في عام 2010 ، أعلنت وكالة ناسا عن التزامها بإرسال مهمة طاقم إلى المريخ بحلول العقد الثالث من القرن الحادي والعشرين. تحقيقا لهذه الغاية ، عملوا بجد لخلق التقنيات اللازمة - مثل صاروخ نظام إطلاق الفضاء (SLS) والمركبة الفضائية أوريون. وفي الوقت نفسه ، فقد دخلوا في شراكة مع القطاع الخاص لتطوير المكونات والخبرات اللازمة للحصول على طواقم خارج الأرض والقمر.
تحقيقا لهذه الغاية ، منحت وكالة ناسا مؤخرا عقد المرحلة الثانية لشركة لوكهيد مارتن لإنشاء موطن فضائي جديد يعتمد على الدروس المستفادة من محطة الفضاء الدولية (ISS). سيعرف هذا الموطن ، المعروف باسم بوابة الفضاء العميق ، كميناء فضاء في مدار قمري سيسهل الاستكشاف بالقرب من القمر ويساعد في المهمات الطويلة الأمد التي تأخذنا بعيدًا عن الأرض.
تم منح العقد كجزء من برنامج Next Space Technologies for Exploration Partnership (NextSTEP) ، الذي أطلقته وكالة ناسا في عام 2014. في أبريل من عام 2016 ، كجزء من إعلان NextSTEP Broad Agency الثاني (NextSTEP-2) ، اختارت وكالة ناسا ست شركات أمريكية البدء في بناء نماذج ومفاهيم أرضية كاملة الحجم لهذا الموطن الفضائي العميق.
إلى جانب هذه الشركات المعروفة مثل Bigelow Aerospace و Orbital ATK و Sierra Nevada ، تم تكليف Lockheed Martin بالتحقيق في تصميمات الموائل التي من شأنها تعزيز المهام في الفضاء بالقرب من القمر ، كما أنها بمثابة أرضية إثبات للبعثات إلى المريخ. جوهريًا في ذلك هو إنشاء شيء يمكن أن يتكامل بشكل فعال مع SLS وكبسولة Orion.
وفقًا لمواصفات وكالة ناسا بشأن ما يشكل موطنًا فعالًا ، يجب أن يتضمن تصميم بوابة الفضاء العميق وحدة طاقم مضغوطة ، وقدرة على الإرساء ، وأنظمة تحكم في البيئة ودعم الحياة (ECLSS) ، وإدارة لوجستية ، وتخفيف الإشعاع ومراقبته ، وتقنيات السلامة من الحرائق ، والقدرات الصحية الطاقم.
تشمل مواصفات تصميم بوابة Deep Space Gateway أيضًا حافلة كهربائية وموطنًا صغيرًا لتمديد وقت الطاقم ووحدات لوجستية مخصصة للبحث العلمي. سيعتمد نظام الدفع على البوابة على الدفع الكهربائي عالي القدرة للحفاظ على مداره ، ونقل المحطة إلى مدارات مختلفة بالقرب من القمر عند الحاجة.
مع عقد المرحلة الثانية في متناول اليد ، ستقوم شركة لوكهيد مارتن بتحسين مفهوم التصميم الذي طورته للمرحلة الأولى. وسيشمل هذا بناء نموذج أولي كامل النطاق في مرفق معالجة محطة الفضاء في مركز كنيدي للفضاء التابع لناسا في كيب كانافيرال ، فلوريدا ، كما بالإضافة إلى إنشاء الجيل التالي من مختبر Deep Space Avionics Integration Lab بالقرب من مركز جونسون للفضاء في هيوستن.
كما قال بيل برات ، مدير برنامج NextSTEP التابع لشركة Lockheed Martin ، في بيان صحفي صدر مؤخرًا:
"من السهل أن تأخذ الأمور على أنها من المسلمات عندما تكون في المنزل ، ولكن رواد الفضاء الذين تم اختيارهم مؤخرًا سيواجهون تحديات فريدة. شيء بسيط مثل الاتصال بأسرتك يختلف تمامًا عندما تكون خارج مدار الأرض المنخفض. أثناء بناء هذا الموطن ، علينا أن نعمل في عقلية مختلفة أقرب إلى الرحلات الطويلة إلى المريخ لضمان الحفاظ عليها آمنة وصحية ومنتجة ".
سيكون النموذج الأولي بشكل أساسي عبارة عن وحدة لوجيستية متعددة الأغراض مجددة من دوناتيلو (MPLM) ، والتي كانت واحدة من ثلاث وحدات كبيرة تم نقلها في خليج حمولة مكوك الفضاء وتستخدم لنقل البضائع إلى محطة الفضاء الدولية. وسيعتمد الفريق أيضًا على "النماذج الأولية للواقع المختلط" ، وهي عملية يتم فيها استخدام الواقع الافتراضي والمعزز لحل المشكلات الهندسية في مرحلة التصميم المبكرة.
قال برات: "نحن متحمسون للعمل مع وكالة ناسا لإعادة استخدام قطعة تاريخية من معدات الطيران ، المصممة أصلاً لاستكشاف مدار الأرض المنخفض ، للعب دور في دفع البشرية إلى الفضاء العميق". "إن الاستفادة من القدرات الحالية ستكون فلسفة إرشادية لشركة Lockheed Martin لتقليل وقت التطوير وتحقيق أهداف القدرة على تحمل التكاليف التي تقدمها ناسا".
ستعتمد بوابة Deep Space Gateway أيضًا على القدرات المتقدمة لكبسولة طاقم Orion بينما يتم إرساء الطواقم مع الموطن. بشكل أساسي ، سيتألف هذا من الطاقم باستخدام Orion كسطح القيادة الخاص بهم حتى يمكن بناء وحدة قيادة أكثر ديمومة ودمجها في الموطن. ستسمح هذه العملية ببناء تدريجي للموئل وقدرات طواقمه لاستكشاف الفضاء البعيد.
كما أشار برات ، عندما يكون غير مأهول ، سيعتمد الموطن على الأنظمة التي أدرجتها شركة لوكهيد مارتن في نظامها جونو و مخضرم المركبات الفضائية في الماضي:
"نظرًا لأن بوابة Deep Space Gateway ستكون غير مأهولة لعدة أشهر في المرة الواحدة ، فيجب أن تكون قوية وموثوقة ولديها القدرات الروبوتية للعمل بشكل مستقل. إنها في الأساس مركبة فضائية روبوتية مناسبة تمامًا للبشر عندما يكون Orion موجودًا. تلعب تجربة لوكهيد مارتن في بناء مركبة فضائية كوكبية مستقلة دورًا كبيرًا في تحقيق ذلك ".
ستُجرى أعمال المرحلة الثانية على مدى الأشهر الـ 18 المقبلة ، ومن المتوقع أن تحسن النتائج (التي قدمتها وكالة ناسا) فهمنا لما هو مطلوب لجعل العيش على المدى الطويل في مكان بعيد ممكنًا. كما هو مذكور ، سوف تستخدم شركة لوكهيد مارتن هذا الوقت أيضًا لبناء مختبر Deep Space Avionics Integration Laboratory ، والذي سيكون بمثابة وحدة تدريبية لرواد الفضاء ويساعد في القيادة والتحكم بين البوابة وكبسولة Orion.
بالإضافة إلى تطوير بوابة Deep Space Gateway ، تلتزم وكالة ناسا أيضًا بإنشاء وسيلة نقل فضائية عميقة - وكلاهما حاسمان لـ "رحلة إلى المريخ" المقترحة من وكالة ناسا. في حين أن البوابة هي جزء من المرحلة الأولى من هذه الخطة - مرحلة "الاعتماد على الأرض" ، والتي تنطوي على استكشاف بالقرب من القمر باستخدام التقنيات الحالية - ستركز المرحلة الثانية على تطوير قدرات طويلة الأمد خارج القمر.
لهذا الغرض ، تسعى وكالة ناسا إلى إنشاء مركبة قابلة لإعادة الاستخدام مصممة خصيصًا للبعثات ذات الطاقم إلى المريخ وأعمق في النظام الشمسي. سيعتمد النقل في الفضاء العميق على مزيج من الدفع الكهربائي الشمسي (SEP) والدفع الكيميائي لنقل أطقم النقل من وإلى البوابة - والتي ستكون أيضًا بمثابة محطة خدمة للتزود بالوقود للمركبة الفضائية.
ومن المتوقع أن تتوج هذه المرحلة الثانية (مرحلة "إثبات الأرض") في نهاية عشرينيات القرن العشرين ، حيث ستتم مهمة طاقم مدتها عام واحد. ستتألف هذه المهمة من طاقم يتم نقله جواً إلى بوابة الفضاء العميق والعودة إلى الأرض بغرض التحقق من جاهزية النظام وقدرته على القيام بمهام طويلة الأمد مستقلة عن الأرض.
سيؤدي ذلك إلى فتح باب المرحلة الثالثة من الرحلة المقترحة ، والتي يطلق عليها مرحلة "الأرض المستقلة". في هذا المنعطف ، سيتم نقل وحدة السكن وجميع مكونات المهمة الضرورية الأخرى (مثل مركبة شحن مارس) إلى مدار حول كوكب المريخ. من المتوقع أن يتم ذلك بحلول أوائل عام 2030 ، وستتبعه (إذا سارت الأمور على ما يرام) بعثات إلى سطح المريخ.
في حين أن مهمة الطاقم المقترحة إلى المريخ لا تزال بعيدة ، فإن العمارة تتشكل تدريجياً. بين تطوير المركبة الفضائية التي ستجعل عناصر المهمة وطاقمها إلى الفضاء الحلقي - SLS و Orion - وتطوير موائل الفضاء التي ستؤويهم ، نحن نقترب من اليوم الذي يطأ فيه رواد الفضاء الكوكب الأحمر في النهاية!
