كفانت-1

كانت وحدة Kvant-1 ( بالروسية : Квант-1 ؛ بالإنجليزية : Quantum-1 ) (37KE) أول وحدة يتم ربطها في عام 1987 بوحدة Mir الأساسية ، التي شكلت نواة محطة الفضاء السوفيتية Mir . وظلت متصلة بـ Mir حتى تم إخراج محطة الفضاء بأكملها من المدار في عام 2001. ^{[ 1 ]}

احتوت وحدة كفانت-1 على أجهزة علمية لإجراء عمليات رصد فيزيائية فلكية وتجارب في علوم المواد. استُخدمت لإجراء أبحاث في فيزياء المجرات النشطة والكوازارات والنجوم النيوترونية، وتميزت بموقعها الفريد لدراسة المستعر الأعظم SN 1987A . علاوة على ذلك، دعمت تجارب التكنولوجيا الحيوية في مجال المستحضرات والأجزاء المضادة للفيروسات. ومن الإضافات التي أُضيفت إلى كفانت-1 خلال فترة تشغيلها ألواح شمسية وعوارض سوفورا ورابانا .

استندت وحدة كفانت-1 إلى المركبة الفضائية TKS ، وكانت النسخة التجريبية الأولى من سلسلة وحدات "37K" المخطط لها. تميزت وحدات 37K بوحدة دفع من نوع TKS-E قابلة للفصل، تُعرف أيضًا باسم وحدة الخدمة الوظيفية (FSM). وقد طُوّر نظام التحكم في كفانت-1 من قِبل مؤسسة "إلكتروبريبور" ( خاركيف ، أوكرانيا ). ^{[ 2 ]}

بعد إجراء اختبارات هندسية سابقة على محطتي الفضاء ساليوت 6 وساليوت 7 (ووحدات محطات فضائية مشتقة من نظام TKS تم ربطها مؤقتًا مثل كوسموس 1267 وكوسموس 1443 وكوسموس 1686 )، أصبحت وحدة محطة الفضاء Kvant-1 أول وحدة محطة فضائية يتم ربطها بشكل شبه دائم بأول محطة فضائية معيارية في تاريخ رحلات الفضاء. ^{[ 3 ]} كان من المخطط في الأصل أن ترسو Kvant-1 على محطة الفضاء ساليوت 7، إلا أن الخطط تطورت لاحقًا لإطلاقها إلى محطة مير ، وكان من المقرر في البداية إطلاقها على متن مكوك الفضاء السوفيتي بوران ، ثم تم تغيير الخطة في النهاية إلى إطلاقها إلى مير بواسطة صاروخ بروتون-كيه .

مثّلت مركبة "كفانت" الفضائية أول استخدام لنوع جديد من وحدات محطات الفضاء السوفيتية، أُطلق عليها اسم "37K". صدر أمرٌ يُجيز بدء تطويرها في 17 سبتمبر 1979. يتألف التصميم الأساسي لـ"37K" من أسطوانة مضغوطة قطرها 4.2 متر مزودة بمنفذ إرساء في طرفها الأمامي. لم تكن مزودة بنظام دفع خاص بها. كان الترخيص الأصلي يشمل ثماني وحدات من طراز "37K" بتكوينات مختلفة.

• وحدة تجريبية واحدة من طراز 37KE (تستخدم وحدة FGB فائضة من عبّارة Chelomei TKS المأهولة الملغاة كقاطرة) والتي سيتم ربطها بالمنفذ الأمامي لمحطة الفضاء Salyut 7.
• أربع وحدات من طراز 37KS لمحطة مير. سيتم توصيلها وربطها بالمحطة بواسطة قاطرة FGO جديدة أخف وزناً.
• ثلاث وحدات من طراز 37KB. سيتم حملها في حجرة الحمولة الخاصة بمكوك الفضاء بوران. يمكن أن تبقى هذه الوحدات مثبتة في الحجرة، أو (بعد تعديلها إلى تكوين 37KBI) يمكن ربطها بمحطتي الفضاء مير أو مير-2 باستخدام ذراع بوران الآلية.

أُطلق على المركبة 37KE اسم "كفانت" وزُوّدت بحمولة فيزيائية فلكية. كما استخدمت حاسوب التحكم الرقمي في الطيران "ساليوت-5B" ونظام توجيه دولاب الموازنة "جيروداين" المُطوّر لمهمة "ألماس" . مع اقتراب اكتمال الوحدة، واجهت "ساليوت 7" العديد من المشاكل التقنية، ما دفع إلى إعادة توجيه "كفانت" للالتحام بمحطة "مير". ولكن في ذلك الوقت، كان من المُخطط أن تدور "مير" في مدار بزاوية 65 درجة، وكان  وزن "كفانت" يزيد بمقدار 800 كيلوغرام عن قدرة مركبة الإطلاق "بروتون" على وضعها في مثل هذا المدار. في يناير 1985، تم تغيير مدار "مير" إلى زاوية 51.6 درجة، ما حلّ إحدى المشاكل. ولكن الآن، كان من المُخطط أن تلتحم "كفانت" بالمنفذ الخلفي لـ"مير"، ما استلزم إضافة أنابيب لنقل وقود الصواريخ من مركبة التزود بالوقود "بروجرس" إلى خزانات تخزين "مير". أدى ذلك إلى زيادة الوزن مرة أخرى، ما أجبر وحدة التحكم في الطيران على خفض حمولة الوقود إلى 60% في خزانات الضغط العالي وتفريغ خزانات الضغط المنخفض. مع وزن إطلاق إجمالي يتراوح بين 20,600 و22,797 كيلوغرامًا (45,415 و50,259 رطلًا) ، ^{[ 3 ] [ 4 ]} يُفترض أن مركبة الإطلاق Kvant-1 كانت في ذلك الوقت أثقل حمولة حملتها شركة بروتون، مما استلزم إجراء تعديلات خاصة على مركبة الإطلاق. ^{[ 4 ]} 

تألفت المركبة الفضائية "كفانت-1" من حجرتين عمل مضغوطتين، وحجرة تجارب غير مضغوطة، وغرفة معادلة ضغط صغيرة للوصول إلى التلسكوبات وتغيير الأفلام واسترجاعها. كما احتوت على أنظمة دعم حياة إضافية، بما في ذلك مولد أكسجين من نوع "إلكترون" ومعدات لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء. ^{[ 3 ]}

تضمنت المعدات العلمية الموجودة على متن المركبة الفضائية Kvant-1 ما يلي: ^{[ 3 ] [ 4 ]}

• مجموعة تلسكوب رونتجن لعلم الفلك بالأشعة السينية مع أربعة أجهزة:
  • TTM، مطياف تصوير قناع مشفر / كاميرا واسعة الزاوية (هولندي/بريطاني)
  • جهاز سيرين 2 ، وهو مطياف تناسبي للوميض الغازي (ESA)
  • HEXE، تجربة الأشعة السينية عالية الطاقة (ألمانية)
  • جهاز الكشف Pulsar X-1 ، وهو كاشف للأشعة السينية/أشعة جاما (20-1300 كيلو إلكترون فولت)
• غلازار ، تلسكوب للأشعة فوق البنفسجية
• ماريا ، مطياف مغناطيسي
• سفيتلانا ، وحدة الفصل الكهربائي
• وأخيرًا ، تم تركيب أرفا-إي على السطح الخارجي للوحدة في يناير 1990 لدراسة الغلاف الأيوني والغلاف المغناطيسي للأرض

لتمكين عمليات الرصد الفلكي، حملت وحدة كفانت-1، بالإضافة إلى مستشعرين لأفق الأرض، ومستشعرين للنجوم، وثلاثة أجهزة لتتبع النجوم ^{[ 4 ]} ، ستة محركات جيروسكوبية سمحت بتوجيه مجمع مير بأكمله بدقة متناهية. ولأن هذه المحركات كانت تعمل بالكهرباء، فقد قللت بشكل كبير من كمية الوقود اللازم للتحكم في وضعية محركات الدفع في قاعدة مير، مما وفر 15 طنًا من الوقود في أول عامين. مع ذلك، فقد استهلكت هذه المحركات كمية كبيرة من الكهرباء، حيث قُدّر متوسط ​​استهلاك وحدة كفانت-1 بـ 6.90  كيلوواط. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

كان من المقرر في الأصل إطلاق المركبة الفضائية كفانت-1 وربطها بمحطة ساليوت 7 ، لكن التأخيرات أجبرت على إطلاقها إلى محطة مير بدلاً من ذلك. لم تكن كفانت-1 مزودة بأي أنظمة دفع خاصة بها، وللوصول إلى مير، تم ربطها بوحدة خدمة وظيفية (FSM) - تحمل أنظمة الدفع والأنظمة الكهربائية - لتعمل كقاطرة فضائية. استُمدت وحدة الخدمة الوظيفية من المركبة الفضائية TKS ، والتي شكلت لاحقًا أساس وحدة الشحن الوظيفية لوحدات كفانت -2 ، وكريستال ، وسبيكتر ، وبريرودا .

أُطلقَت المركبة الفضائية "كفانت-1" ووحدة الخدمة الثابتة التابعة لها في 30 مارس 1987. في ذلك الوقت، كان طاقم المركبة الفضائية "إي أو-2" موجودًا على محطة "مير"، بعد أن التحمت بالفعل بالمنفذ الأمامي مع المركبة الفضائية "سويوز تي إم-2" . في 9 أبريل، نجحت "كفانت-1" في الالتحام جزئيًا بالمنفذ الخلفي لمحطة "مير". مع ذلك، لم تتمكن "كفانت-1" من الالتحام بشكل كامل، مما يعني أن المركبتين كانتا متصلتين بشكل غير محكم. في هذه الحالة، لم تتمكن "مير" من تحديد اتجاهها، وإلا لتعرضت لأضرار.

أجرى طاقم مهمة EO-2 عملية سير طارئة في الفضاء في 11 أبريل للتحقيق في المشكلة. عثر الطاقم على قطعة من الحطام، يُرجح أنها كيس قمامة، خلّفتها مركبة بروجرس 28. بعد إزالتها، تمكنت وحدة كفانت-1 أخيرًا من الالتحام بالمحطة في اليوم نفسه. وفي 12 أبريل، تم فصل وحدة كفانت-إف إس إم، التي كانت تحتوي على نظام الدفع غير الضروري لوحدة كفانت-1، مما كشف عن منفذ الالتحام الخلفي لكفانت-1. ^{[ 3 ]}

بعد نجاح عملية الالتحام الصلب وفصل وحدة إدارة الفضاء كفانت-1، أُجريت اختبارات على الأنظمة الموجودة على متن المركبة حتى نهاية أبريل. وخُصص شهر مايو للتحضير لتمديد الطاقة الكهربائية، حيث أُجريت أنشطة لا تتطلب سوى القليل من الكهرباء، مثل التجارب الطبية وتصوير موارد الأرض. ومن شأن الطاقة الكهربائية الإضافية الضرورية أن تُمكّن من إجراء تجارب مثل فرن كوروند 1-إم، الذي استُخدم لإجراء عمليات صهر استمرت لعدة أيام، ولتشغيل الجيروسكوبات الخاصة بكفانت-1، اللازمة للرصد الفلكي. ولهذا الغرض، كانت كفانت تحمل ألواحًا شمسية مُخزّنة، تم تثبيتها على قاعدة مير خلال مهمة سير في الفضاء في 12 يونيو. ^{[ 3 ]}

مع انتهاء اختبارات مركبة كفانت-1، وتركيب ألواح شمسية إضافية، وتوفر محركات الدوران الخاصة بها، تحققت خطوة هامة في بناء محطة الفضاء مير. انطلق تلسكوب الأشعة السينية الموجود على متن كفانت-1 بقوة، إذ كان موقعه فريدًا لدراسة المستعر الأعظم SN 1987A في سحابة ماجلان الكبرى، حيث بلغ ذروة ضوئه الأرض في مايو 1987. وتمكن رواد الفضاء على متن مير من فحص النجم المتفجر خلال 115 جلسة بين يونيو وسبتمبر 1987. ^{[ 3 ]}

في يناير 1991، تم تركيب هياكل داعمة مصممة لحمل الألواح الشمسية على محطة كفانت-1. وفي يوليو من العام نفسه، قام الطاقم ببناء عارضة سوفورا خلال أربع عمليات سير في الفضاء. صُممت عارضة سوفورا لاختبار تقنيات بناء جديدة، وتركيب وحدة دفع، ولتكون بمثابة منصة لإجراء التجارب خارج المحطة. في سبتمبر 1992، قام الطاقم بتركيب وحدة الدفع VDU على طرف عارضة سوفورا، والتي تم تسليمها سابقًا بواسطة مركبة بروجرس إم-14 . صُممت وحدة VDU لتعزيز قدرة المحطة على التحكم في وضعيتها. وفي أبريل 1998، تم استبدال وحدة الدفع VDU، التي كانت تعمل آنذاك لمدة ست سنوات، بوحدة جديدة تم تسليمها بواسطة مركبة بروجرس إم-38.

في سبتمبر 1993، تم بناء عارضة رابانا على متن مركبة كفانت-1 خلال مهمتين خارج المركبة. صُممت عارضة رابانا لاختبار تجارب تجميع العوارض لمحطة الفضاء مير 2 المحتملة. كما أُجريت تجارب خارجية لاحقة على عارضة رابانا. وفي يونيو 1996، تم تمديد عارضة رابانا خلال مهمة خارج المركبة.

في 22 مايو 1995، أُعيد تركيب إحدى الألواح الشمسية الخاصة بكريستال على وحدة كفانت-1. وفي مايو 1996، تم تركيب مصفوفة مير الشمسية التعاونية، التي تم تسليمها مع وحدة الالتحام الخاصة بمير ، على كفانت-1. وفي نوفمبر 1997، تم التخلص من اللوح الشمسي القديم الخاص بكريستال والمثبت على كفانت-1، وتم تركيب المصفوفة الشمسية الروسية بالكامل، التي تم تسليمها أيضاً مع وحدة الالتحام، مكانه.

في 23 فبراير 1997، اشتعلت النيران في أسطوانة أكسجين احتياطية تعمل بالوقود الصلب في وحدة كفانت-1. ^{[ 5 ]} قذفت النيران معدنًا منصهرًا، وشعر الطاقم بالقلق من إمكانية ذوبانه لهيكل محطة الفضاء. ^{[ 6 ]} امتلأت المحطة بالدخان، وارتدى الطاقم أجهزة تنفس لمواصلة التنفس، على الرغم من أن بعضها كان معطلاً ولم يزود بالأكسجين. بعد احتراق دام 14 دقيقة واستخدام ثلاث مطفآت حريق، انطفأت النيران. ^{[ 6 ] [ 7 ]} ظل الدخان كثيفًا لمدة 45 دقيقة بعد إخماد الحريق. بعد نفاد الأكسجين من أجهزة التنفس وبدء انقشاع الدخان، تحول الطاقم إلى استخدام أقنعة الترشيح. ^{[ 6 ] [ 8 ]}

• شبكة الفضاء الروسية
• موسوعة رواد الفضاء
• صفحة غونتر الفضائية - معلومات عن كفانت-1