مركبات الطاقة الشمسية تستكشف الفضاء القمري

في الوقت الذي تخطط القوة الفضائية الأمريكية، للقيام بمهام محتملة في الفضاء القمري، وهي المنطقة الشاسعة بين الأرض والقمر، فإن أحد المخاوف والتحديات أمام تلك المهما، هو قيود الدفع الكيميائي التقليدي للمركبات الفضائية.
وقال شون أوسمان، عالم الفيزياء الفلكية ومؤسس شركة ريا سبيس أكتيفيتي، إن المركبة الفضائية التي تعمل بالطاقة الحرارية الشمسية، والتي تستخدم الماء كوقود رئيسي لها يمكن أن توفر بديلاً قابلاً للتطبيق.
وأضاف "أوسمان" إن عاكس الطاقة الشمسية، على شكل طبق مكافئ هوائي، سيُستخدم أيضًا لجمع ونقل إشارات الاتصال، و يمكن للمركبة الفضائية، المسماة Scorpius ، أن تدعم الاحتياجات العسكرية للمناورات في الفضاء، والعمليات الأخرى في منطقة cislunar على بعد مئات الآلاف من الأميال من الأرض.
وأشار إلى أن إيصال الحمولات بسرعة إلى وجهات خارج المدار المتزامن مع الأرض، ليس فعالًا مع الدفع الكيميائي، ويمكن للدفع الكهربائي أن ينقل حمولات كبيرة، ولكن قد يستغرق شهورًا أو سنوات للوصول إلى الفضاء القمري.
وتعمل وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) في برنامج يُعرف باسم صاروخ مظاهرة لعمليات Agile Cislunar (DRACO) على تطوير نظام دفع نووي حراري كبديل للدفع الكيميائي التقليدي.
ويقول بيو ريداوت Beau Rideout، مهندس الطيران في RSA ، إن إحدى المشكلات التي تواجه أنظمة مثل DRACO هي تحديات السلامة والسياسات في العمل مع المفاعلات النووية.
وأضاف أن مركبة Scorpius تعد بقدرات مماثلة ل، DRACO ولكن دون استخدام المواد المشعة لتحقيق مستوى دفع عالي الأداء.
ويعتمد مفهوم الدفع في RSA على نظام الدفع الحراري الشمسي الخاص بشركة Howe Industries ، والذي تم تطويره للأقمار الصناعية الصغيرة.
وفازت شركة Howe Industries ، ومقرها سكوتسديل بولاية أريزونا ، بعقود ناسا و DARPA لمحرك ThermaSat الخاص بها.
وقال تروي هاو، رئيس Howe Industries ، إن Scorpius هو "تطور جديد لمفهوم قديم، ويشير إلى أن الدفع الحراري الشمسي قد تمت دراسته على نطاق واسع منذ التسعينيات ولكنه اعتبر غير عملي.
وأضاف Rideout أن تصميم RSA سيكون أكثر فاعلية، لأنه يستخدم مناورات عالية الدفع بدلاً من مفهوم الاحتراق المستمر المنخفض، ويستفيد من بيئة الجاذبية الأرضية والقمرية.
وقد تم تصميم مفهوم Scorpius بناءً على مدخلات من مركز أنظمة الفضاء والصواريخ (SMC) التابع لقوة الفضاء الأمريكية، كما يقول أوسمان، الذي اضاف :"أنهم يريدون نظامًا ثنائي الوسائط، وطلبوا منا التفكير في حمولات مختلفة أو قدرات مختلفة يمكن استخدامها باستخدام نظام الدفع هذا."
وتابع: "لقد اقترحنا القيام بجزء الاتصالات لأن لدينا بالفعل هذا الطبق الضخم الذي يعمل أيضًا كجزء من بنية الدفع"، وأضاف: "وهكذا كانت تلك الفكرة بعيدة المنال التي توصلنا إليها وأحبتها SMC حقًا كطريقة جديدة لإجراء اتصالات الفضاء السحيق."