير فني). ناسا . يونيو ١٩٩٦. NSTS-37408/TM-112641. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في ٨ سبتمبر ٢٠٢٣. تم الاطلاع عليه في ٨ سبتمبر ٢٠٢٣ .
  11. ناسا (2001). "STS-83" . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 ديسمبر 2007 .
  12. مركز جونسون للفضاء ، ناسا . "مشروع المركبة المدارية الطبية طويلة الأمد (EDOMP)" . ناسا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 أكتوبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2007 .
  13. ناسا (17 يوليو 2007). "مشروع الطب في محطة الفضاء الدولية" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 2 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2007 .
  14. ناسا. "نظام تنظيف الملابس اليدوي لمهام مكوك الفضاء المدارية طويلة الأمد" . ناسا . تم الاطلاع عليه في 16 نوفمبر 2007 .
  15. ريجاي، ب.؛ زيلينغولد، د.؛ ريهاجن، س. (1992). "تعريف مفهوم الكشف الآلي عن الأعطال وعزلها واستعادتها في مركبة مدارية ممتدة المدة لمدة 28 يومًا، وتطوير إثبات المفهوم". مؤتمر AIAA لمتخصصي المواد - تكنولوجيا الطلاء لأنظمة الفضاء الجوي . جامعة هارفارد . Bibcode : 1992aiaa.meetZ....R .
  16. 1 2 جيمس إي. أتووتر (1996). "أنظمة دعم الحياة: من ميركوري إلى المكوك الفضائي" . جامعة ولاية أوريغون . مؤرشف من الأصل في 8 أغسطس 2007. تم الاسترجاع في 16 نوفمبر 2007 .
  17. وكالة ناسا (22 يونيو 2001). "تجديد النظام الفرعي لجامع النفايات في محطة الفضاء الدولية DTO 692" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 نوفمبر 2007 .
  18. ناسا. "عقد علم الأحياء الفضائي: نماذج أوامر المهام" (.doc) . ناسا . تم الاطلاع عليه في 16 نوفمبر 2007 .