صمم الطلاب طريقة لإنزال الأجسام من الفضاء إلى الأرض باستخدام كابل

يتم بناء القمر الصناعي الصغير من قبل مجموعة من الطلاب الأوروبيين، كجزء من برنامج التعليم والتدريب المستمر الذي تديره وكالة الفضاء الأوروبية، ويسمى القمر الصناعي للمهندسين الشباب - نعم

نشرت في مجلة جاليليو

في شهر سبتمبر/أيلول المقبل، سيتم إطلاق قمر صناعي روسي للأبحاث من سلسلة فوتون إلى الفضاء. وسيتم ربط قمر صناعي صغير يعرف باسم "بوتينو" بهذا القمر الصناعي. يتم بناء القمر الصناعي الصغير من قبل مجموعة من الطلاب الأوروبيين، كجزء من برنامج التعليم والتدريب المستمر الذي تديره وكالة الفضاء الأوروبية، والذي يسمى القمر الصناعي للمهندسين الشباب - YES. يتيح برنامج YES للشباب الأوروبيين الذين يدرسون للحصول على درجات علمية في هندسة الفضاء والفيزياء والهندسة الميكانيكية والهندسة الكهربائية والمزيد تقديم مقترحات لإنشاء قمر صناعي للبحث. يتم تمويل الاقتراح الفائز من قبل وكالة الفضاء الأوروبية، ويحصل المهندسون الشباب على فرصة استثنائية للمشاركة في تطوير وبناء قمر صناعي.
وفي إطار مشروع YES-2، وهو المشروع الثاني من نوعه، تم اختيار مقترح لتطوير آلية يمكنها إنزال جسم ما من الفضاء إلى الأرض دون الحاجة إلى محركات صاروخية للمناورة. الفكرة مبنية على ما يعرف بـ Tether، أي سلك أو كابل. وتتمثل فكرة الطلاب والمهندسين الشباب في مد سلك بطول 30 كيلومترًا، وترك القمر الصناعي الصغير الذي بنوه يتبع القمر الصناعي الكبير الذي كان متصلاً به في بداية المهمة. مع مرور الوقت، وعلى الرغم من الفراغ شبه الكامل الذي يسود على ارتفاع عدة مئات من الكيلومترات، إلا أنه سيتم إنشاء مقاومة من شأنها أن تخلق توترًا في الكابل وتبطئ حركة القمر الصناعي الصغير. ومن ثم سيتم قطع الاتصال بالقمر الصناعي الكبير، وسيبدأ القمر الصناعي الصغير باختراق الغلاف الجوي، في وقت ومكان محددين، ليهبط على سطح الأرض.

سيكون السلك الذي سيتم توزيعه بين الأقمار الصناعية طويلاً جدًا، ولكنه رفيع - بسمك نصف مم فقط. وتظهر الحسابات أنه في ظل الظروف المظلمة، سيكون من الممكن ملاحظة ذلك بالعين المجردة (كن صبوراً - عند إطلاق المهمة سنخبرك بإمكانية مشاهدة القمر الصناعي الخاص).

وإلى جانب المبادرة التعليمية، فإن المشروع (الذي يوظف أكثر من 500 مهندس شاب من جميع أنحاء أوروبا) له هدفين إضافيين: الكشف عن فرص سوق العمل المتعلقة بمجال الفضاء، وكذلك عرض التقنيات الجديدة.
وبالتالي، على سبيل المثال، فإن السلك الذي سيتم نشره سيكون الأطول على الإطلاق، وستكون المرة الأولى التي يتم فيها استخدام سلك لهذا الغرض لربط الأقمار الصناعية، مما سيؤدي إلى عودة أحدهما إلى الأرض . وهذا أمر بالغ الأهمية - لأنه إذا ثبت قابلية تطبيق المبدأ، فيمكن استخدام مثل هذه الأنظمة لإنزال الأقمار الصناعية من الفضاء عند الانتهاء من مهمتها، وتقليل إزعاج "النفايات الفضائية" على الارتفاعات المنخفضة للمدارات - وهو ما هي أيضا الأكثر ازدحاما. هناك تطبيق آخر لإسقاط البضائع من الفضاء إلى الأرض باستخدام الأسلاك وهو إسقاط البضائع والتجارب من محطة الفضاء الدولية.
في الماضي، تم إجراء بعض التجارب على الأقمار الصناعية المربوطة بسلك، لكن معظمها لم ينته بنجاح. يمكن استخدام تجريد سلك طويل يحتوي على مكون معدني كأداة لتوليد الكهرباء للأقمار الصناعية والمركبات الفضائية، حيث أن السلك الموصل الذي يتحرك بسرعة قريبة من ثمانية كيلومترات في الثانية، داخل المجال المغناطيسي للأرض، يولد الكهرباء.
وستنطلق التجربة الأوروبية إلى الفضاء على متن مركبة إطلاق روسية، وستكون مرفقة بقمر صناعي كبير للبحث يسمى كما ذكرنا "فوتون". ويعتمد تصميم القمر الصناعي فوتون على أول مركبة فضائية مأهولة "فوستوك"، والتي طار بها يوري جاجارين إلى الفضاء في 12.4.1961 أبريل XNUMX. ولم يتوقف الاتحاد السوفييتي، ومن ثم روسيا، عن إنتاج المركبة الفضائية، ولا تزال تستخدم حتى اليوم في مجموعة متنوعة من النماذج والمهام، بما في ذلك الأقمار الصناعية للتصوير الفوتوغرافي والأقمار الصناعية البحثية التي تعيد خلية هبوط كبيرة إلى الأرض.