Astroscale هو فائز معرض Gizmodo للعلوم 2025 لتطوير قمر صناعي مصمم للتشجيع مع غير المرغوب فيه ، بهدف التقاطه وتوجيهه نحو قبر ناري في جو الأرض.
السؤال
هل يمكن لصناعة الفضاء تطوير تقنيات جديدة تساعد في معالجة مشكلة الحطام المتزايدة وخلق بيئة مدارية أكثر استدامة؟
النتائج
في 18 فبراير 2024 ، أطلقت Astroscale Adras-J (إزالة الحطام النشط بواسطة Astroscale-Japan) على متن Rocket Lab’s Electron Rocket. كان الهدف من المهمة هو إظهار قدرتها على التعامل ومراقبة وتوصيف المركبة الفضائية المنهارة.
كان هدف المهمة هو المرحلة العليا لصواريخ H-2A في اليابان. كانت هذه القطع من القمامة الفضائية في المدار منذ ما يقرب من 15 عامًا ، حيث يبلغ طولها حوالي 36 قدمًا (11 مترًا) وتزن 6613 رطلاً (3 أطنان). “في وقت مبكر من البرنامج ، كان لدينا قائمة كاملة من المرشحين” ، هذا ما قاله هيساشي إنوي ، كبير المهندسين في Astroscale Japan ، لـ Gizmodo. “لقد اخترنا الهدف الذي لم يكن بعيدًا ، وكان لدينا أيضًا بعض الملاحظات الأرضية والمعلومات حول الهدف وكيف يتصرف”.
بعد حوالي ثلاثة أشهر من إطلاقها ، جاءت مهمة Adras-J على بعد حوالي 50 قدمًا (15 مترًا) من مرحلة الصواريخ المنهارة. مع نهجها الوثيق غير المسبوق ، أصبحت Astroscale أول شركة تقترب من حطام كبير من الفضاء. وأوضح إينوي أن الحطام كان إنجازًا صعبًا ، حيث أن الحطام يطير في الفضاء بسرعة 4 أميال في الثانية (7 كيلومترات في الثانية) ، أو أسرع من سرعة الرصاصة.
على عكس مهام Rendezvous الأخرى ، لم تتمكن الشركة من التواصل مع جزء الصواريخ المنهارة. وقال “هذا غير مرغوب فيه ، إنه لا يخبرنا أين هو أو كيف يتحرك”. “وهذا يجعلها أكثر تعقيدًا من مجرد التحدث مع عميل تعاوني.”
نظرًا لأن هدفه غير مجهز بـ GPS ، كان على Adras-J Spacecraft الاعتماد على الملاحظات الأرضية المحدودة لتحديد موقع المرحلة الثانية التي قضاها وتراجعها. على الرغم من التحديات ، كان القمر الصناعي ناجحًا في الزحف على هدفه وأداء طيران لالتقاط الصور وبيانات المرحلة العليا.
كان Adras-J بمثابة مهمة مظاهرة ، مما يمهد الطريق للمتابعة التي ستحاول إزالة الحطام الحقيقي. بالنسبة للمهمة الثانية لـ Astroscale ، سيحاول القمر الصناعي مطابقة معدل التعثر في الصواريخ الضال ، وتوافق نفسه ، والرسو معها. بمجرد أن يتم رسمه ، سيستحوذ القمر الصناعي على الصاروخ بذراع آلية ويقلل من مداره باستخدام مدافعه قبل إطلاقه على مسار نحو جو الأرض. ستظهر السيارة التي تم إيقاف تشغيلها في جو الأرض ، مما يضع حداً لمهمة المدار.
لماذا فعلوا ذلك
يطير ملايين القطع من الحطام الفضائي حاليًا في مدار الأرض ، مع ما يقرب من 1.2 مليون منها يزيد عن 0.4 بوصة (1 سنتيمتر) ، وفقًا لتقرير صادر عن وكالة الفضاء الأوروبية. هذا كبير بما يكفي لإحداث أضرار كارثية لمركبة فضائية أخرى إذا تصطدم بها.
وقال إينوي: “إذا كنت تفكر في صناعة السيارات الأرضية ، فهناك كل هذه الخدمات المختلفة التي يتم إجراؤها بعد استخدام السيارة من قبل الشخص الأول. إنها إعادة استخدامها أو تجديدها أو إعادة تدويرها ، وتذهب إلى الاستخدام المستعملة”. “لكن في الفضاء ، تستخدم (مركبة فضائية) مرة واحدة ورميتها بعيدًا ، لكن هذا ليس جيدًا للاستدامة”.
أسس نوبو أوكادا Astroscale في عام 2013 ، مع التركيز على إزالة الحطام المداري وخدمة الأقمار الصناعية داخل المدار. تهدف الشركة التي تتخذ من طوكيو مقراً لها إلى تقليل الكمية المتزايدة للمساحة غير المرغوب فيها ، ليس فقط عن طريق إزالة المركبات الفضائية البديلة جسديًا ولكن أيضًا عن طريق تمديد عمر الأقمار الصناعية في الفضاء.
وقال إينوي: “من خلال الجمع بين كل هذه الأشياء ، لا أعتقد أننا ، بصفتنا Astroscale نفسها ، يمكن أن نغير استدامة العالم ، لكننا نأمل أن هذا سيؤدي إلى بدء بعض المهام من النوع الخدمات ، وسيؤيد العملاء طريقة التفكير هذه”. “نأمل في المستقبل ، وهذا سوف يتصل بالاستخدام المستدام للمساحة.”
لماذا هم فائز
في الوقت الذي تركز فيه الشركات الناشئة للفضاء على إطلاق المزيد من الأقمار الصناعية ، والمركبة الفضائية ، والصواريخ إلى المدار للاستخدام التجاري للمساحة ، فإن Astroscale هي واحدة من الشركات القليلة التي تروج لممارسة مستدامة تسمح للآخرين بالتعايش في البيئة المدارية.
لا تهدف الشركة فقط إلى إزالة الحطام المداري ولكن أيضًا لتمكين فحص الأقمار الصناعية ، والترحيل ، والوقود ، وغيرها من خدمات التمديد مدى الحياة. Astroscale هو الرائد في الاستخدام المستدام لمدار الأرض على أمل أن تحذو الشركات الأخرى حذوها وأن الحكومات في جميع أنحاء العالم تحدد متطلبات استخدام المساحة.
ماذا بعد
تم إطلاق القمر الصناعي القادم من Astroscale في وقت ما في عام 2027 ، مع أخذ جميع البيانات والدروس المستفادة من Adras-J وتطبيقها على مهمة المتابعة.
تم تصميم ADRAS-J2 لإزالة الصاروخ الياباني المنتهك من المدار باستخدام تقنية Artscale في Artscale Robotic Arm لالتقاطها وخفض مدارها. “نحن حاليًا في مرحلة التصميم” ، قال إنوي. “في النهاية سنبدأ في الحصول على المزيد من الأجهزة في المختبر وبدء اختبارها ، ثم نبدأ في بناء المركبة الفضائية العام المقبل.”
الفريق
من بين الأعضاء الرئيسيين في فريق Astroscale Nobu Okada ، المؤسس والرئيس التنفيذي ؛ كريس بلودبي ، كبير مسؤولي العمليات ؛ مايك ليندساي ، كبير مسؤولي التكنولوجيا ؛ نوبهيرو ماتسوياما ، المدير المالي ؛ ميليسا ، مهندس المهمة والمهمة ؛ أرييل كوهين ، مهندس برمجيات الطيران ؛ وجين فوجي ، كبير المهندسين.
انقر هنا لرؤية جميع الفائزين في معرض Gizmodo العلوم 2025.