محطة الفضاء الحرية

حرية

تصور فني بواسطة توم بوزبي لتصميم محطة الفضاء فريدوم المقترحة في أوائل عام 1991. تتوفر أيضًا نسخة موضحة من هذه الصورة .
إحصائيات المحطة
طاقم	4
حالة المهمة	مشروع تم تحويله إلى محطة فضاء دولية
الحجم المضغوط	878 م 3 (31000 قدم مكعب)
ارتفاع نقطة الحضيض	400 كم (250 ميل)
ارتفاع الأوج	400 كم (250 ميل)
الميل المداري	28.5 درجة

كانت محطة الفضاء فريدوم مشروعًا متعدد الجنسيات بقيادة وكالة ناسا تم اقتراحه في ثمانينيات القرن العشرين لبناء محطة فضائية مأهولة بشكل دائم في مدار أرضي منخفض . وعلى الرغم من الموافقة الأولية من قبل الرئيس رونالد ريجان والإعلان العام في خطاب حالة الاتحاد لعام 1984 ، واجه المشروع الطموح تخفيضات كبيرة في الميزانية والتأخيرات. في النهاية، تطورت نسخة مصغرة من فريدوم إلى الجزء المداري الأمريكي (USOS) من محطة الفضاء الدولية (ISS).

بحلول الوقت الذي تم فيه إلغاء المشروع، كانت وكالة ناسا قد استثمرت بالفعل ما يقرب من 11 مليار دولار في محطة الفضاء فريدوم ، ومع ذلك فإن بعض هذا العمل من شأنه أن يفيد محطة الفضاء الدولية. وكما كان متصورًا في الأصل، كانت المحطة لتكون مشروعًا تعاونيًا يضم أربع وكالات فضائية مشاركة: ناسا ( الولايات المتحدة )، و NASDA ( اليابان )، و ESA ( أوروبا )، و CSA ( كندا ). سيستمر نفس الشركاء في بناء USOS، لكن برنامج محطة الفضاء الدولية شمل أيضًا وكالة روسكوزموس الروسية التي ساهمت بخبرتها الكبيرة في بناء وتشغيل محطات الفضاء خلال برنامج مير وساليوت لبناء الجزء المداري الروسي .

مع بدء برنامج أبولو في التراجع في أواخر الستينيات، ظهرت العديد من المقترحات لما ينبغي أن يتبعه. ومن بين المقترحات العديدة، الكبيرة والصغيرة، ظهرت ثلاثة موضوعات رئيسية. وكان من أبرزها إرسال بعثة مأهولة إلى المريخ ، باستخدام أنظمة لا تختلف عن تلك المستخدمة في أبولو. كما كانت محطة الفضاء الدائمة هدفًا رئيسيًا، سواء للمساعدة في بناء المركبة الفضائية الكبيرة اللازمة لمهمة المريخ وكذلك للتعرف على العمليات طويلة الأمد في الفضاء. وأخيرًا، كانت مركبة لوجستية فضائية تهدف إلى إطلاق أطقم وشحنات رخيصة الثمن إلى تلك المحطة.

في أوائل سبعينيات القرن العشرين، عرض سبيرو أجنو هذه الخطط العامة على الرئيس نيكسون ، الذي كان يعاني من عجز كبير في الميزانية الفيدرالية. وعندما قدم المفاهيم الثلاثة، طلب منه نيكسون اختيار واحد. وبعد الكثير من المناقشات، اختارت وكالة ناسا مركبة النقل اللوجستي الفضائية، والتي كانت تُعرف في ذلك الوقت باسم مكوك الفضاء . وزعموا أن المكوك من شأنه أن يخفض تكاليف إطلاق البضائع إلى الحد الذي يجعل بناء المحطة أقل تكلفة.

من هذه النقطة فصاعدًا، لم تتغير هذه الخطط بشكل جدي، على الرغم من التغييرات الجذرية في بيئة التمويل وإعادة تصميم مفهوم المكوك بالكامل. في أوائل الثمانينيات، مع اكتمال المكوك الفضائي ، اقترحت وكالة ناسا إنشاء محطة فضائية كبيرة مأهولة بشكل دائم، والتي أطلق عليها مدير وكالة ناسا آنذاك جيمس إم بيجز "الخطوة المنطقية التالية" في الفضاء. من بعض النواحي، كان من المفترض أن تكون هذه المحطة بمثابة الرد الأمريكي على محطة مير السوفييتية .

خططت وكالة ناسا أن تعمل المحطة، التي أطلق عليها فيما بعد اسم محطة الفضاء الحرية ، كمتجر إصلاح مداري للأقمار الصناعية ، ونقطة تجميع للمركبات الفضائية ، ومركز مراقبة لعلماء الفلك ، ومختبر للجاذبية الصغرى للعلماء، ومصنع للجاذبية الصغرى للشركات.

أعلن ريغان عن خططه لبناء محطة الفضاء الحرية في عام 1984، قائلاً: "يمكننا أن نتبع أحلامنا إلى النجوم البعيدة، ونعيش ونعمل في الفضاء لتحقيق مكاسب اقتصادية وعلمية سلمية".

وفي أعقاب الإعلان الرئاسي، بدأت وكالة ناسا مجموعة من الدراسات لتحديد الاستخدامات المحتملة لمحطة الفضاء، سواء في البحث أو في الصناعة، في الولايات المتحدة أو في الخارج. وقد أدى هذا إلى إنشاء قاعدة بيانات لآلاف البعثات والحمولات المحتملة؛ كما أجريت دراسات بهدف دعم البعثات الكوكبية المحتملة، وكذلك تلك الموجودة في مدار أرضي منخفض .

تضمنت العديد من بعثات المكوك الفضائي في الثمانينيات وأوائل التسعينيات عمليات سير في الفضاء لإظهار واختبار تقنيات بناء محطة الفضاء. بعد إنشاء التصميم الأساسي الأولي، تطور المشروع على نطاق واسع، ونما نطاقه وتكلفته.

في أبريل 1984، أنتج مكتب برنامج محطة الفضاء الذي تم إنشاؤه حديثًا في مركز جونسون للفضاء أول تكوين مرجعي؛ وكان هذا التصميم بمثابة خط أساس لمزيد من التخطيط. كان التصميم المختار هو "برج الطاقة"، وهو عبارة عن عارضة مركزية طويلة مع وجود معظم الكتلة في كلا الطرفين. من شأن هذا الترتيب أن يوفر استقرارًا كافيًا لتدرج الجاذبية للحفاظ على محاذاة المحطة مع العارضة الموجهة نحو الأرض، مما يقلل من الحاجة إلى إطلاق الدافعات. تضمنت معظم التصميمات مجموعة من الوحدات في الطرف السفلي ومجموعة من المصفوفات الشمسية المفصلية في الطرف العلوي. كما احتوت أيضًا على حجرة خدمة. في أبريل 1985، اختار البرنامج مجموعة من المقاولين لإجراء دراسات التعريف والتصميم الأولي؛ تم إجراء العديد من المقايضات في هذه العملية، وموازنة تكاليف التطوير الأعلى مقابل انخفاض تكاليف التشغيل طويلة الأجل.

في الوقت نفسه، في أواخر عام 1986، أجرت وكالة ناسا دراسة حول خيارات التكوين الجديدة لتقليل تكاليف التطوير؛ تراوحت الخيارات المدروسة من استخدام محطة من نوع سكاي لاب إلى التطوير التدريجي لتكوين ثنائي العارضة. تضمن هذا النهج تقسيم التجميع إلى مرحلتين؛ ستوفر المرحلة الأولى الوحدات المركزية والذراع المستعرض، ولكن بدون عارضات. سيتم تعزيز مجموعات الطاقة الشمسية لضمان توفير 75 كيلو وات من الطاقة، وتم تأجيل المنصة القطبية ومرفق الخدمة مرة أخرى. خلصت الدراسة إلى أن المشروع قابل للتطبيق، حيث يقلل من تكاليف التطوير مع تقليل التأثيرات السلبية، وتم تسميته بالتكوين الأساسي المنقح. كان من المفترض أن تبلغ تكلفة تطوير هذا المشروع 15.3 مليار دولار أميركي (بأسعار السنة المالية 1989) وطاقة الرياح القصوى في الربع الأول من عام 1994. وقد أقر المجلس الوطني للبحوث هذا التخطيط الجديد في سبتمبر/أيلول 1987، والذي أوصى أيضاً بضرورة دراسة الأهداف الوطنية طويلة الأجل قبل الالتزام بأي تصميم محدد للمرحلة الثانية.

خلال عامي 1986 و1987، أجريت دراسات أخرى مختلفة حول مستقبل برنامج الفضاء الأمريكي؛ وكانت نتائج هذه الدراسات تؤثر غالبًا على محطة الفضاء، وتم دمج توصياتها في خط الأساس المنقح حسب الضرورة. كانت إحدى نتائج هذه الدراسات تحديد خط الأساس لبرنامج المحطة الفضائية بحيث يتطلب خمس رحلات مكوكية سنويًا للعمليات والخدمات اللوجستية، مع تدوير أربعة أفراد من الطاقم في كل مرة بهدف تمديد أوقات الإقامة الفردية إلى 180 يومًا.

وقعت وكالة ناسا عقودًا نهائية مدتها عشر سنوات لتطوير محطة الفضاء في سبتمبر 1988، وكان المشروع قد انتقل أخيرًا إلى مرحلة تصنيع الأجهزة. تم تصميم المحطة مع وضع عمر افتراضي يبلغ ثلاثين عامًا في الاعتبار. ^[1]

تم تعديل تصميم محطة الفضاء فريدوم بشكل طفيف في أواخر عام 1989 بعد تخفيض ميزانية البرنامج للعام المالي 1990 مرة أخرى - من 2.05 مليار دولار إلى 1.75 مليار دولار - عندما وجد أن التصميم يزيد عن الوزن بنسبة 23٪ ويتجاوز الميزانية، ومعقد للغاية للتجميع، ويوفر القليل من الطاقة لمستخدميه. دعت مبادرة استكشاف الفضاء لعام 1990 إلى بناء محطة الفضاء فريدوم . وبالتالي طالب الكونجرس بإعادة التصميم مرة أخرى في أكتوبر 1990، وطلب المزيد من تخفيضات التكاليف بعد خفض ميزانية العام المالي 1991 من 2.5 مليار دولار إلى 1.9 مليار دولار. كشفت وكالة ناسا عن تصميم محطة الفضاء الجديدة في مارس 1991.

وقد أدت التخفيضات المتكررة في الميزانية إلى تأجيل الإطلاق الأول لمدة عام، حتى مارس/آذار 1995. وكان من المقرر أن تكون المحطة مأهولة بشكل دائم من يونيو/حزيران 1997 فصاعداً، وأن تكتمل في فبراير/شباط 1998.

في عام 1993، وبعد المزيد من الدعوات لإعادة تصميم المحطة مرة أخرى لتقليل التكاليف وإشراك المزيد من المشاركة الدولية، ^[2] تم اختيار الخيار الذي أصبح يُعرف باسم محطة الفضاء "ألفا" (من بين ثلاثة مفاهيم متنافسة)، ^{[3] [4]} باستخدام 75 في المائة من تصميمات الأجهزة المخصصة في الأصل لبرنامج فريدوم. ^[5] أدى تصاعد تكلفة المشروع والصعوبات المالية في روسيا إلى إحاطة بين وكالة ناسا ومنظمة إن بي أو إنيرجيا بشأن مير-2 في نفس العام، مما أدى إلى خيار يُعرف لفترة وجيزة باسم ألفا الروسية (RAlpha). ^[6]

في أواخر عام 1993، تم دمج فريدوم ومير -2 والوحدات الأوروبية واليابانية في محطة فضاء دولية واحدة ألفا (ISSA)، مع حذف ألفا من الاسم داخليًا بحلول أوائل عام 1995. ^[7] في يوليو 1995، صدر قانون تفويض محطة الفضاء الدولية لعام 1995، تقرير مجلس النواب إلى الكونجرس الأمريكي ولم تعد الأسماء فريدوم وألفا وإيسا موجودة. ^[8] بحلول هذا الوقت، أصبحت الأجهزة المخصصة لمحطة الفضاء فريدوم، ثم ألفا، والتي تم تصميمها وبناؤها بالفعل أو كانت قيد التطوير، حوالي 10 في المائة، جزءًا من محطة الفضاء الدولية.

أدى التقليل من تقديرات وكالة ناسا لتكاليف برنامج المحطة وعدم رغبة الكونجرس الأمريكي في تخصيص التمويل اللازم للمحطة الفضائية إلى تأخير تصميم وبناء فريدوم ؛ فقد تم إعادة تصميمها وإعادة تحديد نطاقها بانتظام. بين عامي 1984 و1993، خضعت لسبع عمليات إعادة تصميم رئيسية، وفقدت قدرتها وقدراتها في كل مرة. وبدلاً من إكمالها في عقد من الزمان، كما توقع ريغان، لم يتم بناء فريدوم أبدًا، ولم يتم إطلاق أي مكوك كجزء من البرنامج.

بحلول عام 1993، أصبحت فريدوم غير قابلة للتطبيق سياسيًا؛ فقد تغيرت الإدارة، وكان الكونجرس قد سئم من دفع المزيد من الأموال لبرنامج المحطة. بالإضافة إلى ذلك، كانت هناك أسئلة مفتوحة حول الحاجة إلى المحطة. أدت عمليات إعادة التصميم إلى خفض معظم القدرة العلمية بحلول هذه المرحلة، وانتهى سباق الفضاء في عام 1975 بمشروع اختبار أبولو-سويوز . قدمت وكالة ناسا عدة خيارات للرئيس كلينتون ، ولكن حتى أكثرها محدودية كان لا يزال يُنظر إليه على أنه مكلف للغاية. في يونيو 1993، فشل تعديل لإزالة تمويل محطة الفضاء من مشروع قانون مخصصات ناسا بفارق صوت واحد في مجلس النواب . ^[9] في أكتوبر من ذلك العام، وافق اجتماع بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الروسية على دمج المشاريع في ما سيصبح محطة الفضاء الدولية. واجه دمج المشروع معارضة من ممثلين مثل تيم رومر الذي خشي أن تنتهك روسيا اتفاقية نظام التحكم في تكنولوجيا الصواريخ وشعر أن البرنامج مكلف للغاية. ^[10] لم يمر مشروع القانون المقترح في الكونجرس.

في عام 1993، أعلنت إدارة كلينتون عن تحويل محطة الفضاء فريدوم إلى محطة الفضاء الدولية (ISS). أشرف مدير وكالة ناسا دانييل جولدين على إضافة روسيا إلى المشروع. لاستيعاب الميزانيات المخفضة، تم تقليص تصميم المحطة من 508 إلى 353 قدمًا مربعًا (47 إلى 33 مترًا ^مربعًا )، وتم تقليص سعة طاقم الجزء الذي توفره وكالة ناسا من 7 إلى 3 (بينما كانت المحطة الكاملة مأهولة في البداية بستة أفراد، فقد زادت في النهاية إلى 7 ^[11] )، وتم تقليص وظائف المحطة. ^[12] تم إطلاق أول مكون لها في المدار في عام 1998، ^[13] مع وصول أول المقيمين الدائمين في نوفمبر 2000. ^[14]

• مبادرة استكشاف الفضاء
• إتش إل-20

• لين راجسديل ، "برنامج الفضاء الأميركي في عهد ريغان وبوش"، في كتاب " رحلات الفضاء وأسطورة الزعامة الرئاسية" للمحررين روجر لاونيوس وهوارد مكوردي (شامبين، إلينوي: مطبعة جامعة إلينوي، 1997).
• جيمس أوبيرج ، مدارات متقاطعة: داخل التحالف الفضائي الأمريكي الروسي (نيويورك: ماكجرو هيل، 2001)
• وكالة ناسا TM-109725 - استجابة برنامج محطة الفضاء للميزانيات المخفضة للعام المالي 1988 و1989

• موقع محطة الفضاء الدولية التابعة لوكالة ناسا
• مراحل تصميم محطة الفضاء الدولية
• يقدم هذا الفيديو سلسلة من اللقطات والتسلسلات التي تتضمن تصويرًا نموذجيًا لتصميم محطة الفضاء الدولية عام 1990. فيديو رسمي من وكالة ناسا.
• فيلم وثائقي من إنتاج وكالة ناسا عن محطة الفضاء الحرية المقترحة.
• محطة الفضاء الحرة - رسومات الكمبيوتر والتجميع المبكرة (1990)
• التحليل الديناميكي لمحطة الفضاء الدولية
• مرحبًا! ما هي محطة الفضاء الحرة؟ - فيلم وثائقي من إنتاج وكالة ناسا عام 1992
• محطة الفضاء الحرية، مارك ويد، رائد الفضاء