تقوم DARPA، وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة المسؤولة عن تطوير التقنيات الناشئة للجيش الأمريكي، ببناء مركبة فضائية جديدة عالية التقنية - وهي مسلحة. في عصر القوة الفضائية و التهديدات المزدهرة مثل الأقمار الصناعية القاتلة، قد لا يبدو هذا مفاجئًا جدًا. لكنك تسيء الفهم. إن المركبة الفضائية الجديدة التابعة لـ DARPA، والتي هي حاليًا "في خضم الأمر" عندما يتعلق الأمر بالتطوير، هي كذلك مسلح. كما هو الحال في، لديها الأسلحة. مثل تلك التي تستخدمها للاستيلاء على الأشياء.
محتويات
- مشكلة مع الأقمار الصناعية
- جزء من الروبوت الماهر، جزء من شاحنة السحب
- تحديات الفضاء
- الإطلاق قاب قوسين أو أدنى
الروبوتات المسلحة ليست جديدة. تنتشر أذرع الروبوت الميكانيكية بشكل متزايد هنا على الأرض. تم استخدام أذرع الروبوت في إجراء عملية جراحية معقدة و الوجه البرغر. تم ربطها بمركبات الاستكشاف تحت سطح البحر، وقد تم استخدامها لاستكشاف حطام السفن المغمورة. لقد اعتادوا على أبواب مفتوحة, نزع فتيل القنابل، و وقف تشغيل محطات الطاقة النووية. إنها متعددة الاستخدامات للغاية. لكن الفضاء مسألة أخرى تماما.
مقاطع الفيديو الموصى بها
مشكلة مع الأقمار الصناعية
لفهم المشكلة، تخيل هذا السيناريو: تشتري سيارة خارقة. إنها تحتوي على كل وسائل الرفاهية الحديثة الممكنة، بدءًا من استخدامها للمواد المتميزة مثل التيتانيوم والكربون مركبات الإيبوكسي المقواة بالألياف إلى المحرك الأفضل في فئته، والذي يصدر صوتًا يشبه أكثر المحركات في العالم هريرة باهظة الثمن. فقط هناك صيد. على الرغم من أن السيارة قد تم تصنيعها لتدوم طويلاً، إلا أنه بمجرد إخراجها من ساحة البيع، لم يعد مسموحًا لك بإصلاحها أو حتى العبث بها. لا شئ. ندى. أَزِيز. ليس من الممكن حتى أخذها إلى محطة الوقود عندما تحتاج إلى التزود بالوقود. مجنون، أليس كذلك؟ حتى أكثر نجوم الرياضة ومغني الراب وتجار الأسلحة الدوليين إسرافًا ربما يفكرون مرتين بشأن هذه "الصفقة".
متعلق ب
- تم تسجيل رقم قياسي فضائي جديد للطاقم في مدار الأرض
- تنشر SpaceX الدفعة الأولى من أقمار Starlink الأكثر قوة
- يقول إيلون موسك إن شركة SpaceX تتطلع إلى إجراء أول اختبار مداري لصاروخ Starship في شهر مارس
وهذا مشابه تمامًا للوضع الذي نعيشه مع بعض الأقمار الصناعية اليوم. ومع أسعارها التي يمكن أن تتجاوز مليار دولار، فإن الأقمار الصناعية المتطورة اليوم تجعل سيارات Bugattis وMcLarens تبدو وكأنها مجرد أشياء بسيطة.
"بالطريقة الحالية التي ندير بها المركبات الفضائية، يتم إطلاقها ثم تظل بمفردها لبقية حياتها،" جو باريش، مدير برنامج وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية (DARPA). الخدمة الروبوتية للأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض (RSGS)، قال للاتجاهات الرقمية. "إذا حدث خطأ ما، أو إذا نفاد الوقود أو بعض المواد الاستهلاكية الأخرى، فلا توجد طريقة أخرى لتحسين تلك المركبات الفضائية - سواء عن طريق إصلاحها أو تجديدها أو وضع قدرات جديدة... ربما بعد مرور 20 عامًا، حيث لم تعد التقنيات المستخدمة فيها هي الأفضل متاح."
وهنا يأتي دور حل DARPA. وقال باريش: "مع RSGS، لدينا مركبة فضائية تشبه القمر الصناعي التجاري، ولكن بها ذراعان آليان". "وتحتوي أذرع الروبوت هذه على أدوات قابلة للتبديل تسمح بمجموعة متنوعة من العمليات المختلفة التي تشمل الإمساك بما نسميه المركبة الفضائية العميلة [وأداء مهام الإصلاح]".
جزء من الروبوت الماهر، جزء من شاحنة السحب
إذا سارت الأمور كما هو مخطط لها، فهذا يعني أنه، لأول مرة في التاريخ، من الممكن تنفيذ مهام "التلاعب الذكي" للمساعدة في تثبيت الأقمار الصناعية في مدار متزامن مع الأرض. ستبقى المركبة الفضائية RSGS في المدار حتى يتم استدعاؤها للعمل. ستنتقل بعد ذلك إلى "المركبة الفضائية العميلة" المعنية، وتلتصق بها بشكل مستقل باستخدام الذكاء الاصطناعي للرؤية الآلية، ثم تبدأ في التحرك إجراء أعمال صيانة خارجية لإطالة عمر هذا القمر الصناعي وتعزيز مرونته وتحسين موثوقيته في المستقبل عمليات. ويمكن استخدامه أيضًا لتثبيت حمولات قائمة بذاتها.
يبلغ طول ذراعي RSGS حوالي 2 متر، أي حوالي ضعف طول ذراع الإنسان البالغ. وبدلاً من اليد البشرية ذات الأصابع الخمسة، تم تجهيزها بسلسلة من الأدوات القابلة للتبديل المتخصصة لأي مهمة من المفترض أن تقوم بها. قد تتضمن هذه المهام دفع مصفوفة شمسية أو هوائي عالق هنا أو هناك.
ويمكنه حتى أن يمسك بالأقمار الصناعية المحتضرة ويسحبها، مثل "نوع من شاحنة السحب"، إلى مدار المقبرة على ارتفاع 300 كيلومتر فوق المدار الثابت بالنسبة للأرض. وقال باريش إن هذا قد يسمح لشركات الأقمار الصناعية بإطالة عمر أصولها الفضائية "بضع سنوات أخرى".
"تخيل التجميد، والذوبان، والتجميد، والذوبان، والتجميد، والذوبان، مرارًا وتكرارًا."
وقال: "عادة ما يحدث مع المركبات الفضائية المستقرة بالنسبة للأرض هو نفاد ما يسمى وقود حفظ المحطة". "هذا هو الوقود الذي يبقيهم في مكانهم، بحيث يظل القمر الصناعي المتمركز فوق الولايات المتحدة أو الشرق الأوسط أو أينما يؤدي وظيفته هناك. ويتطلب ذلك كمية معينة من الوقود كل عام لاستخدامها كوقود دافع. في النهاية، ينفد الوقود منها، عادةً بعد 15 إلى 20 عامًا من عمرها. ثم من المفترض أن يتم التخلص منها عن طريق الانتقال إلى مدار مختلف، والابتعاد عن الطريق حتى تتمكن مركبة فضائية أخرى من الدخول إلى تلك الفتحة المدارية في مدار متزامن مع الأرض.
ولهذا السبب، تحتفظ الأقمار الصناعية بكمية إضافية من الوقود، مما يسمح لها بالقيام بهذه الرحلة النهائية. وبدلاً من ذلك، قال باريش إنه يمكن استخدام RSGS لنقل الأقمار الصناعية البائدة إلى مثواها الأخير بعد أن تستهلك كل قطرة أخيرة من وقود حفظ المحطة.
تحديات الفضاء
لا شيء من هذا واضح ومباشر بالطبع. وأوضح باريش بعض التحديات التي تواجه بناء وإطلاق أول مركبة فضائية تابعة لـ RSGS. لسبب واحد، الفضاء هو بيئة غير مضيافة إلى حد كبير. حتى بالمقارنة مع بعض التضاريس الأكثر خطورة على الأرض، فإن المدار الثابت بالنسبة للأرض يأتي مع عدد كبير من التحديات الجديدة.
وقال: "[أنت] تنتقل من درجة حرارة تؤدي إلى غليان الماء إلى درجة حرارة أقل بكثير من درجة حرارة قد تؤدي إلى تجميد الماء". "يحدث هذا مرات عديدة خلال المهمة. تخيل التجميد، والذوبان، والتجميد، والذوبان، والتجميد، والذوبان، مرارًا وتكرارًا. تختلف درجات الحرارة القصوى تمامًا عما قد تواجهه في بيئة المختبر.
هناك أيضًا مسألة الضرر الناجم عن الإشعاع الجوي، في حين أن فراغ الفضاء يعني أن الطرق التقليدية لتشحيم المكونات مثل المحركات والتروس لن تنجح ببساطة. سيتم غليان أي مواد تشحيم مستخدمة في أذرع الروبوت التقليدية في لحظة.
"اتضح من الناحية العملية أن البشر يواجهون صعوبة كبيرة في تشغيل الروبوتات عن بعد مع هذا القدر من التأخير الزمني."
ثم هناك التحدي المتمثل في مناورة المركبة الفضائية RSGS في المدار. تمثل الأقمار الصناعية أشياء كثيرة، ولكن الشيء الوحيد الذي لا تتمتع به هو أنها ذكية بشكل خاص وقادرة على التحرك مثل السيارات على الطريق السريع. ومع ذلك، فإن RSGS ليس قمرًا صناعيًا عاديًا. وأوضح باريش: "إننا نحمل محركات دفع إضافية ووقودًا إضافيًا يجعلنا أكثر قدرة على المناورة من مركبة فضائية نموذجية".
يتم التحكم في الروبوت باستخدام مزيج من التكنولوجيا المستقلة والتعليمات خطوة بخطوة التي يبرمجها الإنسان. تم نسف خطط استخدام التحكم عن بعد بسبب التأخير الزمني في إرسال التعليمات على ارتفاع 37000 كيلومتر فوق الأرض.
وقال باريش: "اتضح من الناحية العملية أن البشر يواجهون صعوبة كبيرة في تشغيل الروبوتات عن بعد مع هذا القدر من التأخير الزمني". "يمكنهم التعامل مع ربع ثانية من التأخير الزمني من وقت إدخال شيء ما إلى الوقت الذي يرون فيه الروبوت يتحرك في هذا الاتجاه لتنفيذ الأمر. ثانيتان نوعًا ما تمنعنا من القدرة على التحكم في الروبوت.
الإطلاق قاب قوسين أو أدنى
في الوقت الحاضر، يعمل الفريق بجد على بناء أذرع الروبوت، بالإضافة إلى تطوير مكونات المشروع الأخرى مثل أدوات الإمساك المختلفة والكاميرات الموجودة على متن الطائرة. ومن المقرر إجراء الاختبار في أواخر العام المقبل أو أوائل عام 2022. وبعد ذلك، تتمثل الخطة في إطلاق الروبوت الميكانيكي إلى المدار في عام 2023. وقال باريش: "قد يبدو هذا بعيد المنال بالنسبة للبعض، ولكن بالنسبة لي كمدير للمشروع، فهو قاب قوسين أو أدنى".
فيديو مفهوم الخدمة الروبوتية للأقمار الصناعية المتزامنة مع الأرض (RSGS).
لا تتوقع أن يبقى وحيدًا، رغم ذلك. وقال: "نأمل أنه في حالة نجاح أول RSGS، فإن ذلك سيؤدي إلى ظهور العديد من الأقمار الصناعية الإضافية".
ومع عدم وجود نقص في الأقمار الصناعية الموجودة حاليًا في المدار، ومع وجود الكثير من الأقمار الصناعية التي سيتم إطلاقها في المستقبل القريب، فمن المرجح أن يكون هذا الروبوت واحدًا ليس لديه نقص في العمل المتاح.
توصيات المحررين
- يمكن لهذا الروبوت الرائع المتغير الشكل أن يتوجه يومًا ما إلى المريخ
- تعمل الأقمار الصناعية مثل Starlink التابعة لشركة SpaceX على تعطيل عمليات رصد هابل
- لن يصل القمر الصناعي Lunar Flashlight التابع لناسا إلى مداره المخطط له
- يعود قمر صناعي كبير لناسا إلى الأرض بعد عقود من بقائه في المدار
- شاهد صاروخ SpaceX يندفع إلى المدار ويعود خلال 90 ثانية
