تُعتبر مهمة الصين لإنقاذ الأقمار الصناعية القمرية من مدار الأرض المنخفض إنجازًا رائعًا في مجال علم الفلك والفضاء 🚀. باستخدام حنكة فائقة في الحسابات المعقدة، والعمليات الدقيقة، نجحت الصين في إعادة الأقمار الصناعية DRO-A و B إلى مداراتها المقصودة حول القمر، بعد أن علقت في مدار الأرض المنخفض بسبب عطل في الصاروخ.
تم إطلاق الأقمار الصناعية في 13 مارس من العام الماضي على صاروخ تشانغ تشونغ 2C، لكن المرحلة العليا يوآنزينغ-1S فشلت في إرسال المركبة الفضائية إلى مدار انتقالي للقمر. يُرجّح أن هذه الأقمار الصناعية صغيرة الحجم، مُخصصة لاختبار التكنولوجيا، والاستفادة من مدارات رجعية بعيدة حول القمر، والتي تُعتبر مفيدة لاتصالات القمر ومراقبته. لكن الحجم الصغير يعني وقودًا محدودًا، مما يصعّب الوصول إلى مدار القمر دون مساعدة.
بدأ معهد ميكروسات، التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (CAS)، في عملية إنقاذ استثنائية استمرت 167 يومًا. شملت العملية خمسة مناوراتٍ مدارية، وخمسة تصحيحاتٍ لمسارها، وثلاثة مساعداتٍ جاذبيةٍ من الأرض والقمر. كانت الخطوات الأولى حروقًا محدودةً في نقطة الحضيض، لرفع نقطة الأوج تدريجيًا، ثم حرقٌ أكبر وضعَ المركبة الفضائية على مسارٍ غير نمطيّ للقمر.
عادةً، تتبع المركبات الفضائية المتجهة إلى القمر مسارًا أبسط، ما يُستهلك فيه الكثير من الوقود. لكنّ الصين استفادت من الديناميكيات الفوضوية حول نظام الأرض-القمر لتوفير الوقود. كان هذا النهج مُشابهًا لإنقاذ المركبة اليابانية هيتن في عام 1990، لكنّ عملية الصين كانت أكثر تعقيدًا نظرًا للوصول إلى مدار DRO (مدار مرتفع وطويل الأمد).
“خطأ صغير سيُبعدك عن هدفك مسافةً بعيدة” – جوناتان ماكدوال، جامعة هارفارد-سميثسونيان. يقول جوناتان ماكدوال، عالم فلك من جامعة هارفارد-سميثسونيان، إن ديناميكيات الفضاء اللازمة للوصول إلى القمر معقدةٌ أكثر من مهمات مدار الأرض، وأن إعادة التخطيط بسرعة تُعدّ بمثابة كابوس، مما يجعل نجاح المهمة رائعًا حقًا.
يتمثل “القبض الضعيف” في قدرة جسم سماوي على امتصاص مركبة فضائية جاذبيًا دون مناورةٍ دفعية كبيرة. هذه التقنية تُعدّ حاسمة لإدخال مدار القمر بكفاءة في استهلاك الوقود، وتتطلب توقيتًا دقيقًا وتعديلات دقيقة في المسار.
تُعتبر هذه الاستراتيجيات المدارية “الحديثة” استبدالًا للوقت بالوقود، حيث تستغرق عملية الإنقاذ وقتًا أطول ولكنها تُوفر الوقود. بمجرد وصولك إلى نقطة الأوج، يمكنك تغيير وجهتك النهائية كثيرًا بضربة بسيطة من الصواريخ. لكن الخطأ البسيط سيُبعدك عن هدفك مسافة بعيدة.
أوضّحت شرائح من عرضٍ لمؤسسة ميكروسات المسار المتعرّج الذي اتُبع لإيصال المركبة الفضائية إلى مدار القمر. مع ذلك، لم يُجِب المعهد على طلب التعليق.
انفصلت DRO-A و B عن بعضهما البعض بنجاح في مداراتهم المتأخرة البعيدة المقصودة. يبلغ أوج مدار الزوج حوالي 580,000 كيلومتر بالنسبة للأرض، وأوج قريب يبلغ حوالي 290,000 كيلومتر. يدور القمر حول الأرض على متوسط مسافة 385,000 كيلومتر، مما يُشير إلى مدار مرتفع للغاية فوق القمر.
تُختبر الأقمار الصناعية سمات المدار الفريد، وتقنيات الاتصالات مع قمر صناعي آخر، DRO-L، الذي تم إطلاقه قبل شهر من DRO-A و B إلى مدار أرضي منخفض. قد تُفيد الأقمار الصناعية هذه الخطط الصينية لإنشاء بنية تحتية للملاحة والاتصالات القمرية لدعم استكشاف القمر.
يُحمل DRO-A حمولة علمية في شكل جهاز رصد للسماء الكاملة لكشف انفجارات أشعة غاما، وخاصةً تلك المرتبطة بأحداث موجات الجاذبية، مثل التصادمات بين الثقوب السوداء، وتصادم النجوم النيوترونية، وسوبرنوفا. يعتمد هذا الجهاز على مهمة الصين السابقة GECAM لرصد أشعة غاما في مدار منخفض حول الأرض، ولكن مع مجال رؤية مفتوح في الفضاء العميق.
تُعزز عملية الإنقاذ هذه خطط الصين القمرية وأهدافها في علوم الفضاء، وتُظهر براعة الصين في الديناميكا الفلكية. يشير ماكدوال إلى مثالٍ آخر على هذه العملية في مهمة Asiasat 3 (HGS-1)، التي علق القمر الصناعي المتجه إلى مدار ثابت بالنسبة للأرض (GEO) في مدار إهليلجي لنقلٍ في عام 1997، مُحقّقًا إنجازًا رائعًا.
يقول ماكدول: “[هذا] يُظهر بالتأكيد أنّ الصين باتت الآن على قدم المساواة مع الولايات المتحدة في قدرتها على إدارة الديناميكا الفلكية المعقدة.”
حققت الصين أيضًا إنجازًا في مهمة عودة عينات من الجانب البعيد للقمر العام الماضي، وتخطط في العام المقبل للهبوط في القطب الجنوبي للقمر للبحث عن المواد المتطايرة بما في ذلك الماء. ستكون هذه القدرات ضرورية للحفاظ على عمليات القمر طويلة الأمد ودعمها مع خطط لإنشاء قاعدة قمرية دائمة في ثلاثينيات القرن الحالي.
المصدر: spectrum.ieee.org