سباديكس

بدأت أعمال البحث والتطوير اللازمة لإكمال المشروع بدراسات تمهيدية في عام 2016. ^{[ 7 ]} وقد وافقت حكومة الهند على تجربة الالتحام الفضائي (SpaDeX) بتمويل أولي قدره 10 كرور روبية ، وتمت الموافقة عليه في عام 2017. اعتبارًا من يوليو 2022 تمت الموافقة على مشروع SpaDeX بتمويل قدره 124.47 كرور روبية تقريبًا (ما يعادل 132 كرور روبية أو 14 مليون دولار أمريكي في عام 2023) . ^{[ 8 ]}  

تم تصميم وتنفيذ قمري المطاردة والهدف، بالإضافة إلى تقنيات الالتحام ذات الصلة، لمهمة SpaDeX بواسطة مركز يو آر راو للأقمار الصناعية (URSC) بمساعدة من مركز فيكرام سارابهاي الفضائي (VSSC)، ومركز أنظمة الدفع السائل (LPSC)، ومركز تطبيقات الفضاء (SAC)، ووحدة أنظمة القصور الذاتي التابعة لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO)، ومختبر أنظمة الكهروضوئية (LEOS). ^{[ 9 ]}

قدّمت شركة أنانث تكنولوجيز وحدات معالجة الالتقاء (RPU) ومحولات التيار المستمر إلى التيار المستمر لأقمار SpaDeX الصناعية . كما وفّرت الشركة 29 مكونًا أساسيًا لمركبة الإطلاق PSLV-C60، مثل وحدات جمع البيانات ، وأجهزة الإرسال، ووحدات الطاقة، وشريحة NavIC ، ووحدات التحكم. ^{[ 10 ] [ 11 ]} وفي أقل من ثلاثة أشهر، أنجزت أنانث تكنولوجيز تجميع الأقمار الصناعية ودمجها واختبارها لصالح منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO)، وسلّمتها إلى مركز أبحاث الفضاء في أوسلو (URSC). ^{[ 12 ]} ووفقًا لرئيس ISRO السابق، إس. سوماناث ، يُعدّ الالتحام عنصرًا حاسمًا في مهمة تشاندرايان-4، وأنّ SpaDeX مصممة لتكون نموذجًا تجريبيًا رائدًا. ^{[ 13 ]}

بحسب جيتندرا سينغ رانا ، وزير الدولة للعلوم والتكنولوجيا وعلوم الأرض ، ورئيس الوزراء ناريندرا مودي ، يُمثل تطوير مهمة SpaDeX خطوةً هامةً نحو إنشاء محطة بهاراتيا أنتاريكش بحلول عام 2035. ويؤكد نامبي نارايانان أن إتقان تقنيات الالتحام ضروريٌّ لمهام الفضاء البعيدة المستقبلية . ووفقًا لمايلسوامي أنادوراي ، مدير مشروع تشاندرايان -1 ، فإن تقنية الالتحام المُثبتة ستُسهم في إدارة الحطام الفضائي مستقبلًا . ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

في 30 ديسمبر 2024، أطلق الصاروخ PSLV-C60 المركبتين الفضائيتين SDX01 وSDX02 إلى مدار دائري على ارتفاع 475 كيلومترًا بزاوية ميل 55 درجة، وذلك في تمام الساعة 21:58 بتوقيت الهند (16:28 بتوقيت غرينتش ) من منصة الإطلاق الأولى في مركز ساتيش داوان الفضائي. ^{[ 17 ]} تم الإطلاق بنجاح تام دون أي حوادث. وانفصلت المركبتان بنجاح عن الصاروخ بعد 15 دقيقة من الإطلاق. ^{[ 18 ]} في ذلك الوقت، كانت المركبتان تدوران حول الأرض بسرعة 28,800 كيلومتر في الساعة، وإن كان ذلك في مدارين مختلفين قليلاً بفارق حوالي 20 كيلومترًا ودورة زمنية محلية تبلغ حوالي 66 يومًا. ^{[ 19 ]} كما حملت الرحلة المنصة المدارية POEM -4 التي تضم 24 تجربة مختلفة طورتها منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) ووكالات أخرى. ^{[ 20 ] [ 21 ]} أعلن رئيس منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO)، إس. سوماناث، بعد وقت قصير من الرحلة، أنه يمكن إجراء أول محاولة للالتحام في وقت مبكر من 7 يناير 2025. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

أطلق الصاروخ المركبتين الفضائيتين بشكل منفصل لخلق مسافة فاصلة بينهما تبلغ حوالي 20 كيلومترًا (12 ميلًا) . بعد ذلك، نفذت المركبتان مناورات لمنعهما من الابتعاد أكثر، ثم بدأتا عملية الالتحام. ^{[ 24 ]} على مدار الأيام التالية، زادت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) المسافة الفاصلة بين المركبتين إلى أكثر من 20 كيلومترًا. ^{[ 25 ]} في 6 يناير، تم تأجيل عملية الالتحام من 7 يناير إلى 9 يناير بعد أن تبينت الحاجة إلى مزيد من التحقق من خلال عمليات محاكاة أرضية. ^{[ 26 ]} كانت الأقمار الصناعية تدور بسرعة حوالي 28400 كيلومتر في الساعة، وكانت المسافة بينهما 11 كيلومترًا (6.8 ميلًا) قبل محاولة الالتحام الأولى مباشرة. ^{[ 27 ]}    

بحلول 8 يناير، قلّص القمران الصناعيان المسافة بينهما إلى 600 متر. ولتقريب القمر الصناعي المُلاحِق من الهدف، بدأت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) مناورة انجراف نقلته من 500 متر إلى 225 مترًا. إلا أن الانجراف كان أكبر من المتوقع بعد فترة انقطاع الرؤية، ما أدى إلى تأجيل عملية الالتحام للمرة الثانية. ^{[ 28 ] [ 29 ]} وفي 9 يناير، وضعت ISRO القمر الصناعي المُلاحِق على مسار انجراف بطيء لتقريبه من الهدف. وكان من المتوقع أن تبدأ عملية الالتحام في 10 يناير، إلا أنها تأجلت لاحقًا لعدة أيام. ^{[ 30 ]} وبحلول 12 يناير، كان القمران الصناعيان SDX01 وSDX02 على بُعد 15 مترًا من بعضهما. وقامت ISRO بتفعيل أجهزة استشعار التصوير، ما سمح للقمرين الصناعيين بالتقاط صور ومقاطع فيديو لبعضهما البعض. ^{[ 31 ]}

في 13 يناير، حاول القمر الصناعي المُلاحِق الاقتراب من الهدف لمسافة 15 مترًا، ثم لمسافة 3 أمتار. إلا أنه لوحظ تأخير في استقبال الإشارات من مستشعرات التقارب والالتحام أثناء مناورة تقليل المسافة بين القمرين الصناعيين. ولضمان محاذاة القمرين SDX01 وSDX02 بشكل صحيح طوال عملية الالتحام، كانت هذه المستشعرات بالغة الأهمية. وبسبب هذا التأخير، تم تفعيل وضع الأمان تلقائيًا على متن القمر الصناعي لمنع أي تصادم غير مقصود. وقد أدى ذلك إلى إلغاء محاولة الالتحام وزيادة المسافة بين القمرين SDX01 وSDX02 إلى 8 كيلومترات. ^{[ 32 ]}

في 16 يناير، نجحت محاولة الالتحام مجددًا، حيث تمكن القمر الصناعي المستهدف من التقاط القمر الصناعي المُلاحِق للمرة الأولى. ^{[ 33 ]} بدأت المركبة الفضائية المُلاحِقة بالاقتراب من القمر الصناعي المستهدف، مُقلِّلةً المسافة بينهما تدريجيًا إلى بضعة أمتار. ولإتمام عملية الالتحام الذاتي، تم تخفيض السرعات النسبية للمركبتين SDX01 وSDX02 إلى 0.036 كم/ساعة أو 10 مم/ثانية باستخدام صواريخ كبح ومجموعة من أجهزة الاستشعار. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]} بعد اكتمال الالتحام، خططت المهمة لإنشاء وتجربة نقل الطاقة الكهربائية بين المركبتين الفضائيتين. ^{[ 24 ]} كما نجحت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) في التحكم بالقمرين الصناعيين كوحدة واحدة مُكدَّسة بعد الالتحام. ^{[ 37 ]}

في 13 مارس، نجحت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) في فصل قمري سباديكس الصناعيين. ^{[ 38 ] [ 39 ]} بدأت العملية بتمديد مدار القمر الصناعي SDX02، ثم تحرير ذراع الالتقاط رقم 3، وفصل ذراع الالتقاط الخاص بالقمر الصناعي SDX02، وإصدار أمر فك الالتقاط لكلا القمرين الصناعيين. ^{[ 40 ]} وقد أثبتت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) بنجاح جميع القدرات اللازمة لعمليات الالتقاء والالتحام والانفصال في مدار دائري. ^{[ 41 ]} بعد ذلك، دار كل من القمر الصناعي SDX01 والقمر الصناعي SDX02 حول الأرض بشكل مستقل. ^{[ 42 ]}

خططت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) لإجراء سلسلة التجارب التالية وعملية فصل وإعادة التحام أخرى بحلول 15 مارس 2025. ستتم عملية إعادة التحام المركبة الفضائية تلقائيًا. لا يمكن إجراء مثل هذه التجارب إلا خلال فترة وجيزة مدتها 15 يومًا كل شهرين. ^{[ 43 ] [ 44 ]} في 20 أبريل 2025، نجحت ISRO في إثبات عملية التحام المركبتين الفضائيتين SDX01 وSDX02 للمرة الثانية. وعلى عكس محاولة الالتحام الأولى، التي تطلبت تفعيل نقطة تثبيت إضافية يدويًا على مسافة 3 أمتار بين القمرين الصناعيين، فقد تم إنجاز عملية الالتحام الثانية بشكل مستقل تمامًا من مسافة 15 مترًا بين القمرين الصناعيين وحتى الالتحام. ^{[ 45 ] [ 46 ]}

في 28 مارس 2025، تحقق في. نارايانان من أن المركبة الفضائية لم تُكمل نقل الطاقة الكهربائية من قمر صناعي إلى آخر خلال عملية الالتحام الأولى. تم تأجيل التجربة إلى جولة لاحقة بسبب احتمال وجود خلل طفيف في محاذاة منافذ نقل الطاقة في المحاولة الأولى. لا يزال لدى أقمار SpaDeX الصناعية وقود كافٍ لإتمام التجربة. ^{[ 47 ]}

أكملت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) تجربة الدوران ، التي تضمنت دوران قمر صناعي حول قمر آخر والعودة إلى موقعه الأصلي مع الحفاظ على خط الرؤية، في 28 مارس 2025. ^{[ 48 ]} وقد تم التحقق من صحة العديد من البرامج وأجهزة الاستشعار وتقنية تحديد المواقع وتحكم المحطة الأرضية في مناورة الأقمار الصناعية، وغيرها. ستساعد هذه التجربة منظمة ISRO على فهم الخطوات اللازمة لربط الأقمار الصناعية من اتجاهات مختلفة بالموقع المطلوب. بالإضافة إلى ذلك، ستساعد ISRO في تحديد جدوى الالتحام العمودي، وهو ما تم اختباره من خلال عملية التحام أخرى للمركبة الفضائية. ^{[ 49 ]}

في 21 أبريل 2025، أُنجزت بنجاح تجربة نقل الطاقة من القمر الصناعي SDX02 إلى القمر الصناعي SDX01 وبالعكس. في هذه التجربة، تم تزويد أحد عناصر التسخين في المركبة الفضائية بالطاقة من القمر الصناعي الآخر. وقد عمل كل من SDX01 وSDX02 بأقصى كفاءة خلال عملية نقل الطاقة التي استغرقت حوالي 4 دقائق. ^{[ 45 ] [ 50 ]} ثم تم فصل المركبتين الفضائيتين مرة أخرى إلى مدار دائري على ارتفاع 460 كيلومترًا بزاوية ميل 45 درجة. ^{[ 51 ]}

في 3 مايو 2025، أُفيد بأن منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) قد أنجزت بنجاح عملية الالتقاء السريع بين قمرين صناعيين في الفضاء، مُظهرةً بذلك خبرتها وجاهزيتها للدفاع المداري. عند سرعة مدارية بلغت 28,800 كيلومتر في الساعة، تم توجيه القمرين الصناعيين SDX01 وSDX02 إلى نقطة التقاء منسقة وعالية السرعة. اختبرت الأقمار الصناعية أنظمة التحكم المداري، والاتصالات الآنية، والتحكم الذاتي أثناء اقترابها التدريجي من بعضها البعض في ظل ظروف مُحكمة، على غرار التدريب على القتال الجوي. وقد حاكت التجربة دقة المناورة اللازمة في الحرب الفضائية . ^{[ 52 ] [ 53 ]} من منظور دولي، أُجري الاختبار عقب تصريحات أدلى بها نائب رئيس العمليات الفضائية الأمريكية ، الجنرال مايكل غويتلين، في المؤتمر السنوي السادس عشر لبرامج الدفاع في ماك أليس، الذي عُقد في أرلينغتون ، بشأن سعي الصين لتنفيذ عدد من عمليات الاقتراب التي تتحرك فيها الأجسام الفضائية داخل وخارج وحول بعضها البعض بشكل متزامن وتحت السيطرة. ^{[ 54 ] [ 55 ]}

في 23 مايو 2025، أعلنت منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) أن الهدف الأساسي للمهمة، وهو الالتحام، قد تحقق وأن المهمة في مرحلة ممتدة. وستُجرى التجارب باستخدام الأجهزة الثانوية مع الكمية المتبقية من الوقود، وهي 5 كيلوغرامات. ^{[ 56 ]} كما استخدمت ISRO المركبتين الفضائيتين لإجراء اختبارات اتصال مع المحطات الأرضية لنظام الإنذار الآلي (AWS) ضمن برنامج غاغانيان. ^{[ 57 ]}

ستُظهر مهمة SpaDeX بعض التقنيات والأدوات الجديدة لمنظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO).

• بدلاً من تجميع ودمج مركبة الإطلاق في منشأة تجميع وإطلاق المركبات (VALF) وبرج الخدمة المتنقل (MST) على التوالي، تم تجميعها في منشأة دمج PSLV الجديدة (PIF) ونقلها إلى منصة الإطلاق لتقليل الوقت الفاصل بين المهمات. ^{[ 65 ] [ 66 ]}
• تم تطوير واستخدام نظام إرساء طرفي منخفض التأثير ومحايد جنسياً بسرعة اقتراب تبلغ 10 مم/ثانية. ^{[ 64 ]}
• آلية تشغيل لالتقاط كلا القمرين الصناعيين وتثبيتهما في مكانهما بشكل آمن لعمليات الالتحام. ^{[ 67 ]}
• تقنية نقل الطاقة، والذكاء الاصطناعي المدمج لفهم ظروف الأقمار الصناعية. ^{[ 68 ]}
• تم تطوير خوارزميات الالتقاء والالتحام للمركبة الفضائية بواسطة مختبر محاكاة الالتقاء للتحقق من صحة الخوارزميات من خلال المحاكاة في الوقت الفعلي، واختبار أداء آلية الالتحام للمرحلة الأخيرة من الالتحام، ومختبر تجارب الالتحام العمودي لاختبار آليات الالتحام في ظل ظروف مضبوطة. ^{[ 65 ]}
• جهاز تحديد المدى بالليزر وعاكسات زاوية مكعبة لقياس متجه الموقع والسرعة في نطاق 6000 إلى 200 متر. مستشعر الالتقاء لقياس متجه الموقع في نطاق 2000 إلى 250 مترًا ونطاق 250 إلى 10 أمتار. مستشعر التقارب والالتحام لقياس متجه الموقع والسرعة في نطاق 30 مترًا إلى 0.4 متر. مستشعر صور في نطاق 20 إلى 0.5 متر لالتقاط عملية الالتحام. مستشعر دخول الآلية من 8 سم إلى 4 سم للكشف عن دخول SDX01 إلى SDX02. ^{[ 58 ] [ 65 ] [ 63 ]} مقاييس تسارع لقياس السرعة، وجهاز تتبع النجوم لتحديد الوضع. ^{[ 69 ]}
• معالج متكامل لتحديد المدار النسبي وانتشاره (RODP) مع نظام تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية التفاضلي القائم على نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (SPS) لتحديد المواقع والملاحة والتوقيت (PNT). ^{[ 9 ] [ 65 ]} أجهزة إرسال واستقبال VHF / UHF لنقل ومزامنة بيانات متجه الموقع والسرعة عبر وصلة اتصال بين الأقمار الصناعية. ^{[ 64 ]}

دخلت شركة Leaf Space الإيطالية ، التي تقدم حلولاً لخدمات القطاع الأرضي (GSaaS)، في شراكة مع منظمة أبحاث الفضاء الهندية (ISRO) لإنشاء روابط اتصال مع منصة POEM-4 وأقمار SpaDeX الصناعية. وقد أتاح ذلك إمكانية إجراء القياس عن بُعد، وعمليات التحكم، ومراقبة بيانات مهمة SpaDeX بشكل مستمر. ^{[ 70 ]}