المشاريع الضخمة
بوابة القمر: بناء الخطوة الأولى نحو النجوم
أضف Securities.io إلى مصادرك المفضلة على Google
المحطة الفضائية التالية
في تاريخ استكشاف الفضاء، كانت المحطات الفضائية علامة هامة، حيث مكنت وكالات الفضاء من تطوير واختبار عدد لا يحصى من الأنظمة المطلوبة للوجود الطويل الأمد في الفضاء. كما وفرت لنا نظرة على تأثير انعدام الوزن على جسم الإنسان وقدمت بنية آمنة لإجراء العديد من التجارب العلمية.
مع توقع بدء محطة الفضاء الدولية (ISS) في الخروج من المدار خلال بضع سنوات، قد يبدو أن محطة الفضاء الصينية الحديثة تيانغونغ، التي تفتح الآن للرواد غير الصينيين، والتي من المرجح أن تكون أولاً للرواد الروس، ستكون أكبر هيكل مأهول في الفضاء في المستقبل القريب.
تخطط الصين لزيادة عدد وحدات المحطة من 3 إلى 6 في السنوات القادمة. وهذا سيجعل كتلتها تصل إلى 180 طنًا متريًا، أي ما يعادل 40٪ فقط من كتلة محطة الفضاء الدولية التي تبلغ 450 طنًا.
المصدر: Wikipedia
لكن هذا غير صحيح، فهناك مشروع أكثر طموحًا من محطة الفضاء الدولية يجري بناؤه: بوابة القمر.
بوابة القمر هي حجر الزاوية في برنامج أرتميس، سلسلة من المهمات العميقة التي تهدف إلى إعادة الرواد الغربيين إلى القمر. يمكنك قراءة نظرة عامة على مهمات أرتميس والمنطق وراءها في “The Artemis Mission: Fly Me To The Moon (Again)”.
ستصبح بوابة القمر في النهاية نقطة ارتكاز لهبوط مهمات أرتميس على القمر والمهام المرتبطة بها. كما أنها ستكون أول محطة فضائية عميقة تدور حول جسم سماوي غير الأرض، حيث تقع على بعد حوالي ~350,000 كلم من الأرض (210,000 ميل)، بينما كانت محطة الفضاء الدولية تدور على ارتفاع 400km فقط فوقنا (250 ميل).
لماذا بناء بوابة القمر؟
التوافق مع تصميم أرتميس
تهدف مهمات أرتميس إلى إقامات طويلة الأمد على القمر تستغرق أيامًا وأسابيع، وفي النهاية إلى إقامة مستوطن دائم في ذلك المكان.
يمكنك قراءة حسابًا تفصيليًا لبرنامج أرتميس في التقرير المخصص الذي نشرناه مؤخرًا.
هذا يعني أن الكثير من المواد، والقطع الاحتياطية، والإمدادات، والطاقم، والمساعدة المحتملة يجب أن تكون موجودة في الجوار المباشر للمهام القمرية، وليس على بعد عدة أيام، حتى لو افترضنا أن الصاروخ جاهز للإطلاق فورًا. لهذا السبب ستكون مهمة أرتميس الرابعة مكرسة إلى حد كبير لبناء بوابة القمر، وهي محطة فضائية تدور حول القمر.
المصدر: Explore Deep Space
التاريخ الدقيق لمهمة أرتميس الرابعة غير واضح، حيث عانى البرنامج من تأخيرات متكررة. حاليًا، من المقرر أن تُطلق أرتميس الثانية في أبريل 2026، مع أرتميس الثالثة كأول هبوط بشري على القمر.
يجب فهم الجدول الزمني “ليس قبل 2027” على موقع ناسا المخصص لبوابة القمر بصورة أكثر واقعية على أنه يتراوح بين 2028-2030.
بوابة القمر كملاذ آمن
مكافحة الغبار
بشكل عام، تشعر ناسا ووكالات الفضاء بمزيد من الراحة بشأن الإقامات الطويلة في المحطات الفضائية مقارنةً بالسطح القمري. ذلك لأن لديهم خبرة واسعة في القيام بذلك بنجاح مع محطة الفضاء الدولية.
على النقيض من ذلك، سيقدم القمر سلسلة من التحديات الفريدة.
الأول هو وجود غبار القمر. على عكس الغبار على الأرض، فإن غياب الغلاف الجوي والتآكل يعني أن غبار القمر يتكون من جزيئات دقيقة حادة ومقشرة للغاية.
من المحتمل أن يتسبب ذلك بسرعة في تلف بدلات الفضاء، والأختام، والمعدات على السطح. لذا، فإن وجود مساحة آمنة خالية من الغبار عند عدم استكشاف القمر قد يكون منقذًا لحياة رواد أرتميس.
“الجزئيات حادة نتيجة ملايين السنين من تأثيرات الميكروميتيويد، لزجة بسبب القوى الكيميائية والكهربائية، وصغيرة جدًا. حتى كميات صغيرة من غبار القمر يمكن أن يكون لها تأثير كبير على المعدات والأنظمة.”
– جوش ليتوفسكي – مدير المشروع الذي يقود حملة اختبار التصاق غبار القمر لبوابة القمر
قد يؤثر السفر المنتظم إلى القمر في النهاية أيضًا على بوابة القمر، إذا تراكم غبار القمر بشكل كبير بعد عودة الرواد إلى المحطة، مما يؤدي إلى تراكم الغبار على السطح الخارجي للمحطة (ونأمل ألا يكون داخلها).
لهذا السبب تعمل ناسا على برنامج نمذجة وتحليل غبار القمر في مدار البوابة (GOLDMAP)، والذي يجب أن يتنبأ بكيفية تحرك الغبار واستقراره على الأسطح الخارجية للبوابة.
أظهرت محاكاة GOLDMAP الأولية أن غبار القمر يمكن أن يشكل سحبًا حول البوابة، مع التصاق الجسيمات الأكبر بالأسطح.
توفير مخيم منزلي
سبب آخر لبناء البوابة هو أنها ستوفر مساحة تخزين وسكنية كبيرة لا تحتاج إلى إنزالها على القمر. سيوفر ذلك المال والقدرة التقنية، مع زيادة الكتلة والحجم المثبتين في مدار القمر بهذه الطريقة.
أخيرًا، كمنطقة مستقلة قريبة، ستوفر للرواد موقعًا احتياطيًا في حال حدوث مشكلة على سطح القمر أثناء الاستكشاف. قد تجعل الميكروميتيويدات أو الأعطال التقنية موائل القمر غير صالحة للعيش، ولا يستطيع الرواد الانتقال إلى كبسولة إخلاء طارئة كما في محطة الفضاء الدولية إذا حدث ذلك. سيحتاجون إلى مخيم أساسي قريب قدر الإمكان.
إلى جانب هذه المهمات الحيوية، ستقدم بوابة القمر أيضًا خدمات لمهمة استكشاف القمر، مثل الاتصالات عالية السرعة، وتخزين ونقل عينات صخور القمر إلى الأرض، ومسح سطح القمر للعثور على موارد مثل الماء، إلخ.
نظرة عامة على هندسة البوابة
ستُبنى البوابة من 7 وحدات رئيسية، سيتصل بها مركبة أورايون، الكبسولة التي تحمل الرواد إلى مدار القمر من الأرض:
- فتحة الهواء للطاقم والعلوم، مقدمة من دولة الإمارات العربية المتحدة، لأداء المشاوير الفضائية.
- الموضع القمري I-Hab، مع مساكن ودعم حياة، مقدمة من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة الفضاء اليابانية (JAXA).
- HALO، مقدمة من نورثروب غرامان وناسا، وحدة سكن للطاقم.
- منظر القمر، أيضًا من ESA، مع مساحة شحن ونوافذ كبيرة.
- أنظمة الطاقة والدفع، تشمل 60 كيلواط من الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية، وهي الأكبر التي تم إنتاجها في مركبة فضائية.
- الوحدة اللوجستية، لتسليم الشحنات وتجارب علمية مستقبلية، داخل وخارج المحطة الفضائية، والتي ستستند إلى مركبة دراجون XL من سبيس إكس ومُحسّنة لحمل أكثر من خمس أطنان متريّة من الشحن إلى البوابة في مدار القمر.
- ستوفر كندا أيضًا الذراع الروبوتية Canadarm3، التي ستتمكن من التحرك إلى أجزاء مختلفة من المحطة.
المصدر: NASA
(يمكنك أيضًا مشاهدة نموذج ثلاثي الأبعاد متحرك بالكامل لبوابة القمر عبر هذا الرابط.)
بناء بوابة القمر
سيتم بناء عنصر الطاقة والدفع (PPE) بواسطة ماكسار، وستُبنى وحدة السكن واللوجستيات (HALO) بواسطة نورثروب غرامان (NOC ) وسيتم إطلاقهما أولاً بواسطة صاروخ سبيس إكس فالكون هيفي.
سيتم تركيب على HALO هوائي كبير لنظام الاتصالات القمرية HALO، الذي طورته ESA. سيتراوح معدل نقل البيانات من بضعة كيلوبت في الثانية إلى 25 ميغابت في الثانية حسب المسافة، وسيستهلك حتى 600 واط.
ستُوفر JAXA لوحة الطاقة الشمسية للـ PPE، وستزودها أيضًا ببطاريات للاستخدام عندما لا تكون المحطة في ضوء الشمس.
المصدر: NASA
ستقضي HALO وPPE حوالي عام في السفر إلى مدار القمر، باستخدام الدفع الشمسي الكهربائي عالي الكفاءة وجاذبية الأرض والقمر والشمس للوصول إلى وجهتهما.
بعد ذلك، ستُرسل مهمة أرتميس 4 إلى مدار القمر مركبة أورايون المأهولة ووحدة Lunar I-Hab Gateway، التي ستنضم إلى وحدة HALO.
المصدر: NASA
ستُجلب باقي الوحدات في تاريخ لاحق.
ستجلب أرتميس V وحدة Lunar View، وستنضم مركبة نظام الهبوط البشري إلى البوابة.
خلال مهمة أرتميس السادس، سيوفر مدخل الطاقم والعلوم للبوابة، المقدم من الإمارات العربية المتحدة (مركز محمد بن راشد للفضاء)، والذي سيسمح بنقل الطاقم والعلوم من وإلى فراغ الفضاء.
ستكون المساهمة الرئيسية لكندا هي Canadarm3، ذراع روبوتية على سطح بوابة القمر. هذا تحديث من Canadarm1، التي تم تركيبها على كل مكوك فضائي، وCanadarm2، التي تم تركيبها على محطة الفضاء الدولية.
ستساعد في صيانة وإصلاح وفحص البوابة، وإمساك المركبات الزائرة، ومساعدة الرواد أثناء المشاوير الفضائية، وتمكين التجارب العلمية في مدار القمر للبوابة.
المصدر: NASA
مدار البوابة البيضاوي الشكل سيوفر الوصول إلى كل من مناطق القطب الشمالي والقطب الجنوبي للقمر للمراقبة المدارية.
تجارب بوابة القمر
في حين أن الدور الأساسي للبوابة هو دعم مهمات استكشاف القمر المأهولة، فإنها ستقوم أيضًا بإجراء تجارب علمية خاصة بها.
سيركز الكثير من العلوم الأولية التي ستجرى على محطة بوابة القمر على الإشعاع القادم من الشمس والفضاء العميق.
ستوفر ESA مجموعة الجرعات الداخلية (IDA)، مع أدوات مقدمة من JAXA، لدراسة الإشعاع المحتمل داخل البوابة.
في الوقت نفسه، سترافق مجموعة تجارب قياس الإشعاع البيئي للفيزياء الشمسية (HERMES) ومجموعة حساسات الإشعاع الأوروبية (ERSA) على سطح HALO لقياس الإشعاع حول المحطة.
https://www.youtube.com/watch?v=6iRuXObDYUU (SPCX )
هذه مجموعة بيانات مهمة لجمعها، حيث ستكون بوابة القمر أول موطن فضائي خارج المجال المغناطيسي للأرض. وبالتالي، ستكون مستويات الإشعاع أعلى، وستكون أعلى بكثير أثناء العواصف الشمسية.
المصدر: NASA
ستكون أدوات الإشعاع نشطة أيضًا عندما تُنقل مكونات البوابة نحو مدارها القمري، مرورًا بحزام فان ألين الإشعاعي، وهو منطقة حول الأرض تُحبس فيها الجسيمات عالية الطاقة بواسطة المجال المغناطيسي لكوكبنا.
لذلك، ستُسهم هذه القياسات في تعزيز معرفة العلماء بالطقس الفضائي لمساعدتهم على فهم المخاطر التي يشكلها الإشعاع على كل من البشر والمواد.
ستكون هذه المعلومات حاسمة لأي مهمة فضائية مستقبلية إلى المريخ، التي قد تستغرق أشهرًا أو حتى سنوات من السفر إلى الفضاء العميق مع تعرض مماثل للإشعاع.
مستقبل بوابة القمر
مع توقع عمر أولي يبلغ 15 سنة، من المرجح أن تكون المهمة الرئيسية لبوابة القمر هي استكشاف القمر.
قد تكون، مع ذلك، محطة عبور لأول بعثة مأهولة إلى المريخ. السبب هو أنه بحلول ذلك الوقت قد لا تكون محطة الفضاء الدولية في الخدمة بعد. لكن من المنطقي أن يحصل الرواد على فترة عزل وتدريب في المدار قبل الانطلاق في رحلة متعددة السنوات. لذا يمكن نقلهم أولاً إلى بوابة القمر، ثم إلى السفينة الفضائية (أو ربما سفينة سبيس إكس?) التي ستسافر إلى المريخ.
في هذا الصدد، قد تجعل وجود موطن فضائي كامل الوظائف مزودًا بالهواء والطعام والطاقم والطاقة والمعدات في الفضاء العميق بوابة القمر قاعدة تشغيل جيدة لأي عمل تجميع بشري قد يُطلب في إعداد سفينة مريخية مستقبلية.
موائل الفضاء المستقبلية
الموائل السداسية
قبل الخوض في عالم (الخيال العلمي لا يزال) الموائل الفضائية الضخمة القادرة على استيعاب مئات أو حتى ملايين الأشخاص، سيتعين على تصنيع الفضاء تحقيق تقدم كبير.
الخطوة الأولى الأكثر احتمالًا هي التخلي عن النظام الوحدوي المجرب المستخدم في محطة الفضاء الدولية وبوابة القمر.
بدلاً من ذلك، من المحتمل أن يكون تجميع المكونات المطلوبة في الفضاء أكثر كفاءة بكثير.
“مع اقتراب البشرية من أن تصبح نوعًا فضائيًا، سننمو بسرعة خارج الأنابيب الصغيرة الأسطوانية التي عرفت القرن الأول من رحلات الفضاء.
المستقبل يكمن في الهياكل ذاتية التجميع، القابلة للتكيف، وإعادة التكوين.”
الفكرة هي استخدام وحدات سداسية ذاتية التجميع لبناء هياكل جيوديسية ضخمة، بدلاً من الوحدات الأسطوانية الجاهزة والمجمعة على الأرض التي نعرفها أكثر.
أحد الأمثلة على ذلك هو TESSERAE.
المصدر: Aurelia Institute
سوف يستفيد ذلك من القدرة الهائلة على الرفع للصواريخ مثل ستارشيب (150-200 طن)، وهو ما لم يتوفر لمصممي المحطات الفضائية من قبل.
يمكنك قراءة المزيد عن هذا المفهوم من المنشور العلمي الأولي لعام 2016 المكتوب بواسطة عالم MIT Ariel Ekblaw.
مثال آخر تم تطويره بواسطة Think Orbital، يهدف إلى إنشاء هيكل شبيه بالكرة القدم في الفضاء، بقطر يتراوح بين 4.5 إلى 20م (15-65 قدم)، مما يخلق حجمًا يتراوح بين 300 إلى 4000 متر مكعب.
المصدر: Think Orbital
الموائل الفضائية القابلة للنفخ
حتى الآن، تم بناء جميع المحطات الفضائية باستخدام وحدات صلبة، صُنعت على الأرض وتم تجميعها. مفهوم جديد يبدأ في تحدي هذا التصميم، وهو الموائل الفضائية القابلة للنفخ.
تعتمد هذه الفكرة على التقدم في علم المواد، مثل فيكتران، ألياف مصنوعة من بوليمر سائل-بلوري (LCP)، وهو مادة أقوى بخمس مرات من الصلب وأقوى بعشر مرات من الألمنيوم.
لوكهيد مارتن (LMT ) يختبر هذا المفهوم بالفعل، بالإضافة إلى ILC Dover، شركة تابعة لـ Ingersoll Rand (IR ) وSierra Space.
يوعد هذا التصميم بمساحة صالحة للعيش أكبر بكثير لنفس الكتلة مقارنةً بالوحدات الكلاسيكية. كما يمكنه أن يتناسب مع الحجم المحدود لمعظم الصواريخ، وهو ما يمكن أن يكون قيدًا حاسمًا بقدر الكتلة الإجمالية للمعدات الكبيرة.
يمكن استخدام هذه الموائل القابلة للنفخ للمحطات الفضائية، وكذلك للمحطات الدائمة على القمر أو المريخ.
دورة ألدرين
يمكن أن يكون أحد فروع بوابة القمر ما يُسمى دورة ألدرين، أو دورة المريخ، التي ستدور بشكل دائم بطريقة تجعلها تمر بانتظام بالقرب من كل من الأرض والمريخ (باللون الأخضر أدناه، مع الأحمر يمثل مدار المريخ والأزرق يمثل مدار الأرض).
المصدر: Ethan MacDonald
بهذه الطريقة، يمكنك بناء محطة فضائية دائمة للانتقال من وإلى المريخ بأقل متطلبات للوقود.
يمكن أن تحتوي على دروع إشعاعية أثقل وإنتاج طعام محلي، بالإضافة إلى غرف أكثر راحة واتساعًا ومرافق رياضية للحفاظ على لياقة الرواد رغم غياب الجاذبية.
سيوفر هذا وظيفة مشابهة لبوابة القمر، من خلال توفير بيئة أكثر أمانًا واتساعًا للرواد مقارنةً بالمركبة الفضائية، لكن لمهام استكشاف المريخ هذه المرة.
من المحتمل أن يكون هذا التركيب ضروريًا لأي تطوير اقتصاد مريخي يشمل أي نقل للطاقم أو سياحة فضائية.
الاستخدام المحلي للموارد
إن رفع أي شيء من المدار لا يزال يكلف آلاف الدولارات لكل كيلوغرام. وهذا ينطبق على الطعام، الماء، وحتى الهواء، ويجعل أي هيكل فضائي كبير أو سفينة فضائية مكلفة للغاية.
وحتى إذا أصبحت الصواريخ الفائقة الثقيلة مثل ستارشيب المحسّنة شائعة وتم تصنيعها بكميات كبيرة، من المحتمل أن يبقى هذا التكلفة فوق 100-200 دولار لكل كيلوغرام.
هذا يستبعد بعض الحلول التي قد تكون فعّالة ولكنها تتطلب الكثير من المواد، مثل، على سبيل المثال، طبقة سميكة بسمك متر من الماء لوقف إشعاع الفضاء العميق.
مع ذلك، إذا كان من الممكن استخدام الموارد المستخرجة من القمر أو من كويكب، فإن ذلك سيغير المعادلة تمامًا.
على سبيل المثال، حتى المذنب الصغير يمكن أن يوفر ملايين الأطنان من الماء، كافية لبناء دروع إشعاعية للمواصفات الفضائية، ومزارع فضائية ضخمة لإطعام الرواد دون الحاجة إلى رفع الطعام من الأرض.
يمكن قول الشيء نفسه عن المحطات الفضائية. على المدى الطويل، من المحتمل أن تشكل الألواح والعوارض المصنوعة من الحديد/الصلب/التيتانيوم/الألمنيوم الثقيلة، المنتجة بكميات كبيرة، العناصر الهيكلية للموائل الفضائية، مع الحصول على الموارد الخام من تعدين الكويكبات أو المصانع القمرية. وبالمثل، قد تُبنى القواعد القمرية من صخور القمر المطبوعة ثلاثيًا، بدلاً من المواد المستوردة.
الخلاصة
بوابة القمر مشروع طموح، يهدف إلى تحقيق العديد من الأوليات: أول محطة فضائية عميقة مأهولة، أول إقامة دائمة في مدار القمر، أول مستوطنة خارج الأرض ليست في مدار الأرض المنخفض (LEO).
في الوقت نفسه، هذا المشروع مشابه جدًا لمحطة الفضاء الدولية: فهو قائم على التعاون متعدد الجنسيات، مبني على التصميم الوحدوي الذي اختُبر في المحطات الفضائية السابقة، ومصمم أساسًا للتجارب العلمية وأغراض استكشاف الفضاء.
قد يكون هذا أيضًا الأخير من مثل هذه المحطات الفضائية، حيث تفتح الصواريخ الأكبر آفاقًا جديدة مع فلسفات تصميم مختلفة جذريًا.
قد تكون هذه الألواح المجمعة ذاتيًا، أو المحطات القابلة للنفخ، أو حتى لاحقًا إرسال معدات التعدين ومصانع إلى الفضاء للتصنيع المحلي.
لكن لا أحد من هذه المشاريع سيتحقق دون بوابة القمر أولًا، الوقت الذي سيخطو فيه البشر خارج حماية الأرض، ويستقرون بشكل دائم في الفراغ، على بعد مئات الآلاف من الأميال.
شركة مرتبطة بأرتميس
لوكهيد مارتن
LMT مخطط السعر
لوكهيد مارتن هي واحدة من أكبر شركات الطيران والدفاع في العالم، والتي غطيناها بالتفصيل في نوفمبر 2025 في “لوكهيد مارتن (LMT) تسليط الضوء: رائد في الدفاع والفضاء“.
باختصار، هذه هي الشركة وراء طائرات مثل مروحيات بلاك هوك أو F-16، بالإضافة إلى معدات متقدمة مثل F-35، طائرات رادار طائرة أو طائرات لوجستية مثل C-5 Galaxy وC-130J Super Hercules.
المصدر: Lockheed Martin
كما أنها منتج لبعض أهم أنظمة الصواريخ في الجيش الأمريكي مثل JAASM، Javelin، ATACMS، وHIMARS، التي تشهد طلبًا مرتفعًا جدًا بعد نفاد المخزونات بسبب الصراع في أوكرانيا.
كما أنها مزود مهم لأنظمة الدفاع الصاروخي مثل نظام أجياس البحري AEGIS وTHAAD (الدفاع الجوي عالي الارتفاع النهائي) ضد الصواريخ الباليستية.
المصدر: Lockheed Martin
مع ذلك، لا تقتصر أسلحة الشركة على ذلك فقط. لوكهيد هي المتعهد الرئيسي لتصميم وتطوير واختبار وإنتاج مركبة أورايون، والتي قد تكون الجزء الأقل جدلاً في برنامج أرتميس بأكمله.
تتضمن أورايون كاليستو، نظام مساعدة ذكاء اصطناعي يتحكم بالصوت، بالشراكة مع أليكسا من أمازون (AMZN )، والذي يضم أيضًا اختبارًا للدعم بالفيديو-محادثة من الأرض بالتعاون مع سيسكو (CSCO ).
المصدر: Lockheed Martin
هل سيُوسّع البرنامج في النهاية بفضل الإطلاقات الأرخص والأكثر تكرارًا باستخدام ستارشيب؟ قد يعزز ذلك إنتاج أورايون أيضًا.
متعلقًا أيضًا بأرتميس، أعلنت لوكهيد أنها أكملت اختبارات حرجة لنموذج أولي للوحة شمسية قمرية يمكنها العمل في أقطاب القمر الجنوبية. ومع ذلك، فقدت المشروع لصالح ليدوس (LDOS ) برنامج مركبة أرتميس الروفر.
الشركة نشطة في برامج فضائية أخرى، مثل أقمار الطقس GOES-R، جمع عينات الكويكبات عبر OSIRIS-REx، مسبار المشتري JUNO, وسترة واقية من الإشعاع يمكن ارتداؤها AstroRad،
بشكل عام، من الأنظمة العسكرية الرئيسية إلى المركبات والبرامج الفضائية المهمة على حد سواء، تتصدر لوكهيد مارتن الابتكار الأمريكي وتبدو أنها حافظت على تفوقها أكثر من العديد من منافسيها من مقاولين دفاعيين كبار. من المتوقع أن تستفيد الشركة من النسخ اللاحقة لبرنامج أرتميس، وكذلك من العديد من المهمات الأخرى في الفضاء العميق والمركزة على المريخ على المدى الطويل.
آخر الأخبار عن لوكهيد مارتن
