فضاپیمای جدید ناسا به مدار می‌رود
سوخت رسانی به ماهواره در حال حرکت با سرعت ۲۶ هزار کیلومتر در ساعت
سازمان فضایی آمریکا، ناسا، در حال ساخت یک فضاپیمای رباتیک است که می‌تواند به ماهواره‌های موجود در مدار زمین که در حال حرکت با سرعت بسیار بالا هستند سوخت برساند، تعمیرشان کند و یا آن‌ها را ارتقا دهد.
این فضاپیمای رباتیک که «اوسم-۱» (OSAM-1) نام دارد، مجهز به بازوهای رباتیک و ابزارهای مورد نیاز برای تعمیر، سوخت‌رسانی و یا تعویض قطعات ماهواره‌ای است. تیمی از اپراتورها و مهندسان در زمین از راه دور مدیریت عملیات تعمیر و ارتقا را برعهده خواهند داشت.
ایده اصلی برای سرویس ماهواره ای به فضاپیما، زاییده فکر مهندس مشهور ناسا «فرانک سپولینا» است که سابقه تعمیر فضاپیما در مدار را دارد و پیشتر با طراحی ابزارها و روش‌های تخصصی، تیمی را برای تعمیرات تلسکوپ فضایی هابل رهبری کرده است.
آقای سپولینا که چندین نسل از مهندسان را آموزش داده است می‌گوید: «تنها پرتاب ماهواره‌ها به مدار کافی نیست، بلکه به دلایل اقتصادی و علمی باید راهی برای تعمیر آن‌ها نیز پیدا کنیم.»
این نخستین باری است که طراحی فضاپیمای تعمیراتی یک ردیف بودجه ناسا را به خود اختصاص داده است. راس هنری، مدیر خدمات باربری اوسام-۱ می‌گوید: «وقتی برای اولین بار کاری را انجام می‌دهید، فناوری‌ها و فرایندها و موانع جدید زیادی وجود دارند. ما با چندین سامانه نو روبرو هستیم؛ مانند یک سیستم انتقال پیشران منحصر به فرد و دو بازوی روباتیک که می‌توانند از ۱۱ ابزار خاص استفاده کنند.»
اولین پرواز آزمایشی این فضاپیما سوخت‌رسانی به «لندست ۷»، یک ماهواره رصد جغرافیایی و اقلیمی که از سال ۱۹۹۹ در مدار زمین قرار دارد، تعریف شده است. در این ماموریت این فضاپیما به مدار پایین زمین می‌رود تا به لندست ۷ سوخت جدید برساند و همچنین این ماهواره را به مدار جدیدی منتقل کند.
نقطه قوت اوسام-۱ این است که ماهواره‌هایی را در هوا تعمیر می‌کند که اصلا برای دریافت چنین خدماتی ساخته نشده‌اند. برای مثال لندست ۷ که در مداری در ۷۰۵ کیلومتری زمین در حال چرخش است مانند بسیاری از ماهواره‌های دیگر هرگز قرار نبوده سرویس خدماتی دریافت کند و به همین خاطر اوسام -۱ نمی‌تواند تنها در کنارش بلند شود و خیلی ساده یک شلنگ سوخت به آن وصل کند.
در واقع اوسام-۱ برای انجام ماموریت خود ابتدا باید به اندازه کافی به ماهواره نزدیک شود تا یکی از بازوهای رباتیکش بتواند با گیره اتصال به لندست ۷ متصل شود. سپس باید پوشش حرارتی عایق چندلایه لندست ۷ را برش داده و آن را خارج کند تا دریچه‌های تخلیه نمایان شوند.
در این‌جا مانع مهم دیگری وجود دارد: در واقع چون قبلا نیازی به سوخت‌گیری مجدد دیده نشده بود، درپوش باک با سیم‌های متعدد پوشانده و به نوعی مهر و موم شده است، درنتیجه باید آن‌ها با قیچی‌های مخصوص برش داده شوند و سپس درپوش‌های ایمنی اضافی نیز کنار زده شود تا فضاپیما بتواند به مخزن سوخت دسترسی پیدا کند. همه اینها در حالی اتفاق می‌افتد که هر دو فضاپیما و ماهواره با سرعتی در حدود ۲۶ هزار و پانصد کیلومتر در ساعت در حال حرکت هستند.
پس از اتصال نهایی به محفظه سوخت، اوسام-۱ با یک سیستم شلنگ جمع‌شونده ۱۱۵ کیلوگرم سوخت را به ماهواره لنست ۷ منتقل خواهد کرد. ۲۱ دوربین به عنوان بخشی از یک سیستم حسگر بینایی تخصصی طراحی شده‌اند تا به اپراتورهای راه دور اجازه دهند عملیات را از هر زاویه‌ای ببینند. نورافکن‌های تعبیه‌شده نیز روشنایی را برای ادامه کار حتی در طول شب مداری فراهم می‌کنند. این شب مداری هر ۵۰ دقیقه یکبار اتفاق می‌افتد.
لندست ۷ که در زمینه مطالعات اقلیمی و نقشه‌برداری‌ها از زمین کمک‌های بزرگی به دانشمندان کرده است، از آن رو انتخاب شده که در پایان عمر ماموریت خود قرار دارد و همینطوری به لحاظ مداری که در آن قرار دارد به راحتی قابل دسترسی است.
در حال حاضر تیم‌های مهندسی ناسا در آزمایشگاه‌های تخصصی مریلند که با دیوارها و پرده‌های مشکی پوشانده شده است، به دلیل شبیه‌سازی تاریکی فضا، در حال تمرین برای ماموریت هستند. علاوه بر سوخت‌گیری و تعمیر، مونتاژ و تعویض قطعات نیز از وظایف اوسام-۱ خواهد بود.
مهندسان ناسا در ایستگاه زمینی با کمک یک آنتن ارتباطی کاربردی به طول ۳ متر که روی بازوهای ۵ متری فضاپیما تعبیه شده با آن ارتباط خواهند گرفت. مسئولان ناسا می‌گویند تیمی از بهترین مهندسان رباتیک جهان را برای این پروژه به کار گرفته‌اند.
اوسام-۱ به صورت یک بار مصرف تعریف شده است و پس از تکمیل سرویس و پایان ماموریت در سال ۲۰۲۶، برنامه‌ریزی شده تا از مدار خارج شود و در جو زمین بسوزد.
ناسا می گوید تعمیر ماهواره‌ها به کاهش زباله‌های فضایی کمک می‌کند و آینده پایدارتری را برای اکتشافات فضایی ایجاد می‌کند.
این سازمان می‌گوید علم رباتیک مداری، یک فناوری مورد نیاز برای آینده است چرا که در طول ماموریت‌های انسانی طولانی‌مدت در منظومه شمسی و ساخت و نگهداری سازه‌ها در مدار ماه یا مریخ، نیاز به تعمیر و ارتقای ماهواره‌ها و فضاپیماها نیازی حیاتی خواهد بود.
