يمكن أن تكون الموائل الفضائية القابلة للنفخ أساسية لاستكشاف النظام الشمسي

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

لقد حان الوقت لرفع مستوى الصوت في الفضاء! هذه هي الصيحة الصادرة عن العديد من الشركات الخاصة التي ترغب في رؤية عامل التضخم في المستقبل.

ما يتم تقييمه واختباره الآن هو استخدام “السلع الناعمة” لتصميم غرف معادلة الضغط القابلة للنفخ/القابلة للتوسيع والموائل خارج الأرض، وليس فقط من أجل مدار أرضي منخفض، ولكن أيضًا لتوفير سكن مريح للمستقبل قمر و المريخ المستكشفين.

أولاً، هناك رحلة في الذاكرة حول هذه الفكرة تستحق القيام بها، وهي رحلة تؤكد أيضًا مدى تطور الأمور.

جذور تكنولوجيا الفضاء القابلة للنفخ

خذ على سبيل المثال، مشروع صدىوالتي شاركت فيها مركبتان فضائيتان أمريكيتان، أُطلقت الأولى عام 1960 والثانية عام 1964. وكانا عبارة عن بالون مايلر ذي القشرة الرقيقة الأقمار الصناعية. اختبرت هذه البالونات المملوءة بالغاز – إيكو 1 الذي تمدد إلى 100 قدم (30.48 مترًا)، في حين تضخم إيكو 2 إلى 135 قدمًا (41 مترًا) – انعكاس إشارات الموجات الميكروية من نقطة إلى أخرى على الأرض.

متعلق ب: هل يمكن لهذه الموائل الكبيرة القابلة للتوسيع أن تساعد البشرية على استيطان القمر والمريخ؟

ثم، في مارس 1965، استخدم رائد الفضاء السوفييتي أليكسي ليونوف غرفة معادلة الضغط القابلة للنفخ المرتبطة بمركبته الفضائية فوسخود 2 لتنفيذ أول مهمة بشرية. السير في الفضاء. ولكن تبين أن هذا الإنجاز لم يكن مجرد نزهة في الحديقة.

تصلبت بدلة رائد الفضاء السوفيتي المربوطة كثيرًا في فراغ الفضاء، مما اضطر لينوف إلى التخلص من بعض ضغط بدلته، مما سمح له أخيرًا بثني مفاصل بدلة الفضاء للعودة إلى سفينته الأم.

بيجلو حق مكتسب

أدخل القرن الحادي والعشرين والعمل الرائد لروبرت بيجلو وفريقه في لاس فيغاس بيجلو ايروسبيس.

قامت الشركة ببناء نموذجين أوليين غير مأهولين وقابلين للتوسيع، تم إطلاقهما إلى مدار الأرض في عامي 2006 و2007، على التوالي، في إطار مشروعها. برنامج سفر التكوين. وما زالوا يدورون حول العالم حتى يومنا هذا.

أثناء الاستفادة من جهود TransHab الملغاة التابعة لناسا، كانت مؤسسة Bigelow Aerospace بمثابة مركز إبداعي عزز تكنولوجيا الوحدات الفضائية القابلة للتوسيع.

لقد تم الآن ربط ثمرة عملهم بمحطة الفضاء الدولية (ISS). وحدة النشاط القابلة للتوسيع Bigelow، أو شعاع باختصار، وصل إلى محطة الفضاء الدولية ولا يزال مرتبطًا بوحدة الهدوء حتى يومنا هذا.

تضمنت أعمال شركة Bigelow Aerospace وعملها الرائد في الوحدات القابلة للتوسيع استخدام امتدادات خاصة من نسيج درع Vectran، وهو بديل أقوى لكيفلار. Vectran عبارة عن ألياف بوليمر كريستالية سائلة عالية الأداء توفر سمات فائقة مقارنة بالكيفلر.

Bigelow لم تعد تعمل — الشركة أغلقت أبوابها في عام 2020 – لكن تأثيرها ربما لا يزال محسوسًا في المستقبل.

توسيع المنافسة

واليوم، تمضي العديد من الشركات الرائدة قدمًا في إنشاء هياكل قابلة للتوسيع في الفضاء، مثل الشركة الناشئة الجديدة مساحة ماكسوالتي تعمل على إنشاء موائل قابلة للنفخ لمدار الأرض والقمر والمريخ.

وتشارك شركة Sierra Space أيضًا في تطوير موطن يسمى البيئة المرنة المتكاملة الكبيرة (حياة).

وبالمثل، تقوم شركة لوكهيد مارتن باختبار مفاهيم الهياكل القابلة للنفخ التي تقدم مزايا مقارنة بنظيراتها المعدنية بالكامل.

وتتطلع كل مجموعة إلى الإمكانات الواعدة للتكنولوجيا القابلة للتوسيع. ولكل شركة “صلصة سرية” خاصة بها مدمجة في منتجاتها.

متعلق ب: يقول المهندس المعماري إن المحطة الفضائية التي تدور حول القمر التابعة لناسا ستكون خانقة

الهياكل العملاقة

وأوضح مكسيم دي يونج، المؤسس المشارك لشركة ماكس سبيس، ومقرها في جاكسونفيل بولاية فلوريدا ولها مكاتب تصميم في فانكوفر بكندا، أن “مستقبل الفضاء محدود بالفضاء”.

ليس غريبًا على الهياكل الفضائية القابلة للتوسيع، فقد صمم دي يونج هياكل تقييد الضغط الخاصة بـ Bigelow's Genesis 1 و 2 – وهي أول مركبة فضائية في المدار تدمج بنجاح بنية قابلة للنفخ كبيرة الحجم وعالية الضغط.

وقال دي يونج لموقع Space.com: “نحن نستعد لإطلاق مهمتنا الأولى في عام 2026”. وفي إطار هذه العملية، أجرت المجموعة مؤخرًا اختبارات نشر ناجحة لبرنامج جديد الحطام الفضائي تصميم الدرع. “هذا يمثل تمييزًا حقيقيًا للتقدم، نظرًا لمدى صعوبة تطوير درع الحطام، من حيث التصميم والوقت والتكلفة.”

هدف ماكس سبيس هو الحصول على عائلة من الموائل القابلة للتطوير في الفضاء، تتراوح من 20 مترًا مكعبًا (700 قدم مكعب) إلى 100 متر مكعب (3500 قدم مكعب) إلى 1000 متر مكعب (35000 قدم مكعب) حتى عام 2030. هناك إمكانية لذلك توسيع نطاق ما يصل إلى 10000 متر مكعب (350000 قدم مكعب) من “الهياكل الضخمة” التي يمكن إطلاقها إلى الفضاء في رحلة واحدة، باستخدام SpaceX's المركبة الفضائية Megarocket أو Blue Origin's نيو جلين، “بمجرد اتصالهم بالإنترنت،” ال موقع ماكس سبيس الدول.

حجم أكبر وكتلة أقل

يوضح خبراء شركة لوكهيد مارتن أن الهياكل القابلة للنفخ توفر حجمًا أكبر لكتلة أقل. وهذا يترجم إلى أحجام أكبر صالحة للسكن قادرة على إطلاقها إلى الفضاء، مدسوسة داخل حمولة ذات حجم معقول.

في الآونة الأخيرة، خضعت وحدة Pathfinder المصممة لتطبيقات غرفة معادلة الضغط لفحوصات الضغط وخفض الضغط. تم إخضاع تصميم غرفة معادلة الضغط لدورات متعددة لتقييم العوامل “الزاحفة” لتركيب مادة فيكتران.

شركة لوكهيد مارتن، بالشراكة مع وكالة ناسا مركز مارشال لرحلات الفضاء في ألاباما، بدأت اختبار “الزحف” لمدة 100 ساعة حيث يتم ضغط وحدة السلع اللينة إلى نسبة مئوية من ضغط الانفجار النهائي البالغ 285 رطل لكل بوصة مربعة (PSI) ويتم الاحتفاظ بها عند هذا الضغط حتى يحدث فشل الانفجار نتيجة لـ زحف.

الزحف هو تشوه مادي دائم.

وقال أوي دونج، كبير مهندسي السكن في شركة لوكهيد مارتن: “كان الوقت المستهدف للفشل في هذا الاختبار حوالي 100 ساعة”. “لقد تجاوز هذا الاختبار بالفعل علامة الـ 1500 ساعة دون فشل، وسنواصل الاختبار حتى الانفجار أو منتصف ديسمبر إذا لم يحدث انفجار بين الحين والآخر.”

يتطلع دوونج وزملاؤه إلى موائل كبيرة قابلة للنفخ لاستخدامها في القمر والمريخ، وكذلك في المدار الأرضي المنخفض.

الكثير من الغرفة

شون باكلي هو نائب رئيس قسم الوجهات الفضائية والبنية التحتية الفضائية في شركة Sierra Space في لويزفيل، كولورادو. في السابق، كان مهندسًا رئيسيًا لـ BEAM في Bigelow Aerospace.

الآن، في Sierra Space، ينشغل باكلي وفريقه بالعمل على موطن LIFE، حيث يرسمون خطًا لتطوير المنتج يمكن أن يؤدي إلى وحدة تقدم 5000 متر مكعب (175000 قدم مكعب) من الحجم من خلال التوسع إلى أكثر من 70 قدمًا (22 مترًا مكعبًا) ) بطول وقطر 62 قدمًا (19 مترًا).

المنتج الأول في خارطة طريق Sierra Space عبارة عن هيكل كبير قابل للتوسيع مكون من ثلاثة طوابق يبلغ قطره 27 قدمًا (أكثر من 8 أمتار). ويمكن وضعه في مدار الأرض بواسطة صاروخ تقليدي مجهز لإيواء أربعة رواد فضاء، مع غرفة “واسعة” للتجارب العلمية، ومعدات التدريب، ومركز طبي ودفيئة خاصة لزراعة الطعام للمستكشفين في مهمات طويلة الأمد.

قال باكلي لموقع Space.com: “في ما يزيد قليلاً عن عامين ونصف، تمكنا من بناء واختبار سبع مواد، والآن ننتقل إلى المادة الثامنة. نحن نتحرك بمعدل سريع”. “إن التكنولوجيا تكتسب زخمًا حقًا، ونحن نتحرك بسرعة كبيرة.”

وقال باكلي إن تكرار الاختبار ضروري. وقال “هذا ما يمنح وكالة ناسا وعملائنا الثقة. وفي نهاية المطاف، كلما زادت البيانات التي يمكننا الحصول عليها، أصبحنا على علم أفضل”.

قصص ذات صلة:

– تتطلع ناسا إلى إنشاء مواقع استيطانية خاصة للبناء على تراث محطة الفضاء الدولية

– تعمل وكالة ناسا على تشغيل محطات فضائية خاصة قبل تقاعد محطة الفضاء الدولية في عام 2030

— بوم! شاهد موطنا فضائيا قابلا للنفخ ينفجر أثناء الاختبار (فيديو)

الغرض المتخصصة

وقال برنت شيروود، مهندس الفضاء الشهير ورئيس مجال الفضاء في المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والملاحة الفضائية، إن أنظمة هيكل الموائل القابلة للنفخ “تلعب دورًا كأداة واحدة في مجموعة أدواتنا لتوسيع رحلات الفضاء البشرية، إذا جاز التعبير، للأسواق والمهام الجديدة”. . تشمل مناصبه السابقة منصب نائب الرئيس الأول لتطوير أنظمة الفضاء في الأصل الأزرق.

وقال شيروود لموقع Space.com: “مثل جميع الأدوات، من الأفضل استخدامها لغرض محدد”. وأضاف أن الهياكل القابلة للتوسيع قد تجد استخدامًا خاصًا باعتبارها “عناصر موصل”.

وقال شيروود: “على سبيل المثال، على سطح القمر، سنحتاج قريبًا إلى طرق متوافقة ماديًا لربط وحدات الموائل المنفصلة”.

قال شيروود: “المتوافق يعني استيعاب مستويات أرضية مختلفة – على سبيل المثال، من مركبة الهبوط إلى مركبة جوالة مضغوطة – وتحديد موضع السطح بشكل غير دقيق، كما هو الحال في بناء القاعدة المبكرة، والتمدد الحراري والانكماش بسبب دورات النهار والليل القمرية”.

وقال شيروود إن القليل من الامتثال يمكن أن يقطع شوطا طويلا في تبسيط بنية النظام الشاملة. وأشار إلى أنه “لذلك قد يكون أحد أفضل الاستخدامات هو عناصر الموصلات الصغيرة نسبيًا بدلاً من هدف” جعل الوحدات الكبيرة أكبر “.

واختتم شيروود حديثه قائلاً: “في النهاية، سيتعين علينا أن نتعلم كيفية تصنيع أوعية الضغط الكبيرة جدًا في الفضاء، ولكن لدينا الكثير من النمو في السوق والتحقق من صحتها للقيام به من الآن وحتى ذلك الحين”.