يستعد المهندسون الأوروبيون لإصلاح الأقمار الصناعية في الفضاء. إن "شاحنات الأعطال المدارية" الخاصة بهم قادرة على إصلاح وصيانة وإعادة تزويد الأجهزة القيمة بالوقود على بعد مئات الكيلومترات فوق رؤوسنا. تستمع يورونيوز إلى رؤى من تاليس ألينيا سبيس وإكسوتريل حول أحدث ابتكاراتهم.
واليوم، لدى مشغلي الأقمار الصناعية خيارات قليلة جداً عندما ينفد الوقود من أجهزتهم الفضائية، أو عندما تتلف الألواح الشمسية، أو عندما تمنعها رموز الأعطال من العمل.
اعلان
اعلان
يمكن تصحيح بعض المشاكل البرمجية من الأرض، ويمكن للمهندسين إيجاد حلول لبعض مشاكل الأجهزة، ولكن بشكل عام، عندما يحتاج القمر الصناعي إلى الصيانة، لا توجد خدمة إصلاح فضائية سهلة الاستخدام يمكن الاتصال بها.
ونتيجة لذلك، ينتهي المطاف بالعديد من الأقمار الصناعية القديمة إما أن تكون متوقفة في ما يسمى بمدارات المقابر، أو في أسوأ الحالات، تنجرف وتدور خارج نطاق السيطرة، مما يشكل خطراً على الأجهزة الفضائية الأخرى ويزيد من كمية الحطام الفضائي.
ومع ازدياد عدد المركبات الفضائية بسرعة، يعمل المهندسون الأوروبيون الآن على ميكانيكا روبوتية لإبقاء الأقمار الصناعية القديمة تحلق لفترة أطول، أو دفع الأقمار الصناعية المعطلة خارج المسارات المدارية المهمة.
تقول ستيفاني بيهار-لافينيتر، مديرة المشروع في شركة تاليس ألينيا سبيس لمهمة خدمات الدعم المداري الروبوتية الأوروبية (EROSS) الممولة من الاتحاد الأوروبي: "الأمر أشبه بشاحنة معطلة على الطريق".
ويتمثل هدفهم في إطلاق قمر صناعي صغير أوروبي الصنع مزود بذراع روبوتية في مهمة لإثبات المفهوم في عام 2028.
ما الذي ستحققه EROSS؟
خلال المهمة، ستلتقي EROSS بالقمر الصناعي المستهدف، وستقوم بإجراء فحص تحليق حوله، ثم تثبت قدرتها على التقاط المركبة الفضائية وإعادة تزويدها بالوقود. تعمل تاليس ألينيا سبيس أيضاً على موصلات عالمية على غرار USB من شأنها أن تسمح للروبوت بتجميع المكونات في الفضاء بسهولة أكبر.
وبحلول أوائل عام 2030، تتمثل الرؤية في أن يتم نشر شاحنات التفكيك الفضائية على غرار EROSS للعملاء الذين يدفعون مقابل ذلك.
"الفكرة هي أن تطلب خدمة سحبك نحو مكان آخر أو إصلاح شيء ما، أو إعادة التزود بالوقود. والفكرة هي تقديم خدمات للمكونات الفضائية التي عادةً ما تكون غير مخصصة لهذا الغرض".
النقطة الأخيرة مهمة بشكل حاسم. فمعظم الأقمار الصناعية التي تدور حالياً حول الأرض لم تُصمم أبداً لتتم صيانتها. فقد تم بناؤها مع توقع أنه بمجرد إطلاقها، فإنها ستعمل بشكل مستقل إلى أن ينفد وقودها أو تتعرض لفشل خطير.
ولكن في الوقت الحاضر، ومع وجود ما يقرب من 15000 قمر صناعي عامل في المدار وعدة آلاف من الآلات المعطلة التي لا تزال في الفضاء، من الواضح أن الخدمة في المدار جاهزة للتطوير، بما في ذلك الأنظمة الهندسية القادرة على التقاط وإصلاح المركبات الفضائية "غير المتعاونة".
ويضع جان لوك ماريا، الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة إكسوتريل، هذا التطور في إطار تحول طبيعي بين الأيام التي كانت فيها الأقمار الصناعية أدوات للاستكشاف والاكتشاف، واليوم، حيث أصبحت الأقمار الصناعية بنية تحتية أساسية للحياة على الأرض.
"وقال المهندس الفرنسي لـ Euronews Next: "عندما تصل إلى كتلة حرجة من هذه البنية التحتية، تبدأ في الحصول على احتياجات جديدة تصب في صالح إدارة هذه البنية التحتية. الأمر بسيط، فكما تحتاج الطرق السريعة وأبراج الاتصالات إلى طواقم لإصلاحها، كذلك تحتاج الأقمار الصناعية.
كيف يمكنك الاستيلاء على قمر صناعي غير متعاون؟
إن التحديات التقنية لخدمة معظم الأقمار الصناعية في المدار هائلة. بالنسبة للمبتدئين، "نحن بحاجة إلى محاولة تحديد وانتزاع شيء ليس لديه ما يمكن انتزاعه على الإطلاق"، كما تقول بيهار-لافينيتر. بالنسبة لبعثة EROSS، ستستهدف المركبة الفضائية الروبوتية الحلقة المعدنية التي كانت تربط القمر الصناعي في الأصل بصاروخه لإطلاقه.
وعلى الرغم من أن هذه الحلقة ليست عالمية ولا موحدة، إلا أنها موجودة في حوالي ثلاثة أرباع المركبات الفضائية، وهي مصممة دائماً لتكون قوية.
قال بيهار-لافينيتر: "بمجرد أن تمسك بها، يمكنك سحبها".
"لذا يمكنك الاستيلاء على موقفها والتحكم في مدارها، ولكن يمكنك أيضاً نقلها من مكان على المدار إلى مكان آخر. يمكنك تولي أي وظيفة لا تستطيع المركبة الفضائية القيام بها بنفسها".
لقد خططت بعض الكوكبات للخدمة المستقبلية، مثل أقمار Eutelsat One Web، التي تم إطلاقها مع لوحة مغناطيسية على الجانب.
وقالت ماريا: "إنه مثال جيد للغاية". "نحن نعلم أنه من المحتمل أن نكون قادرين على تصميم صفيحة مضادة لتوصيلها بالقمر الصناعي OneWeb الذي سيحتاج، في مرحلة ما، إلى الصيانة."
تسير شركة ExoTrail بالفعل على طريق تقديم خدمات الطرف الثالث لشركات الأقمار الصناعية بجهاز تسميه "سبيسفان".
هذا الجهاز، الذي طار لأول مرة مع SpaceX في عام 2023، يحمل الأقمار الصناعية الصغيرة بعيداً عن الصاروخ ويوصل كل واحد منها إلى مدار محدد للغاية، تماماً مثل سائق التوصيل الذي يوصل الطرود إلى المنازل والشركات.
هذا هو ما تسميه ماريا "خدماتهم المبكرة"، وهو نوع من مشاركة الركوب في الفضاء للتوصيل في الميل الأخير. أما الآن فهم يبنون نحو شيء أكثر طموحاً: أي قدرات الالتقاء والالتحام الكاملة التي ستمكن من الفحص وإطالة العمر الافتراضي وإعادة التزود بالوقود، وفي نهاية المطاف، الإصلاحات المدارية.
هناك قطاع رئيسي آخر في السوق تهدف إكسوتريل إلى تحقيقه وهو إزالة المدار من المدار، والذي يستلزم دفع قمر صناعي تابع للعميل عمداً نحو جزء فارغ من المحيط. وفي الشهر الماضي، أعلنت الشركة عن شراكة مع شركة الفضاء اليابانية أستروسكيل (Astroscale) لإثبات مثل هذا التخلص الدقيق من الأقمار الصناعية بحلول عام 2030.
ما هو المشهد القانوني وهل هناك سوق؟
في حين أن التحديات التقنية هائلة، فإن المشهد القانوني غير واضح أيضاً. إذا اصطدم قمران صناعيان أثناء الخدمة، فمن المسؤول؟ إذا اصطدمت مركبة خدمة فرنسية بقمر صناعي ياباني، فأي قوانين البلد التي تنطبق؟ هذه هي القضايا التي تعمل فرنسا واليابان ودول أخرى بنشاط على معالجتها من خلال أطر مثل قانون الفضاء الأوروبي والاتفاقيات الثنائية.
ثم، هناك مسألة من سيدفع مقابل الخدمة في المدار وما هو حجم السوق بالفعل. وتعترف بيهار-لافينيتر: "من الصعب تقدير حجم السوق لأن الأمر أشبه بمسألة الدجاجة والبيضة". "عليك دائماً أن تثبت أنك قادر على القيام بذلك حتى يكون هناك شخص ما مهتم بشراء الخدمة."
يبدو أن السوق الأوضح في وقت مبكر هو السوق البعيد جداً عن الأرض، على بعد أكثر من 35,000 كيلومتر فوق رؤوسنا، في المدار الثابت بالنسبة للأرض. هذا هو المكان الذي يمتلك فيه مشغلو الاتصالات أساطيل قديمة يفضلون صيانتها بدلاً من استبدالها.
ومع وجود كوكبات ضخمة جديدة في المدار الأرضي المنخفض تقدم حلولاً بديلة للاتصالات، أصبح المدار الثابت بالنسبة للأرض أقل جاذبية لإطلاق مركبات فضائية جديدة، مما يجعل خدمات تمديد العمر الافتراضي ذات أهمية اقتصادية خاصة.
وللصيانة في المدار آثار دفاعية كبيرة، مما قد يوفر طلباً قوياً في السوق. فالقدرة على فحص الأقمار الاصطناعية في المدار والاقتراب منها والتلاعب بها في المدار هي تطبيق قاتل في العالم العسكري.
وأقرت ماريا قائلةً: "إنه في جوهره شيء مزدوج". وقد أظهرت كل من روسيا والصين والهند قدرات متقدمة في هذا المجال. فقد نقلت الصين قمرًا صناعيًا ثابتًا بالنسبة للأرض على بعد آلاف الكيلومترات في عام 2022، بينما عرضت الهند عملية الالتحام في الفضاء قبل بضعة أشهر.
نحن في "رحلة طويلة
لكن الأمر ليس كله سهل، على الرغم من ذلك. فقد واجهت وكالة ناسا مشكلة الدجاجة والبيضة في مهمتها OSAM-1 (مهمة الصيانة والتجميع والتصنيع في المدار)، والتي ألغتها في عام 2024 بعد تضخم التكاليف وفشل السوق التجاري لإعادة تزويد الأقمار الصناعية غير المجهزة بالوقود.
وفي الوقت نفسه، تعمل مركبات تمديد المهمة التابعة لشركة نورثروب جرومان في المدار الثابت بالنسبة للأرض منذ عام 2020، مما أدى إلى إطالة عمر أقمار إنتلسات الصناعية. وستستخدم الجيل التالي من المركبات الروبوتية للمهمة التابعة للشركة، والمقرر إطلاقها هذا العام، روبوتات متقدمة لتركيب "مركبات تمديد المهمة" وإجراء عمليات الفحص والإصلاحات وحتى إزالة الحطام.
وإلى جانب شركتي تاليس ألينيا سبيس وإكسوتريل، تعمل العديد من الشركات الأوروبية على تطوير قدرات الصيانة.
وقد أبرمت شركة ClearSpace، وهي شركة سويسرية ناشئة، عقداً مع وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) للقيام بأول مهمة نشطة لإزالة الحطام الفضائي في عام 2027. ويستخدم نظامهم قمرين صناعيين يعملان جنباً إلى جنب في أول مهمة تجارية لإزالة الحطام النشط في العالم في المدار الأرضي المنخفض. وفي وقت لاحق من هذا العقد، يهدفون أيضًا إلى إظهار تقنيتهم للالتحام مع قمر صناعي في المدار الثابت بالنسبة للأرض وإطالة عمره.
ومن بين اللاعبين الرئيسيين الآخرين شركة D-Orbit الإيطالية، التي بدأت مع شركة ION Satellite Carrier، التي تشبه في مفهومها "سبيسفان" من شركة ExoTrail، وهي الآن تضع نصب أعينها إنشاء "اقتصاد فضائي دائري"، باستخدام الحطام الفضائي كمورد. وفي عام 2024، وقّعت الشركة اتفاقاً مع وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) لمهمة تسمى RISE، والتي ستثبت الالتقاء والالتحام الآمن مع قمر صناعي ثابت بالنسبة للأرض من أجل إطالة عمره الإنتاجي في عام 2028.
يجب أن يكون مستقبل الخدمة في المدار أكثر وضوحاً بحلول عام 2030. وفي غضون عقد من الزمن، يمكن أن تصبح التكنولوجيا التي تبدو وكأنها خيال علمي جزءاً منتظماً من إدارة حركة المرور الفضائية الأوروبية.
ومع ذلك، تصر ماريا على التحقق من الواقع. وقال: "نحن بحاجة إلى نهج تدريجي".
فالقبض على قمر صناعي غير متعاون يدور بسرعة خارج نطاق السيطرة في الفضاء لا يزال ممكناً فقط في أفلام هوليوود. ويضيف مبتسماً: "بشكل عام، ستكون رحلة طويلة على الأرجح بالنسبة لجميع الشركات".
ومع ذلك، فإن شاحنة الأعطال الفضائية الأوروبية البسيطة في الطريق، ومعها القدرة على إعادة تزويد المركبات الفضائية بالوقود وإنقاذها بقيمة مئات الملايين من اليورو، مما يطيل عمر البنية التحتية الحيوية التي تربط عالمنا.