ليس سرا أن وكالة ناسا تبحث عن مقاولين فضاء خاصين للمساعدة في تحقيق بعض خططها الحالية لتؤتي ثمارها. لتحقيق هذه الغاية ، شاركت وكالة ناسا و SpaceX في مشروع غير مسبوق لمشاركة البيانات سيفيدهما.
تم تنفيذ المشروع في 21 سبتمبر عندما ، بعد محاولات متعددة ، استخدمت وكالة ناسا والبحرية الأمريكية سلسلة من كاميرات التتبع بالأشعة تحت الحمراء لالتقاط صور لأحد صواريخ فالكون 9 القابلة لإعادة الاستخدام من سبيس إكس أثناء الطيران. سجلت الكاميرات الصاروخ أثناء إشعال محرك المرحلة الثانية ، وأعادت المرحلة الأولى ، بعد أن انفصلت وسقطت ، إعادة تشغيل محركاتها لخفض نفسها مرة أخرى إلى الأرض من أجل هبوط زيرو على سطح البحر.
يتم تبادل البيانات الناتجة بين الطرفين وسوف تفيد كلاهما.
بالنسبة لـ SpaceX ، تأتي الفائدة في شكل معلومات تفصيلية توفرها وكالة ناسا بشأن درجات الحرارة والتحميل الديناميكي الهوائي على صاروخ فالكون 9 ، مما سيساعدهم في جهودهم لتطوير نظام صاروخ قابل لإعادة الاستخدام. بالنسبة لوكالة ناسا ، يحصل المهندسون على فرصة لجمع بيانات عن الدفع الرجعية الأسرع من الصوت الذي قد يساعدهم يومًا ما على خفض الحمولات الضخمة متعددة الأطنان على سطح المريخ.
قال روبرت براون ، الباحث الرئيسي في مشروع تقنيات النزول النبضي (PDT) والأستاذ في معهد جورجيا: "نظرًا لأن التقنيات المطلوبة لإنزال حمولات كبيرة على كوكب المريخ تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك المستخدمة هنا على الأرض ، فإن الاستثمار في هذه التقنيات أمر بالغ الأهمية". التكنولوجيا في أتلانتا. وهو أيضًا كبير خبراء التكنولوجيا السابق في وكالة ناسا. "هذه هي أول مجموعة بيانات عالية الدقة لنظام صاروخي تطلق في اتجاه السفر أثناء السفر بسرعات تفوق سرعة الصوت في الظروف ذات الصلة بالمريخ. سيمكّن تحليل مجموعة البيانات الفريدة هذه مهندسي النظام من استخلاص دروس مهمة لتطبيق وضخ الدفع الرجعي الأسرع من الصوت في مهام وكالة ناسا المستقبلية. "
الدفع الرجعي الأسرع من الصوت يعني بشكل أساسي توليد الدفع الأسرع من الصوت لإسقاط السرعة بعد دخول الغلاف الجوي. إلى جانب الكبح الجوي ، تعد هذه إحدى الوسائل المقترحة لإنزال المعدات الثقيلة والموائل على كوكب المريخ.
من المؤكد أن براون ليس غريبا على هذا المفهوم. بعد العودة إلى Georgia Tech ، عمل Braun - وهو متخصص في الدخول والنزول والهبوط (EDL) - مع مهندسين من الجامعة ومراكز ناسا المختلفة لتطوير اقتراح لبرنامج لاختبار الطيران لهذا المفهوم.
في ذلك الوقت ، رفضت إدارة مهمة تكنولوجيا الفضاء التابعة لناسا (STMD) الخطة لكونها باهظة الثمن ، لكن الوكالة لا تزال بحاجة إلى طريقة لحمل حمولات تزيد عن 20 طنًا إذا أرادت في أي وقت القيام برحلة استكشافية بشرية إلى المريخ. وبالنظر إلى أنه من المقرر أن تتم المهمة المقترحة في غضون الـ 16 عامًا المقبلة ، فكلما زادت المعلومات التي يحصلون عليها الآن ، كان ذلك أفضل.
في العمق: نهج هبوط المريخ: مشاكل هبوط الأحمال الكبيرة على سطح المريخ
ومن هنا جاء قرار الشراكة مع SpaceX. بشكل أساسي ، أبرم مشروع PDT صفقة لاستخدام تقنيات التصوير بالأشعة تحت الحمراء المحمولة جواً - التي تم تطويرها لدراسة مكوك الفضاء أثناء الطيران بعد حادث كولومبيا - لجمع البيانات عن الدفع الرجعي الأسرع من الصوت الذي تستخدمه SpaceX حاليًا لتطوير مركبة الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام.
هذا النوع من التعاون ليس له سابقة ، وكما قال براون لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني ، من شأنه أن يفيد كلا المشاركين بشكل كبير:
"هذه هي أول مجموعة بيانات عالية الدقة لنظام صاروخي تطلق في اتجاه السفر أثناء السفر بسرعات تفوق سرعة الصوت في الظروف ذات الصلة بالمريخ. إن التآزر بين اهتمام وكالة ناسا بتحسين دخولها إلى المريخ ، وقدرتها على الهبوط والهبوط واهتمام Space X والتشغيل التجريبي لنظام النقل الفضائي القابل لإعادة الاستخدام ، قد وفر فرصة فريدة للحصول على هذه البيانات بتكلفة منخفضة. سيمكّن تحليل مجموعة البيانات الفريدة هذه مهندسي النظام من استخلاص دروس مهمة لتسريب ارتجاع رجعي أسرع من الصوت في مهام وكالة ناسا المستقبلية التي قد تخفض في يوم من الأيام حمولات كبيرة كبيرة على سطح المريخ بينما تزود SpaceX برؤية هندسية لتعزيز تطويرها للنقل الفضائي القابل لإعادة الاستخدام النظام."
بعد محاولات فاشلة لتصوير الصاروخ في مهمتين سابقتين - 18 أبريل و 14 يوليو - نجح المشروع مع رحلة CRS-4 في 21 سبتمبر. تم إطلاق NASA ليلاً ، واعتمدت على طائرتين - WB-57 و NP-3D Orion - مجهزة بمستشعرات IR متوسطة الموجة لتوثيق إعادة دخول المرحلة الأولى من الصاروخ.
المرحلة الأولى هي جزء من الصاروخ يتم إشعاله عند الإطلاق ويحترق من خلال صعود الصاروخ حتى ينفد من الوقود الدافع ، وعندها يتم التخلص منه من المرحلة الثانية ويعود إلى الأرض. خلال عودتها ، أو نزولها ، التقطت وكالة ناسا صورًا عالية الجودة بالأشعة تحت الحمراء عالية الوضوح ورصدت التغييرات في عمود الدخان أثناء تشغيل المحركات وإيقافها.
شاهد فيديو اللقطات:
بالنسبة لناسا ، جاءت فترة الرحلة الأكثر صلة بالعمليات المستقبلية عبر كوكب المريخ عندما كانت المرحلة الأولى تسير على مسافة حوالي 30000 - 45000 متر (100000-150.000 قدم) فوق السطح. كان مستشعران الأشعة تحت الحمراء في منتصف الموجة - مثبتة في جراب الأنف على WB-57 وداخليًا على NP-3D - على بعد 60 ميلًا بحريًا من الصاروخ عندما أعاد إشعال محركاته من أجل الدفع الرجعية الأسرع من الصوت.
أنتج هذا الصور الخام التي ظهرت فيها المرحلة بعرض 1 بكسل وطول 10 بكسل ، ولكن التحسين اللاحق من قبل المتخصصين في مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز أدى إلى تحسين الدقة بشكل كبير.
قال تشارلز كامبل: "إن اهتمام وكالة ناسا ببناء قدرتنا على دخول المريخ وهبوطه وهبوطه واهتمام SpaceX وتشغيله التجريبي لنظام النقل الفضائي القابل لإعادة الاستخدام مكن من الحصول على هذه البيانات بتكلفة منخفضة ، دون الوقوف في مشروع طيران مخصص خاص به". مدير مشروع PDT في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا في هيوستن.
يقوم المهندسون في وكالة ناسا و SpaceX الآن بربط تلك البيانات بقياسات الشركة من إطلاق فالكون 9 في الحادي والعشرين من سبتمبر لحاملة شحن التنين إلى محطة الفضاء الدولية لتعلم بالضبط ما كانت تفعله السيارة من حيث تشغيل المحرك والمناورة عندما ولدت. التوقيعات التي جمعتها الطائرة.
