تقترب مستودعات الوقود الدافعة المدارية من الواقع من خلال اختبارات ناسا للمقرنة المبردة
لا يواجه السفر إلى الفضاء تحديًا واحدًا بل العديد من التحديات. وأهم هذه المتطلبات هو شرط أن تحمل المركبة الفضائية إمدادات الوقود بالكامل منذ لحظة الإطلاق. إنها النسخة النهائية من التعبئة الزائدة لرحلة برية. ولكن ماذا لو أمكن للبعثات المستقبلية أن تتوقف لتمتلئ بدلاً من ذلك؟ كشفت وكالة الفضاء الأميركية مؤخراً عن معلم رئيسي في سعيها لبناء «محطات وقود» في المدار. تعمل وكالة ناسا على تطوير واختبار جهاز متخصص يُطلق عليه اسم “المقرنة المبردة” لتمكين مهام استكشاف الفضاء السحيق المستقبلية من التزود بالوقود في مستودعات الوقود الدافعة المدارية. تم تصميم هذه الأجهزة المتخصصة لتوصيل المركبات الفضائية بشكل آمن بمستودعات الوقود الدافعة المدارية. فهو يتيح النقل الآلي للسوائل فائقة البرودة مثل الهيدروجين السائل والأكسجين السائل المبرد إلى مئات الدرجات تحت الصفر. قال ترافيس بيلشر، مدير مشروع المقرنة المبردة في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هانتسفيل، ألاباما: “لم يتم بعد إعادة التزود بالوقود المبرد في المدار بين مركبتين فضائيتين، ويظل أحد أصعب التحديات الهندسية في رحلات الفضاء”. وأضاف بيلشر: “تعد عمليات نقل الوقود الدافع ضرورية لأنواع المهام التي تريد ناسا القيام بها في المستقبل، لذا فإن تطوير قارنة يمكنها التعامل مع الوقود الدفعي شديد البرودة يعد خطوة حاسمة نحو جعل هذه القدرة حقيقية”. اختبار ناسا للمقرنة المبردة إن عملية نقل السائل المبرد في الفراغ صعبة للغاية، خاصة عند التعامل مع الهيدروجين السائل والأكسجين السائل. وهذه المواد التي يجب حفظها عند درجة حرارة مئات الدرجات تحت الصفر فهرنهايت لتبقى مستقرة. إذا فشلت الأختام أو أصبحت المواد هشة وتحطمت تحت الصدمة الحرارية، فإن المهمة بأكملها معرضة للخطر. إن أجهزة التزود بالوقود الأرضية المصممة لصواريخ نظام الإطلاق الفضائي لبرنامج Artemis لا يمكنها ببساطة أن تعمل في بيئة مدارية. هذه القارنات ثقيلة، ومصممة بحيث يمكن فصلها أثناء الاهتزاز العنيف للإطلاق. في المدار، هناك حاجة إلى شيء أخف وزنًا وأنظف ومؤتمتًا بالكامل. تم تطوير المُقرنة المبردة الجديدة بالشراكة مع L3Harris، لتكون المعادل المداري للفوهة الموجودة في مضخة الوقود. سيكون قادرًا على ربط سفينتين وإنشاء جسر آمن مانع للتسرب بينهما. قال بيلشر: “يمكن للمقرنات المبردة التي نعمل عليها أن يتم ربطها وفصلها عدة مرات، وهي آلية بالكامل، لذلك لن يضطر رواد الفضاء إلى القيام بالسير في الفضاء لنقل الوقود الدافع”. “لقد تم تصميمها بدقة لتتحمل المساحة والحجم المناسب لتصميمات الخزانات المتوقعة.” خلال الاختبارات الأخيرة التي أجريت في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا، استخدم المهندسون طاولة روبوتية لمحاكاة تحديات العالم الحقيقي المتمثلة في إرساء مركبتين فضائيتين ضخمتين ومتحركتين في المدار. في الفضاء، نادرًا ما تصطف المركبات بشكل مثالي. ومن ثم، قام الفريق عمدًا بإنشاء سيناريوهات إرساء غير محاذية لإثبات أن قارنة التوصيل لا تزال قادرة على الضبط والاتصال بشكل آمن والحفاظ على ختمها حتى عندما تكون منحرفة قليلاً. الاختبار يضع الأساس للمستقبل أجرى فريق ناسا وL3Harris المشترك أيضًا اختبارًا حراريًا على المبرد عن طريق تشغيل النيتروجين السائل عند درجة حرارة -321 درجة فهرنهايت من خلال العديد من الإعدادات المتصلة وغير المتصلة. قامت هذه الاختبارات بتقييم كيفية تعامل الأجهزة والأختام وتدفق السوائل مع الانكماش الحراري الشديد والاختلافات الشديدة في درجات الحرارة بين الوقود الدافع للتجميد والمواد المقرنة. إن الاختبارات الحالية هي اختبارات تأسيسية تثبت نجاح المفهوم، ولكنها مجرد البداية. وتخطط ناسا لتكرار هذه التصاميم لتلبية المتطلبات المحددة للهندسة القمرية والمريخية القادمة.
تم النشر: 2026-06-30 18:50:00
