الحطام الفضائي يهدد! يقوم فريق فورتسبورغ بتطوير حلول الأقمار الصناعية المبتكرة

الحطام الفضائي يهدد! يقوم فريق فورتسبورغ بتطوير حلول الأقمار الصناعية المبتكرة

أصبحت مخاطر الحطام الفضائي حرجة بشكل متزايد، خاصة بالنسبة لوظيفة السفر الدولي عبر الفضاء. وينصب التركيز على الأقمار الصناعية القديمة والحطام، والتي تشكل مخاطر الاصطدام لكل من المركبات الفضائية النشطة وطاقم محطة الفضاء الدولية (ISS). ويعمل فريق بحث دولي بالتنسيق بين جامعة فورتسبورغ وجامعة برلين التقنية على مشروع واعد لمواجهة هذا التحدي. تحت اسم المشروع "gEICko: مجموعة الالتقاط المبتكرة المستندة إلى Gecko للأصول المدارية غير المتعاونة وغير المجهزة"، يجري تطوير قمر صناعي يهدف إلى إزالة الحطام الفضائي على وجه التحديد. قدم الاتحاد الأوروبي تمويلًا بقيمة أربعة ملايين يورو كجزء من برنامج EIC Pathfinder، تم تخصيص ما يقرب من 700000 يورو منها لفورتسبورغ.

المشكلة متفجرة: هناك أكثر من 50 ألف جسم خردة يبلغ قطرها عشرة سنتيمترات على الأقل تدور في مدار الأرض، وعددها في تزايد مستمر، بسبب الاصطدامات والانفجارات، من بين أمور أخرى. ومن أجل تجنب الاصطدامات المستقبلية، اضطرت محطة الفضاء الدولية بالفعل إلى إجراء مناورات مراوغة عدة مرات. تهدف التكنولوجيا الحالية إلى التفاعل بكفاءة مع هذه الكائنات غير المتعاونة من خلال نظام إرساء جديد، وهو ما لم يتم تحقيقه بعد. ويزداد تعقيد هذه العمليات مع حجم ومدار الأجسام المستهدفة.

حلول مبتكرة من خلال تكنولوجيا جيكو

يعتمد الحل الذي يهدف إليه فريق البحث على مبدأ الالتصاق الخاص بأقدام أبو بريص. تستخدم هذه الحيوانات مليارات الشعر الناعم للالتصاق بالأسطح الرأسية والملساء. تم تصميم نظام إرساء للقمر الصناعي باستخدام مواد أبو بريص خاصة متصلة بسطح التلامس الخاص بالقمر الصناعي. تستخدم هذه المواد قوى فان دير فالس، التي تمكن من الالتصاق حتى بدون شحنة كهربائية. يلتحم القمر الصناعي، الذي يُطلق عليه أيضًا اسم "المطارد"، بالأجسام المستهدفة ويمكنه تغيير مداراتها على وجه التحديد بحيث يمكن إزالتها من مدار الأرض.

بالإضافة إلى ذلك، من المخطط أن يكون القمر الصناعي جيكو قادرًا أيضًا على الوصول إلى الأقمار الصناعية العاملة لإجراء أعمال الصيانة. يمكن أن يساعد هذا في إطالة عمر التقنيات الحالية مع تقليل النفايات في الفضاء. ويتم استخدام حبال خاصة ومعدات حفر مستوحاة من دبور الخشب لضمان كفاءة العمليات.

دور CubeSats وتوقعات السوق

وبالتوازي مع هذه التطورات، تظهر صناعة CubeSat معدلات نمو ملحوظة. تم تأسيس حوالي 200 شركة جديدة في السنوات الخمس الماضية، وسوف ينمو السوق الأوروبي لـ CubeSats إلى 35.4 مليار دولار بحلول عام 2033، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 12٪. تُحدث التصميمات المعيارية وتكامل التقنيات الجديدة مثل أجهزة الاستشعار الكمومية والدفع الفائق السرعة ثورة في إمكانيات السفر إلى الفضاء.

تنعكس الأهمية المتزايدة لـ CubeSats في الاتجاهات المختلفة التي تعزز صناعة الفضاء. يتم دعم تنويع التطبيقات في مجالات مثل مراقبة الطاقة والدفاع من خلال برامج تمويل الاتحاد الأوروبي والاستثمارات الخاصة في الشركات الناشئة. ويمكن أن يكون للتطورات في تكنولوجيا CubeSat أيضًا تأثير إيجابي على مشاريع مثل مبادرة gEICko من خلال تعزيز الأساليب المبتكرة والفعالة من حيث التكلفة.

لقد عمل البروفيسور الدكتور إنريكو ستول، أحد العلماء البارزين في المشروع، لمدة عقد من الزمن على مبدأ اللصق الذي يتم تطبيقه الآن على هذه التكنولوجيا. الهدف هو تطوير نموذج أولي وظيفي لآلية الالتحام بحلول نهاية فترة التمويل البالغة ثلاث سنوات، مع توقعات متفائلة لنشر أقمار جيكو الصناعية في غضون عشر سنوات تقريبًا.

إن الجهود المبذولة لتنظيف الحطام الفضائي ليست مبتكرة فحسب، بل إنها ضرورية أيضًا بشكل عاجل لضمان سلامة المركبات الفضائية الحالية والمستقبلية. لا يزال التحدي كبيرًا، لكن التقدم المحرز من خلال مشاريع مثل "gEICko" يمكن أن يكون حاسمًا لمستقبل استكشاف الفضاء.

لمزيد من المعلومات انظر جامعة فورتسبورغ, com.scinexx و الافتتاحية.