نیروی فضایی آمریکا به دنبال پاسخ بازار برای سوخت‌گیری در مدار

ایالات متحده - خبرگزاری اخباری

نیروی فضایی آمریکا به دنبال پاسخ بازار برای سوخت‌گیری در مدار

نیروی فضایی ایالات متحده (U.S. Space Force) در حال ترسیم مسیری به سوی آینده‌ای است که در آن ماهواره‌ها می‌توانند در حین قرار داشتن در مدار سوخت‌گیری شوند؛ قابلیتی که وعده افزایش طول عمر ماموریت و بهبود انعطاف‌پذیری عملیاتی را می‌دهد. در اقدامی که قصد و نیت را بدون تعهد به یک شبکه لجستیکی در مقیاس کامل نشان می‌دهد، این سرویس اخیراً از طریق درخواستی برای اطلاعات (RFI) از صنعت ورودی درخواست کرده است. این ابتکار اولین گام حیاتی در پرورش بازار تجاری برای خدمات سوخت‌گیری مبتنی بر فضا است، با این انتظار که راه‌حل‌های اولیه تا سال 2030 عملیاتی شوند.

RFI توسط دفتر برنامه خدمات، تحرک و لجستیک (Servicing, Mobility and Logistics program office) در فرماندهی سیستم‌های فضایی (Space Systems Command) منتشر شده است. این درخواست به طور مشخص به دنبال "مفاهیم و رویکردهای فنی برای خدمات سوخت‌گیری برای مشتریان آماده در مدار" است و شرکت‌ها را دعوت می‌کند تا راه‌حل‌های نوآورانه برای این نیاز نوظهور ارائه دهند. کلر مارتین، معاون ارشد شرکت Astroscale U.S.، RFI را "گامی بسیار مثبت" توصیف کرد و بر اهمیت آن در پیشبرد این مفهوم تأکید نمود.

Astroscale در این حوزه فعالانه مشارکت دارد و وسیله نقلیه سوخت‌گیری خود، Provisioner، را که بخشی از آن توسط نیروی فضایی تأمین مالی می‌شود، توسعه می‌دهد. این شرکت در حال آماده‌سازی برای اولین ماموریت خود در مدار زمین‌ثابت (geostationary orbit) است، جایی که Provisioner عملیات سوخت‌گیری هیدرازین (hydrazine) را بر روی یک ماهواره نظامی ایالات متحده امتحان خواهد کرد. این ماموریت نشان‌دهنده یک نقطه عطف فنی مهم در اثبات امکان‌پذیری چنین عملیاتی است.

فراتر از جمع‌آوری ایده‌های جدید، نیروی فضایی در سال 2024 با انتخاب دو رابط سخت‌افزاری ترجیحی برای پورت‌های سوخت‌گیری، گام‌های ملموسی برداشت: RAFTI (Rapidly Attachable Fluid Transfer Interface) و PRM (Passive Refueling Module). این انتخاب‌ها راهنمایی روشن‌تری را برای تولیدکنندگان ماهواره و شرکت‌های خدماتی فراهم می‌کند و به آنها امکان می‌دهد فضاپیماهایی را طراحی کنند که قادر به اتصال و تعامل در مدار برای اهداف سوخت‌گیری هستند. این استانداردسازی برای قابلیت همکاری (interoperability) حیاتی تلقی می‌شود.

با این حال، انتخاب این پورت‌ها تنها آغاز کار است. وجود یک استاندارد رابط، تضمین‌کننده در دسترس بودن تعداد کافی از وسایل نقلیه "تانکر" نیست، و همچنین سازگاری پیشرانه‌ها را بین برنامه‌های مختلف یا قیمت‌گذاری رقابتی در مقایسه با تعویض صرف یک ماهواره تضمین نمی‌کند. علاوه بر این، سوالات مهمی در مورد چگونگی عملکرد وسایل نقلیه سوخت‌گیری در یک محیط رقابتی یا محروم باقی می‌ماند. نیروی فضایی هنوز دیدگاهی در مورد اینکه آیا بازار تجاری سوخت‌گیری به طور ارگانیک بالغ خواهد شد یا نیاز به حمایت مداوم دولتی برای توسعه آن خواهد داشت، ندارد.

Provisioner شرکت Astroscale مجهز به رابط RAFTI است که توسط Orbit Fab توسعه یافته است. رابط PRM توسط Northrop Grumman توسعه یافته است. مارتین توضیح داد که انتخاب دو رابط توسط نیروی فضایی، اذعان به این واقعیت است که چندین رویکرد فنی می‌توانند همزیستی داشته باشند. هدف، ترویج رقابت و اجتناب از وابستگی به یک فروشنده واحد، ضمن ترویج استانداردسازی است. اگرچه Provisioner از RAFTI استفاده می‌کند، Astroscale بر رویکرد "مستقل از رابط" (interface agnostic) خود تأکید می‌کند و بر ارائه خدمات به جای وابستگی به پیاده‌سازی فنی خاص تمرکز دارد.

مارتین همچنین خاطرنشان کرد که نیروی فضایی "زمان و تلاش زیادی را صرف ارزیابی آنها و قابلیت‌هایشان کرد" و RAFTI و PRM را بالغ‌ترین گزینه‌ها دانست. "آنها این رابط‌ها را مشخص کرده‌اند، اما بقیه را به صنعت واگذار کرده‌اند تا نحوه تعامل با آنها را تعیین کند." از منظر تدارکات، این انتخاب برای تسهیل قراردادهای خدماتی آینده در نظر گرفته شده است. اگر چندین برنامه ماهواره‌ای امنیت ملی، پورت‌های سازگار را اتخاذ کنند، دولت می‌تواند سوخت‌گیری را "به عنوان خدمت" خریداری کند، که تدارکات را ساده‌تر کرده و به طور بالقوه هزینه‌ها را در مقایسه با راه‌حل‌های سفارشی برای هر ماموریت کاهش می‌دهد.

RFI نشان می‌دهد که نیروی فضایی فراتر از ماموریت‌های نمایشی اولیه به سمت یک معماری عملیاتی گسترده‌تر نگاه می‌کند. مارتین اظهار داشت: "این نشانه خوبی است که کاری که آنها اکنون انجام می‌دهند، از این مرحله اولیه فراتر رفته و به آینده خواهد رفت." این مرحله آینده شامل سوالات پیچیده‌ای است که بسیار فراتر از پورت اتصال فیزیکی است.

شرکت‌هایی مانند Astroscale، Northrop Grumman و دیگران در حال توسعه "شاتل‌ها" یا "تانکر"های لازم هستند که پیشران را بین انبارها و ماهواره‌های مشتری حمل خواهند کرد. Northrop Grumman ماژول سوخت‌گیری فعال را برای فضاپیماهای مجهز به PRM توسعه داده است، در حالی که Orbit Fab سیستم نازل GRIP را برای رابط‌های RAFTI ایجاد کرده است. معماری کلی همچنان سیال است و مفاهیم مختلفی در مورد چگونگی تعامل این عناصر وجود دارد: یک وسیله نقلیه مشتری ممکن است به انبار سفر کند، یک انبار ممکن است به مشتری آورده شود، یا یک شاتل خدماتی اختصاصی ممکن است بین این دو حرکت کند.

ساخت این اکوسیستم پیچیده نیازمند هماهنگی قابل توجهی بین تامین‌کنندگان است. مارتین توضیح داد: "برای اینکه بلوک‌های سازنده‌ای را که می‌توانیم خدماتمان را بر اساس آنها بسازیم، به ما بدهد، باید بررسی کنیم که چگونه سوخت را به دست می‌آوریم. هیدرازین را از کجا می‌گیریم؟ ما باید با ارائه‌دهندگان واقعی پرتاب کار کنیم، بفهمیم که آیا نیاز داریم مستقیماً برویم، آیا می‌توانیم انتقال زمین‌ثابت انجام دهیم، در دسترس بودن پرتاب‌ها، اندازه وسیله نقلیه پرتاب." "بنابراین، این یک راه‌حل کامل صنعتی است که مورد نیاز خواهد بود."

در حالی که جدول زمانی پرتاب Provisioner شرکت Astroscale هنوز نهایی نشده است، یکپارچه‌سازی و آزمایش در حال انجام است و این شرکت می‌گوید: "ما امسال آماده پرتاب خواهیم بود." مقامات نیروی فضایی اشاره کرده‌اند که یک ماموریت آینده دو ماهواره کوچک مجهز به پورت RAFTI را برای آزمایش بیشتر این مفهوم مستقر خواهد کرد، که در آن یک ماهواره تلاش خواهد کرد به انبار پیشران Orbit Fab متصل شود و ماهواره دوم به شاتل سوخت Astroscale.

خبرگزاری اخباری