كانت عملية سكايلاب قصيرة الأمد، أقل من عام، لكن وقت العملية التشغيلية كان أكبر من زمن جميع رحلات الفضاء المأهولة الأمريكية حتى ذلك الوقت. وكانت كمية المعلومات التي تم الحصول عليها هائلة.
مرة أخرى أثبتت الولايات المتحدة تفوقها في استكشاف الفضاء. لم يكن Skylab أول مختبر فضائي. أول من أطلق مختبرًا فضائيًا هم الروس - سوليوت. إن عدم قدرة الروس على فتح منصات إطلاق بحجم ساتورن 5 أجبرهم على استخدام منصة الإطلاق التي كانت لديهم في ذلك الوقت، وهي بروتون، القادرة على وضع حمولة 18 طنًا في مدار حول الأرض. وكانت النتيجة مختبرًا صغيرًا وحجمًا أصغر بالضرورة. سعة المختبر أصغر، ومدة بقاء الطاقم، المؤلف من ثلاثة رواد فضاء، أقصر من مدة بقاء سكايلاب. واجه برنامج Soliot مشاكل في أيامه الأولى. واجه طاقم سويوز 10 الأول مشاكل في تشغيل المختبر. ونفذ الفريق الثاني خطته لكن النتيجة النهائية انتهت بمأساة. عاد رواد الفضاء إلى إسرائيل بلا روح. لقد لقوا حتفهم بسبب عطل في مركبتهم الفضائية سويوز. جرت محاولتان لإطلاق مختبر فضائي. في التجربة الأولى، تم تدمير المختبر أثناء الإطلاق. وفي المحاولة الثانية، تفكك المختبر أثناء وجوده في مدار حول الأرض. تم تجميد برامج الفضاء الروسية مؤقتًا.
بدأ Skilab أيضًا بطريقة فاشلة. والسبب في ذلك لا يكمن في خلل أساسي في المختبر نفسه، بل في عدم الاستفادة من علم المعادن (العلم الذي يتعامل مع قوة المواد). وكانت النتيجة تمزق حاجب الشمس وفقدان أحد حاجبي الشمس. مهندسو المختبر لم يقلوا يائسين. لم يتم إطلاق طاقم سكاي لاب الأول كما كان مخططًا له، بعد يوم واحد من إطلاق المختبر، بل بعد أيام قليلة. خلال هذه الفترة تمت دراسة الخلل بدقة وبعد إرسال الفريق تم إصلاحه. أثناء تشغيل المحطة، ظهرت مشاكل إضافية، مثل المشاكل التي نشأت مع الجيروسكوبات، ولم يتم ترك الأنظمة المعطلة في حالتها، بل تم إصلاحها بأكثر الطرق كفاءة. لقد ثبت مرة أخرى أن الطيران المأهول أكثر أهمية من الطيران بدون طيار. في الرحلات الجوية المأهولة هناك مجال للتحسينات والإصلاحات. يتم إنقاذ الأنظمة الكاملة والمكلفة وقابلة لإعادة الاستخدام. في الرحلات الجوية غير المأهولة، يكون احتمال إغلاق نظام أو مركبة فضائية بالكامل أكبر، والنتيجة هي هدر ثروة ضخمة وكذلك فقدان الكثير من المعلومات.
بذلت ناسا قصارى جهدها لنجاح المختبر الفضائي. بالإضافة إلى الإنجاز التكنولوجي والعلمي لإنقاذها، كانت هناك أسباب أخرى لذلك:
و. الفشل يعني تقليص برنامج الفضاء وتأخير تطوير المكوك الفضائي.
ب- تأخير دراسة كافة المسائل الفنية والعلمية المتعلقة بالمختبرات الفضائية والتي تعتبر الأكثر أهمية لبرامج هذا النوع والتحقيق فيها.
ثالث. رفض الأبحاث في كل ما يتعلق ببقاء الإنسان لفترات طويلة في الفضاء، سواء كان ذلك مختبرات فضائية أو رحلات إلى الكواكب.
رابع. الهيبة - كان فشل Skylab سيوجه ضربة قوية لناسا. وذلك بعد نجاحاتها الكبيرة في العمليات الفضائية ومن بينها برنامج أبولو.
ناسا لم تخيب. كان المختبر الفضائي يخدم جميع الطواقم التي تعمل فيه. علاوة على ذلك، ومع تشغيل أحد الرفين الشمسيين الكبيرين، وطاقة كهربائية أقل مما كان مخططا له، بقي رواد الفضاء فيه لمدة 172 يوما بدلا من 140. وكانت عملية سكاي لاب قصيرة، أقل من عام، ولكن زمن التشغيل التشغيلي كان أكبر من من بين جميع رحلات الفضاء المأهولة الأمريكية حتى ذلك الحين. وكانت كمية المعلومات التي تم الحصول عليها هائلة. ركز برنامج أبولو على موضوع واحد وهو القمر. وركز سيلاب على ثلاثة مواضيع: الأرض - الاستخدام الحكيم لها لصالح البشرية جمعاء، وعلم الفلك - دراسة النظام الشمسي، والمذنب كوهوتيك، واستكشاف الفضاء. علم الأحياء - طب الفضاء. كان على المختبر أن يبقى في الفضاء لمدة 8-10 سنوات.
تقسيم العمل في سكيلاب
تم تصميم برنامج Skilab لمدة 240 يوم عمل مأهول وغير مأهول. عمليا تم تنفيذ 271 يوم عمل بزيادة 12.9% عما كان مخططا له وشملت:
855 ساعة من التجارب الطبية.
755 ساعة رصد بالتلسكوب الفلكي بدلا من 565.
412 الملاحظات الفيزيائية الفلكية.
294 تجربة فنية.
90 ملاحظة أرضية و11 ملاحظة عندما كانت شدة الشمس أضعف.
32 تجربة للمواد.
كما قام طيارو Skylab أيضًا بالعمل لصالح وزارة الدفاع الأمريكية. وإجمالاً، أحضروا إلى إسرائيل حمولة قدرها 840 كيلوغرامًا، وتضمنت ما يلي:
46,146 صورة فوتوغرافية للمعادن الوطنية، وفيلم بيانات بطول 6.4 كيلومتر.
182,842 صورة فوتوغرافية لأفلام التلسكوب.
النتائج الطبية
اكتشف الدكتور كيروين أحد أعضاء فريق سكاي لاب 2 أن مفهومي الأعلى والأسفل لهما معنى في انعدام الوزن ويتم ذلك وفق قرار تعسفي أين أعلى وأين أسفل. وترتبط هذه الظاهرة بالتوازن الميكانيكي للأذن الداخلية. بعد عودته إلى إسرائيل، كسر جاك لوسما الأدوات المنزلية عدة مرات. وكان تفسير هذه الظاهرة هو أنه اعتاد على الأجسام المتطايرة في الهواء وعدم سقوطها على الأرض. ولم يتمكن إيفان غريوت من الاستلقاء في سريره أو الخروج منه في الظلام. اتضح أن عجز توازنه كان مرتبطًا بافتقاره إلى المجال البصري.
وعانت الفرق الثلاثة من حالة مزاجية سيئة في بداية المشوار، لكنها تحسنت خلال أيام قليلة. من إجمالي ستة أشهر من النشاط في مختبر الفضاء، أصبح من الواضح أنه لا توجد قيود فسيولوجية للبقاء لفترة طويلة في الفضاء. ومن ناحية أخرى، يفقد الجسم الوزن، ويفقد كتلة العضلات، ويفقد الخلايا الحمراء والبلازما، ويفقد الكالسيوم من العظام وشوارد الصوديوم والبوتاسيوم من سوائل الجسم. تصل هذه التغييرات إلى مستوى معين في الأيام 35-40 من الرحلة عندما يعتاد الجسم على انعدام الوزن. علاوة على ذلك، فإن هذه التغييرات قابلة للعكس بنسبة 100% عندما يعود الجسم إلى الجاذبية الطبيعية.
فقد كل فرد من أفراد الطاقم الأول 2.7 كجم أثناء الرحلة، وتراوح وقت تكيفهم الكامل مع الجاذبية من 21 إلى 24 يومًا. وخسر كل من الفريق الآخر 3.6 كجم، وكان الوقت اللازم للتكيف مع الجاذبية الأرضية سبعة أيام. وخسر كل من الفريق الثالث 1.35 كجم، وكان زمن التكيف 4.5 يوم. ويكمن سبب هذه التحسينات في تمارين الجمباز التي يؤديها الفريقان الأخيران، وفي الطعام الإضافي الذي حصلوا عليه لتقليل فقدان الوزن، وفي وقت النوم.
النتائج الوطنية
1. فرص معقولة للعثور على رواسب النحاس بالقرب من إيلي في ولاية نيفادا، شرق الولايات المتحدة الأمريكية.
2. تحديد المناطق المليئة بأشجار الفاكهة مثل الليمون في المكسيك بالقرب من نهر ريو غراندي.
3. فرز المحاصيل وزراعة الخضروات بدقة 92% مقارنة بـ 82%" للقمر الصناعي ERTS.
4. تحديد المناطق الحضرية القريبة من بونوك، أريزونا.
5. النتيجة المدهشة التي تم الحصول عليها هي مدى سهولة اكتشاف "أسطح" العوالق. واكتشف الفريق الأخير "المد الأحمر" الذي انتشر كالوباء في مياه فلوريدا في السنوات التي سبقت هذه الرحلات. يتم إنشاء هذا المد بواسطة الكائنات الحية الدقيقة السامة للأسماك والرخويات البحرية وحتى البشر. ويزداد المد الأحمر في الدورات إلى حد كبير. في الصور، ترى المد الأحمر محاطًا "بأسطح" العوالق الخضراء التي تعمل كمواد مغذية لها وتسمح لها بالانتشار بشكل كبير وسريع.
6. باستخدام مقياس الإشعاع والمطياف (مقياس التشتت) يمكنك قياس سرعة الرياح فوق المحيطات وكمية الأمطار.
7. هناك تركيز قليل لدرجات الحرارة في المحيطات مما له دور كبير في خلق المناخ.
ويبدو أن مقياس الإشعاع والمطياف أجابا على أسئلة جوهرية تتعلق بتطوير جهاز مماثل لأقمار الأرصاد الجوية في المستقبل، وقدما المعرفة الهندسية لتصميم جهاز رادار لرصد الأرض في نطاق ترددي كبير مثل سكاي لاب.
الاكتشافات الشمسية
أدت أحدث المعلومات التي جمعها طيارو Skylab إلى فهم أفضل لهالة الشمس. وحتى إطلاق المختبر الفضائي، كان يُعتقد أن الكورونا يتطور تدريجياً. وبعد هذه المعلومات، أصبح من الواضح أن الإكليل تطور "بعنف" وسرعة من خلال تفجير "الفقاعات". كل من هذه الفقاعات تمزق فتحة في الإكليل - وهي منطقة مظلمة تسمح للغازات بالهروب على طول خطوط المجال المغناطيسي دون مساعدة الشمس. وكان يُعتقد أيضًا أن الرياح الشمسية تهب من هذه الثقوب. أظهرت ملاحظات Skylab أن هذا الاعتقاد خاطئ.
من المحتمل أن يكون أصل الثقوب داخل الشمس، ويمكن أن تكون بمثابة مفتاح لفهم بنيتها الداخلية، وبشكل مدهش، أيضًا لمعدل إنتاج الطاقة. كما هو الحال في الأرض، كذلك في الشمس هناك اختلافات في الطاقة. يبدو أنه يشع 10 مرات أكثر من العمليات النووية الحرارية التي تحدث داخله.
مرة كل أسبوعين تظهر على سطح الشمس سحب باردة بها غازات متأينة عند درجة حرارة 3300 درجة. وقد اعترف علماء الفلك بأن هذه الظاهرة نادرة نسبيا. البقع المضيئة الموجودة على سطح الشمس، والتي كان يُعتقد أنها موجودة فقط في المنطقة الاستوائية، تنتشر على كامل سطح الشمس مثل الجدري.
بين علماء الفيزياء الفلكية، أصبح التقييم أقوى بأن التغيرات طويلة المدى في الطاقة الشمسية ربما تكون عاملاً مهمًا في تطور العصور الجليدية على الأرض. كما أن دورة البقع الشمسية هي المسؤولة عن التغيرات الدورية في معدل نمو الأشجار في فترات 5.5 و11 و22 سنة.
يتحسن مناخ الأرض، وخاصة في نصف الكرة الشمالي، بشكل ملحوظ بسبب مرور جبهة مغناطيسية من الشمس. ويحدث هذا أربع مرات في دورة شمسية واحدة (مرة كل 6.5 أيام). جاءت الجبهة المغناطيسية بعد انخفاض النشاط الإعصاري لمدة ثلاثة أيام. وتبين أن هذه الجبهات المغناطيسية مثبتة في الشمس بالقرب من الثقوب الإكليلية. وتم اقتراح استخدام هذه الثقوب ومرور الجبهات المغناطيسية في المستقبل كوسيلة إضافية للتنبؤ بالطقس.
تم إطلاق المختبر الفضائي خلال إحدى الدورات الشمسية. وتبين أنه في الأيام الأخيرة من الدورة، ينخفض عدد البقع الشمسية إلى الصفر. ثم تظهر الشمس الوجوه الإيجابية والسلبية. وهناك أيام وصل فيها عدد البقع الشمسية إلى 130، وهو أكبر من الرقم القياسي المسجل عام 1969. وسمحت هذه الظاهرة للفرق الثلاثة بإحضار صور مهمة معهم. وقام الفريق الأخير بتصوير انفجارات كاملة من النيران منذ لحظة اندلاعها وحتى خمودها. كما تم تصوير كسوفين للشمس.
اكتشافات الكواكب
تم تعقب المذنب كوهوتيك وتم تصوير عبور عطارد، وهو أمر لا يمكن القيام به من الأرض إلا 16 مرة خلال مائة عام. كشفت عمليات الرصد بالأشعة فوق البنفسجية أن عطارد كان يتمتع بغلاف جوي حتى قبل وصول مارينر 10 إليه.
النتائج المعدنية
تم ذوبان بلورات الإنديوم والأنتيمون المتكونة على الأرض جزئيًا وإعادة نموها في الفضاء. والمثير للدهشة أنها خالية من التشققات غير المتجانسة في ظل ظروف الفضاء. علاوة على ذلك، فإن أسباب التوتر السطحي في المواد المنصهرة تقع على السطح الخارجي للسطح البلوري الجديد ولا تخترق الداخل. المواد النحاسية والنحاس، وهي الوحيدة التي تخضع لتأثير القوى الشعرية، تملأ المساحات الكبيرة لتعطي زوايا مثالية. يسمح نقص قوى الحمل الحراري بنمو بلورات أشباه الموصلات باستخدام تقنية البخار المزروعة بالجرمانيوم والسيلينيوم في جو من اليود. في Skilab قاموا بإنشاء بلورة بطول 2.54 سم، وأكثر سمكًا بنسبة 10% من أي مادة تم إنشاؤها على الأرض.
كان أحد الخيارات التي أثيرت بعد برنامج Skylab هو إنشاء سبائك فائقة التوصيل. عندما يتم تبريد هذه المواد إلى ما دون درجة حرارة انتقالية معينة، يمكنها توصيل الإلكترونات بمقاومة صفر. وفي ظل الظروف الحالية، يجب تبريد هذه المواد إلى عدة درجات كلفن. وفي مختبرات شركة بيل تم الحصول على سبائك من هذا النوع عن طريق ترسيب بخار النيبيوم والجرمانيوم عند درجة حرارة 232 كلفن. إن تطوير السبائك فائقة التوصيل عند 78 درجة كلفن يسمح باستخدام النيتروجين المبرد وهو رخيص الثمن وآمن بدلاً من الهيدروجين السائل والهيليوم الباهظ الثمن، ويمكّن من إنشاء خطوط كهرباء فائقة التوصيل.
ويأمل علماء المعادن، بناءً على هذه التجارب، في التوصل إلى التركيب والتركيب الكيميائي للسبائك التي تلعب دورًا مهمًا في درجات حرارة التوصيل الفائق. مثل ترسيب بخار الجرمانيوم - سيكون الذهب عند درجة حرارة انتقالية معينة على الموصلات، لكن الخليط المنصهر أو المتعثر لن يكون كذلك. أظهرت عينة من الذهب الجرمانيوم التي تم صهرها في Skylab وإعادة تصليبها بدون جاذبية وبعد تيارات الحمل الحراري الموصلية. أظهرت عينة من الرصاص والأنتيمون والقصدير المتكونة في حالة انعدام الجاذبية درجة حرارة انتقالية أعلى من تلك التي تم تحضيرها على الأرض.
تمت معالجة المعادن المنصهرة عند درجات حرارة قريبة من 1000 درجة بواسطة نظام ثابت وصوتي. أظهرت الموجات المستقرة الناتجة عن مصدر صوتي موجه إلى سطح عاكس القدرة على رفع وإمساك قرص قطره 7.5 ملم وقطرات من سوائل شبه كروية يبلغ قطرها 0.625 سم. العدسات المصنوعة من الزجاج خالية من الشوائب حتى تكاد تكون مثالية بصريًا.
