مرفق التعريض طويل الأمد

كان مرفق التعرض طويل الأمد التابع لناسا ، أو LDEF (يُنطق "إلديف")، منشأة أسطوانية الشكل مصممة لتوفير بيانات تجريبية طويلة الأمد حول بيئة الفضاء الخارجي وتأثيراتها على أنظمة الفضاء والمواد والعمليات وبقاء أنواع مختارة من الجراثيم . ^{[ 2 ] [ 3 ]} وُضعت في مدار أرضي منخفض بواسطة مكوك الفضاء تشالنجر في أبريل 1984. كانت الخطة الأصلية تقضي باستعادة LDEF في مارس 1985، ولكن بعد سلسلة من التأخيرات، أعادها مكوك الفضاء كولومبيا في النهاية إلى الأرض في يناير 1990. ^{[ 3 ]}

أجرت المركبة بنجاح تجارب علمية وتقنية لمدة 5.7 سنوات تقريبًا، كشفت عن مجموعة واسعة ومفصلة من البيانات البيئية الفضائية. وقد وفرت فترة وجودها في الفضاء، والتي امتدت 69 شهرًا، بيانات علمية حول الآثار طويلة المدى للتعرض للفضاء على المواد والمكونات والأنظمة، والتي استفاد منها مصممو المركبات الفضائية التابعة لناسا حتى يومنا هذا. ^{[ 4 ]}

حدد الباحثون إمكانية استخدام مكوك الفضاء المخطط له لإيصال حمولة إلى الفضاء، وتركها هناك لتعريضها طويل الأمد لظروف الفضاء الخارجي القاسية ، ثم استعادتها لتحليلها في مهمة منفصلة. وقد تطور مفهوم LDEF من مركبة فضائية اقترحها مركز لانغلي للأبحاث التابع لناسا عام 1970 لدراسة بيئة النيازك، وهي وحدة النيازك والتعرض (MEM). ^{[ 2 ]} تمت الموافقة على المشروع عام 1974، وتم بناء LDEF في مركز لانغلي للأبحاث التابع لناسا . ^{[ 4 ]}

كان من المفترض إعادة استخدام وحدة LDEF وإعادة نشرها بتجارب جديدة، ربما كل 18 شهرًا. ^{[ 5 ]} ولكن بعد التمديد غير المقصود للمهمة 1، تم التعامل مع الهيكل نفسه كتجربة ودراسته بشكل مكثف قبل وضعه في المخزن.

قام طاقم مهمة STS -41-C على متن مكوك الفضاء تشالنجر بنشر وحدة LDEF في 7 أبريل 1984، في مدار دائري تقريبًا على ارتفاع 257 ميلًا بحريًا. ^{[ 6 ]}

كان شكل هيكل LDEF عبارة عن منشور ذي 12 ضلعًا (ليناسب حجرة حمولة مكوك الفضاء)، ومصنوعًا بالكامل من الفولاذ المقاوم للصدأ . أُجريت 5 أو 6 تجارب على كل ضلع من الأضلاع الطويلة الاثني عشر، بالإضافة إلى عدد قليل من التجارب على الأطراف. صُمم الهيكل ليطير بحيث يكون أحد طرفيه مواجهًا للأرض والآخر بعيدًا عنها. ^{[ 7 ]} تم التحكم في وضعية LDEF باستخدام تثبيت تدرج الجاذبية وتوزيع القصور الذاتي للحفاظ على استقراره ثلاثي المحاور في المدار. لذلك، لم تكن هناك حاجة إلى أنظمة دفع أو أنظمة تحكم أخرى في الوضعية، مما جعل LDEF خاليًا من قوى التسارع والملوثات الناتجة عن إطلاق المحركات النفاثة. ^{[ 4 ]} كما زُوّد الهيكل بمخمد مغناطيسي/لزج لإيقاف أي تذبذب أولي بعد الإطلاق. ^{[ 7 ]}

كان يحتوي على جهازَي تثبيت . جهاز تثبيت FRGF وجهاز تثبيت نشط (للاستشعار الصلب) يُستخدمان لإرسال إشارة إلكترونية لبدء التجارب الـ 19 التي تحتوي على أنظمة كهربائية. ^{[ 7 ]} وقد أدى ذلك إلى تنشيط نظام بدء التجربة (EIS) ^{[ 8 ] : 1538} الذي أرسل 24 إشارة بدء إلى التجارب العشرين النشطة. كانت هناك ستة مؤشرات بدء مرئية لرواد الفضاء المُستخدمين ^{[ 9 ] : 109} بجوار جهاز التثبيت النشط. ^{[ 9 ] : 111}

كان المهندسون يعتزمون في الأصل أن تستمر المهمة الأولى حوالي عام واحد، وأن تستخدم عدة مهام تصوير طويلة الأمد الإطار نفسه. ولكن في الواقع، استُخدم المرفق لمهمة واحدة استمرت 5.7 سنوات.

تم تصميم منشأة LDEF لجمع المعلومات الحيوية لتطوير محطة الفضاء فريدوم ومحطة الفضاء الدولية وغيرها من المركبات الفضائية، وخاصة تفاعلات مواد بناء الفضاء المختلفة مع الإشعاع والتغيرات الشديدة في درجات الحرارة والاصطدامات مع المادة الفضائية.

تضمنت بعض التجارب غطاءً يُفتح بعد إطلاقها، وكان مصممًا ليُغلق بعد حوالي عام، ^{[ 10 ]} على سبيل المثال ، تجربة تأثيرات البيئة الفضائية (M0006). ^{[ 11 ]} علاوة على ذلك، كان من المقرر حصر الغازات بين النجوم في محاولة للعثور على أدلة حول تكوين مجرة ​​درب التبانة وتطور العناصر الأثقل. ^{[ 4 ]}

لم تكن هناك تقنية قياس عن بُعد، لكن بعض التجارب النشطة سجلت البيانات على مسجل شريط مغناطيسي يعمل ببطارية ليثيوم-كبريت ثاني أكسيد، ^{[ 10 ]} على سبيل المثال ، تجربة الخلايا الكهروضوئية المتقدمة (S0014)، التي سجلت البيانات مرة واحدة يوميًا، ^{[ 12 ]} ودراسة الخلايا الشمسية الألمانية (S1002)، ^{[ 12 ] : 91} وتأثيرات بيئة الفضاء على أنظمة الألياف البصرية (M004). ^{[ 11 ] : 182}

استخدمت ست من التجارب السبع النشطة التي تطلبت تسجيل البيانات وحدة أو وحدتين من وحدات نظام الطاقة والبيانات التجريبية (EPDS). ^{[ 8 ] : 1545} احتوت كل وحدة EPDS على وحدة معالجة وتحكم، ومسجل شريط مغناطيسي، وبطاريتين من _ثاني كبريتات الليثيوم . ^{[ 8 ] : 1536} استخدمت إحدى التجارب (S0069) وحدة شريط مغناطيسي رباعية المسارات لم تكن جزءًا من نظام EPDS. ^{[ 8 ] : 1540}

أُجريت سبعة وخمسون تجربة علمية وتقنية ، بمشاركة ^{باحثين حكوميين} وجامعيين من الولايات المتحدة وكندا والدنمارك وفرنسا وألمانيا وأيرلندا وهولندا وسويسرا والمملكة المتحدة ، على متن مهمة LDEF. [ ^{4 ]} [ ^{3 ]} ومن أمثلة هذه التجارب دراسة آثار التعرض على:

• المواد والطلاءات والأنظمة الحرارية​
• الطاقة ودفع المركبات الفضائية
• الألياف البصرية والبلورات النقية للاستخدام في الإلكترونيات
• الإلكترونيات والبصريات​
• بقاء بذور الطماطم والجراثيم البكتيرية ^{[ 4 ]}

والفيزياء في الجاذبية المنخفضة - على سبيل المثال نمو البلورات. ^{[ 13 ]}

استخدمت إحدى التجارب التي أجريت على متن المركبة، وهي تجربة أسطح التحكم الحراري (TCSE)، المعالج الدقيق RCA 1802. ^{[ 14 ]}

عند إطلاق مركبة LDEF، كان من المقرر استعادتها في 19 مارس 1985، أي بعد أحد عشر شهرًا من إطلاقها. ^{[ 4 ]} تأخرت المواعيد، مما أدى إلى تأجيل مهمة الاستعادة أولًا إلى عام 1986، ثم إلى أجل غير مسمى بسبب كارثة تشالنجر . بعد 5.7 سنوات، انخفض مدارها إلى حوالي 175 ميلًا بحريًا (324 كم)، وكان من المرجح أن تحترق عند دخولها الغلاف الجوي في غضون شهر تقريبًا. ^{[ 6 ] [ 9 ] : 15} 

استعادتها كولومبيا أخيرًا في مهمة STS-32 بتاريخ 12 يناير 1990. ^{[ 19 ]} تعاملت كولومبيا مع وحدة LDEF بطريقة تقلل من احتمالية تلوثها بعوادم المحركات. ^{[ 20 ]} وبينما كانت وحدة LDEF لا تزال متصلة بذراع RMS، أُجري مسح شامل استغرق 4.5 ساعات، صوّر كل صينية تجارب على حدة، بالإضافة إلى مناطق أوسع. ^{[ 20 ]} ومع ذلك، تسببت عمليات المكوك في تلوث بعض التجارب عندما طغت اعتبارات راحة الطاقم على أهداف مهمة وحدة LDEF. ^{[ 21 ]}

هبطت المركبة الفضائية كولومبيا في قاعدة إدواردز الجوية في 20 يناير 1990. ^{[ 4 ]} وبينما كانت وحدة LDEF لا تزال في حجرتها، نُقلت كولومبيا على متن طائرة نقل المكوك الفضائي إلى مركز كينيدي للفضاء في 26 يناير. وبُذلت جهود خاصة لضمان حماية حجرة الحمولة من التلوث أثناء رحلة النقل. ^{[ 4 ]}

في الفترة ما بين 30 و31 يناير، أُزيلت وحدة LDEF من حجرة حمولة مركبة كولومبيا الفضائية في مرفق معالجة المركبات المدارية بمركز كينيدي للفضاء ، ووُضعت في حاوية حمولة خاصة، ثم نُقلت إلى مبنى العمليات والفحص. وفي 1 فبراير 1990، نُقلت وحدة LDEF بواسطة نظام تجميع ونقل LDEF إلى مرفق تجميع وتغليف المركبات الفضائية رقم 2، حيث قاد فريق مشروع LDEF عمليات التفكيك. ^{[ 20 ]}

تصل مركبة كولومبيا إلى مركز كينيدي للفضاء حاملةً مركبة LDEF لا تزال في حجرة حمولتها.

تمت إزالة LDEF من حجرة حمولة كولومبيا

• الناقل الأوروبي القابل للاسترجاع ، 1992-1993
• وحدة رواد الفضاء ، 1995-1996
• حمولة التأثيرات البيئية لمركبة مير ، 1996-1997
• المواد، تجربة محطة الفضاء الدولية ، (1-8) من عام 2001

• "موقع ناسا لانغلي LDEF" . مؤرشف من الأصل في 29 مايو 2016. تم الاطلاع عليه في 11 سبتمبر 2016 .
• موقع مركز جونسون للفضاء التابع لناسا LDEF
  • بيانات ومخططات LDEF بين الأضلاع المتعلقة بتكوين الفوهات النيزكية الدقيقة
  • خريطة مواقع التجارب التابعة لمؤسسة LDEF
• مرفق التعريض طويل الأمد (LDEF)، تجارب المهمة 1 ، 1984. ناسا SP-473