احداث پمپ بنزین در فضا!

از آغاز عصر فضا با پرتاب اسپوتنیک 1 در سال 1957، انسان ها بیش از 15000 ماهواره را به مدار فرستاده اند که بیش از نیمی از آنها هنوز فعال هستند. بقیه آنها یا پس از اتمام سوخت و پایان عمر مفید خود در جو زمین سوخته اند یا همچنان به عنوان ضایعات فلزی بیهوده به دور سیاره ما می چرخند.

به گزارش ایسنا، زباله های فضایی تهدیدی برای ایستگاه فضایی بین المللی و سایر ماهواره ها هستند، به طوری که آژانس فضایی اروپا تخمین می زند که بیش از 640 برخورد یا رویداد غیرعادی منجر به تکه تکه شدن این ماهواره ها شده است.

هاله ای از زباله های فضایی در اطراف سیاره ما شکل گرفته است که 36500 تای آن بزرگتر از 10 سانتی متر و 130 میلیون آن تا یک سانتی متر است. پاکسازی این زباله ها پرهزینه و پیچیده است و در حالی که برنامه های متعددی برای انجام این کار در حال انجام است، هنوز هیچ نتیجه ملموسی به دست نیامده است.

یکی از راه‌های مقابله با این مشکل، توقف تولید زباله بیشتر است که با سوخت‌گیری مجدد ماهواره‌ها به جای از کار انداختن آنها در صورت تمام شدن برق، امکان‌پذیر است.

دانیل فابر، مدیرعامل Orbit Fab می‌گوید: «در حال حاضر، نمی‌توانید به ماهواره‌ها در مدار سوخت‌رسانی کنید. اما شرکت او در کلرادو می‌خواهد آن را تغییر دهد.

فابر توضیح می‌دهد: «وقتی سوخت ماهواره‌ها تمام می‌شود، نمی‌توانید آنها را در مکان مناسب در مدار نگه دارید، و آنها به زباله‌های خطرناکی تبدیل می‌شوند که با سرعت بسیار بالا در اطراف شناور می‌شوند و خطر برخورد وجود دارد». در همین حال، کمبود سوخت یک الگوی کامل ایجاد می‌کند که براساس آن افراد مأموریت‌های فضاپیمای خود را برای به حداقل رساندن جابجایی طراحی می‌کنند.

این بدان معناست که ما نمی‌توانیم کامیون‌های یدک‌کش را در مدار داشته باشیم تا از شر هر زباله‌ای که اتفاقاً باقی می‌ماند خلاص شویم. ما نمی توانیم تعمیر و نگهداری انجام دهیم و حتی نمی توانیم چیزی را ارتقا دهیم. اگر چیزی بشکند، نمی توانیم آن را بررسی کنیم. خیلی کارها وجود دارد که ما نمی توانیم انجام دهیم و به صورت بسیار محدود عمل می کنیم. اینها مواردی است که ما سعی داریم برای آنها راه حل ارائه کنیم.

جراحی فضایی

مفهوم سوخت‌گیری و سرویس‌دهی به ماهواره‌ها در مدار در سال 2007 توسط ناسا پیشنهاد شد، زمانی که این سازمان با همکاری دارپا (آژانس پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی) و بوئینگ، مأموریت Orbital Express را به فضا فرستاد. در این ماموریت دو ماهواره مورد هدف قرار گرفت. که با موفقیت لنگر را به یکدیگر متصل کرده و عملیات سوخت گیری را انجام دادند. بعدها، ناسا روی ماموریت سوخت‌گیری رباتیک (RRM) کار کرد و چالش‌های سوخت‌گیری ماهواره‌های موجود را بیشتر بررسی کرد.

این آژانس اکنون روی OSAM-1 کار می کند، که قرار بود در سال 2026 پرتاب شود و تلاش خواهد کرد تا لندست-7، یک ماهواره رصد زمین که سوخت آن تمام شده است، سوخت گیری کند. .

فابر می گوید: این ماموریت سوخت رسانی به ماهواره هایی است که برای سوخت گیری آماده نشده اند. بنابراین باید تحت عمل جراحی قرار گیرند. آنها باید بریده شوند تا به لوله های سوخت دسترسی پیدا کنند. این امکان تعمیرات ماهواره را فراهم می کند، اما هزینه دارد. ناسا اعلام کرد که ماموریت OSAM-1 در مجموع حدود دو میلیارد دلار هزینه خواهد داشت.

Orbit Fab هیچ برنامه ای برای رسیدگی به ناوگان ماهواره های موجود ندارد. در عوض، می‌خواهد روی آنهایی که هنوز راه‌اندازی نشده‌اند تمرکز کند و آنها را به یک درگاه استاندارد به نام RAFTI مجهز کند، یک درگاه انتقال مایع با اتصال سریع که به طور چشمگیری عملیات سوخت‌گیری را ساده‌تر می‌کند و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.

فابر می‌گوید: «کاری که ما به دنبال انجام آن هستیم، ایجاد یک تغییر کم هزینه است. هنوز هیچ بندر سوخت‌گیری تجاری برای سوخت‌گیری ماهواره‌ها در مدار وجود ندارد. با وجود تمام رویاهای بزرگی که در مورد اقتصاد فضایی پر جنب و جوش داریم، چیزی که واقعاً روی آن کار می کنیم، درپوش مخزن سوخت است. ما یک شرکت تولید کننده درب مخزن سوخت هستیم.

Orbit Fab که خود را «پمپ بنزین در فضا» معرفی می‌کند، روی سیستمی کار می‌کند که شامل یک بندر سوخت، سوخت‌گیری شاتل‌هایی است که سوخت را به ماهواره‌های نیازمند می‌رسانند و تانکرهای مداری یا پمپ بنزین‌هایی که شاتل‌ها می‌توانند از آنها سوخت‌گیری کنند. این شرکت برای تحویل هیدرازین در مدار که رایج ترین پیشران ماهواره ای است، قیمتی 20 میلیون دلاری اعلام کرده است.

در سال 2018، این شرکت دو سکوی آزمایشی را برای آزمایش رابط ها، پمپ ها و لوله کشی به ایستگاه فضایی بین المللی راه اندازی کرد. در سال 2021، Tanker-001 Tenzing را راه اندازی کرد، مخزن سوختی که طراحی سخت افزاری فعلی را داشت.

پرتاب بعدی این شرکت برای سال 2024 برنامه ریزی شده است. فابر می گوید: “ما در حال تحویل سوخت در مدار زمین ثابت برای ماموریتی به رهبری آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی هستیم.”

اولین مشتری خصوصی Orbit Fab Astroscale است، یک شرکت خدمات ماهواره ای ژاپنی که اولین ماهواره طراحی شده برای سوخت گیری را توسعه داد. این ماهواره که LEXI نام دارد به پورت های RAFTI مجهز است و قرار است در سال 2026 به فضا پرتاب شود.

یک رویکرد اصلی

به گفته سیمون دامیکو، استادیار فضانوردی در دانشگاه استنفورد، که به OrbitFab وابسته نیست، ارائه خدمات در مدار یکی از کلیدهای تضمین توسعه ایمن و پایدار فضا است.

او می پرسد: آیا می توانید زیرساخت های زمین، جاده ها و شهرها را بدون پمپ بنزین و تعمیرگاه خودرو تصور کنید؟ آیا می توانید اتومبیل یا هواپیماهای یکبار مصرف را تصور کنید؟ توسعه زیرساخت های فضایی و گسترش دارایی های فضایی در حال رسیدن به مرحله حساسی است که دیگر بدون تغییر پارادایم پایدار نیست.

دامیکو می افزاید که دلایل زیادی وجود دارد که چرا این اتفاق زودتر رخ نداده است، از جمله این که تا همین اواخر با توجه به تعداد محدود فضاپیماها و این واقعیت که فناوری سرویس دهی در مدار اخیراً از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شده است. این نیاز درک نشد.

در ابتدا، OrbitFab قصد دارد بازار خود را به عنوان تامین کننده سوخت برای شرکت هایی مانند AstroSkill که در حال برنامه ریزی برای بازرسی، تعمیر و ارتقای ماهواره های موجود در مدار یا جمع آوری زباله های فضایی هستند، پیدا کند. به گفته فابر، موفقیت در این زمینه می‌تواند شرکت‌های مخابراتی بزرگی را که تعداد زیادی از ماهواره‌ها را کار می‌کنند متقاعد کند تا تجارت خود را متحول کنند و سوخت‌گیری و سرویس‌دهی را بپذیرند.

وی افزود: پس از مشخص شدن الگوی ارسال و تحویل سوخت در مدار، مرحله بعدی شروع به ساخت سوخت در آنجا است.

او می‌گوید ظرف 10 یا 15 سال می‌خواهیم پالایشگاه‌هایی در مدار بسازیم و مواد پرتاب‌شده را به طیف وسیعی از مواد شیمیایی که مردم می‌خرند تبدیل کنیم. ما می خواهیم تامین کننده مواد شیمیایی صنعتی برای صنعت هوافضای تجاری در حال ظهور باشیم.