محطة الفضاء الدولية(International Space Station ISS)


يعتبر يوم 20 نوفمبر عام 1998 أحد الأيام المشهودة في تاريخ استغلال الفضاء لصالح البشرية..ففي ذلك اليوم انطلق الصاروخ الروسي (بروتون) حاملاً الوحدة الأولى من محطة الفضاء الدولي, ووضعها في مدارها الصحيح..وأعقبه في يوم 4 سبتمبر انطلاق المكوك الأمريكي(انديفور) حاملاً العنصر, واجهتني من المحطة,وقام رواد الفضاء الأمريكيون بالسباحة في الفضاء ساعات طويلة لإجراء عملية الالتحام بين الوحدتين الأمريكية والروسية بنجاح...

والواقع أن هذا النجاح هو استمرار لجهود شاقة استمرت أكثر من 14 عاماً,واجهت البرنامج فيها مشاكل عديدة,وهددت بإلغائه أكثر من مرة.

والواقع أن فكرة إطلاق المعامل إلى الفضاء ليست جديدة, ففي الفترة بين عامي 1971 و 1982 أطلق الاتحاد السوفيتي (السابق) سبع محطات فضائية صغيرة.كانت أولها (ساليوت-1) عام 1971 وآخرها (ساليوت-7) التي أطلقت في ابريل 1982,وظلت في الفضاء حتى أواخر عام 1984,وزارها عدد كبير من رواد الفضاء من فرنسا وكوبا والهند,ومنها قامت أول امرأة بالسباحة في الفضاء وإجراء إصلاحات في المحطة.

وفي (ساليوت-7) أمضى ثلاثة من الرواد الروس 237 يوماً خلال عام 1984,وكانت هذه أطول مدة قضاها الرواد في الفضاء-في ذلك الوقت-ثم عادوا إلى الأرض وهجرت المحطة.

أما الأمريكيون فقد أطلقوا يوم25 مايو 1973 المحطة (سكاي لاب) وكانت أكثر تطوراًً و إمكانيات من المحطة (ساليوت) واستخدمت كمعمل فضائي,وأجريت فيها دراسات فلكية,وأبحاث طبية طويلة المدى,كما نفذت اطقمها مجموعة من التجارب العلمية من أهمها دراسة نمو البلورات في حالة انعدام الوزن.وقد تناوب على المحطة حوالي ثلاثة أطقم وانتهى عمرها يوم 11 يوليو عام 1979, بعد أن قضت في الفضاء أكثر من ستة أعوام, أتمت فيها حوالي 35 ألف دورة حول الأرض.

أما أخر المحطات الفضائية,التي سبقت محطة الفضاء الدولية,فكانت محطة مير الروسية,وقد أطلقت يوم 20 فبراير عام 1986,وظلت في الفضاء حتى 23 مارس عام 2001,أي ما يزيد عن 15 عاماً,توافد على المحطة خلالها 104 رواد فضاء من جنسيات مختلفة,وحقق بعضهم أرقاماً قياسية في القدرة على الحياة بعيداً عن الأرض في ظل ظروف انعدام الجاذبية,وكان أقدرهم على ذلك (فاليري بولياكوف) الذي قضى 437 يوماً في الفضاء بشكل متواصل في عامي 1994 و1995.. كما أجريت فيها أكثر من (17)ألف تجربة علمية مختلفة.

برنامج فريدوم:

في أوائل الثمانينات, كانت اكتشفت المخابرات المركزية الأمريكية أن السوفيت يعملون في برنامج لإنتاج وإطلاق محطة مدارية ضخمة, تظل في الفضاء سنوات طويلة... وفي ذلك الوقت,كانت الحرب الباردة على أشدها بين المعسكرين الشرقي والغربي,والتنافس على أنشطة الفضاء بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي في أوجه.

وفي عام 198, وطلبت الرئيس الأمريكي السابق (رونالد ريجان),عن برنامج لإنتاج محطة فضائية غربية,تشترك فيها أوروبا وكندا واليابان مع الولايات المتحدة. ورصد لهذا البرنامج ثمانية مليارات من الدولارات.. وتقرر أن يكون اسم المحطة (الحرية-Freedom),وأن يبدأ استخدامها عام 1992 وكانت البلدان لمشتركة في البرنامج هي الولايات المتحدة وكندا واليابان واثنتا عشر دولة أوروبية هي:فرنسا وبريطانيا وألمانيا وايطاليا وسويسرا وأسبانيا وهولندا والسويد والنرويج والنمسا.

وفي عام 1988 وقعت هذه الدول اتفاقاً يحدد واجبات وحقوق كل دولة حيال البرنامج.

وعندما حل العام 1992,كانت وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) قد أنفقت عشرة مليارات من الدولارات,ولم تحقق تقدماً ملموساً في البرنامج,بينما كانت موسكو قد أطلقت إلى الفضاء محطة مير يوم 20 فبراير عام 1986,واستحوذت على قدرٍ كبير من الاهتمام من وسائل الإعلام.

دعوة روسيا للاشتراك في برنامج (فريدوم):

وفي بداية 1992 كان الاتحاد السوفيتي قد تفكك,وانتهت الحرب الباردة وأصبح أعداء الأمس حلفاء اليوم,ودُعيت روسيا للاشتراك في برنامج محطة الفضاء (فريدوم). وافقت موسكو,وطلبت تغيير الاسم ليكون محطة الفضاء الدولية,وأجيبت إلى طلبها.ويرجع الخبراء موفقة موسكو إلى عدة اعتبارات سياسية واقتصادية وتكنولوجية,من أهمها الخبرات التي تراكمت لديها من برامج الفضاء السابقة,وبرنامج(مير-2) حيث كان الاتحاد السوفيتي السابق كان قد قطع شوطاً طويلاً في إنتاج أجهزة ومعدات تخص محطة فضاء جديدة تُضاف إلى المحطة الحالية أو تخلفها.

وتعهدت روسيا ببناء وحدتين رئيسيتين,هما وحدة الدفع والقيادة والسيطرة ووحدة الخدمات-سيأتي ذكرها تفصيلاً بعد قليل-وإلحاق صاروخ سايوز باستمرار على المحطة للعمل كقارب نجاة للطاقم في حالة الطوارئ,وتغييره بآخر كل ستة أشهر,والمساهمة في عمليات تموين المحطة بواسطة مركبة التموين الفضائية بروجرس... وأخيراً تدريب رواد الفضاء الأمريكيين,وكذا أطقم القيادة والسيطرة الأمريكية.

تدريب رواد الفضاء الأمريكيين:

بدأ تدريب الرواد الأمريكيين في محطة مير اعتباراً من شهر يونيو عام 1995,واستمر حتى شهر يونيو 1998,وخلال هذه الفترة تواجد واحد أو واحدة منهم باستمرار في المحطة وكان يتم تغييره دوريا بواسطة مكوك الفضاء الأمريكي الذي نفذ عشر رحلات لهذا الغرض.

كما أرسلت وكالة (ناسا) طاقماً من ثمانية خبراء إلى مركز القيادة والسيطرة على محطة مير,والمعروف باسم مركز (كورولوف) بالقرب من موسكو.ويتكون الطاقم من مهندسين وأطباء وضباط اتصال,وخصصت روسيا لهم غرفة مجهزة بالخرائط الإلكترونية وشاشات العرض, والحواسيب الإلكترونية,ووسائل الاتصال بالرواد الموجودين في محطة مير وكذا مركز جونسون الفضائي في مدينة هيوستن\تكساس كما قامت وكالة الفضاء الأمريكية بفتح مركز قيادة وسيطرة في جزيرة (والوب) للاتصال بالرواد الموجودين في محطة مير وفي مركز (كورولوف).

مهام المحطة

ستكون محطة الفضاء الدولية بعد استكمالها,بمثابة مجمع متكامل يحتوي على مجموعة من المعامل في العديد من التخصصات وسوف تُستخدم في تنفيذ مئات المهام التي يمكن بلورتها في ثلاث مجموعات رئيسية هي:

  1. العمل كمنصة إطلاق فضائية.
  2. إجراء أبحاث عن الفضاء الخارجي.
  3. تنفيذ ألاف التجارب العلمية,وتصنيع العديد من المواد التي يتعذر تصنيعها على الأرض.

العمل كمنصة إطلاق فضائية

من المقرر استخدام هذه المحطة كرصيف فضائي تنطلق منه المركبات الفضائية المكلفة باستكشاف ودراسة القمر,الذي تستحوذ فكرة استعماره على أذهان الساسة وخبراء الفضاء في الدول الكبرى خاصة في الولايات المتحدة.. وذلك إضافة إلى سفن الفضاء التي ترسل تباعاً إلى المريخ,وهو أيضاً من أهم كواكب المجموعة الشمسية التي تنال اهتماماً كبيراً من برامج وكالات الأنباء الأمريكية والأوروبية والروسية,خاصة وأنهم يفكرون في إرسال سفن مأهولة بالرواد إلى هذا الكوكب في غضون عشرين عاماً.

أبحاث الفضاء الخارجي

وتشمل هذه الأبحاث دراسات عن الظواهر الشمسية,والأشعة فوق البنفسجية والأشعة الكونية,والأشعة السينية (أشعة اكس) الناتجة عن انفجار النجوم,والتي لا يمكن قياسها من الأرض,لأن الغلاف الجوي يمنعها من الدخول,وكذا دراسة الظواهر المختلفة المؤثرة على بيئة الأرض..وغيرها من الأبحاث.

التجارب العلمية والإنتاجية

سوف توفر المحطة إمكانيات هائلة لإجراء ألاف التجارب العلمية, تشمل الأتي:

1-الآثار البيولوجية والفسيولوجية لانعدام الوزن على الإنسان والكائنات الحية.

2-إنتاج مواد جديدة تُستخدم في العديد من الصناعات الهامة,بما في ذلك أجهزة الليزر والحواسيب الإلكترونية,ووسائل الاتصال وأجهزة التحكم الآلي,وصناعة العدسات الدقيقة المُستخدمة في الأقمار الصناعية والتركيبات الكيميائية,وتصنيع بلورات لأنصاف الموصلات وأشباه الجوامد...وهذا لأن عملية الإنتاج في الفضاء,في ظل ظروف انعدام الجاذبية تمكن من الحصول على بلورات متجانسة وخالية من الشوائب وكبيرة الحجم.

3-إنتاج نوعيات خاصة من الأدوية لا يمكن تصنيعها إلا في الفضاء لسببين:أولهما خلو الفضاء من التلوث,وثانيهما انعدام الجاذبية,وهذا يمنع من تصاعد الغازات,وتكون الفقاقيع الناتجة عن التفاعلات المختلفة...وبالتالي تتكون بلورات تتميز بانتظام جزيئاتها,وتجانس أحجامها,وتمام تكاملها في ذرات متماثلة.

وقد اتضح من خلال التجارب التي أجريت في رحلات فضائية سابقة أنه يمكن تركيب وفصل هرمونات وأنزيمات جديدة يأمل العلماء في أن تحقق الشفاء لأمراض الشيخوخة والسرطان والإيدز.

4-الزراعة في الفضاء:وقد كانت المشكلة في الماضي أن كثيراً من هذه التجارب,وعمليات الإنتاج تحتاج إلى وقت طويل,لم تستطع أن توفره المركبات الفضائية الأخرى-باستثناء محطة (مير) –أما الآن فمن المُخطط أن تستمر المحطة الدولية في الفضاء لمدة عشرون عاماً.وستقوم خلالها بمجموعة كبيرة من المهام التي تقوم بها الأقمار الصناعية حالياً, ومن أهمها تصوير الأرض واكتشاف ما بها من موارد.

المكونات الرئيسية

تتكون محطة الفضاء الدولية من أكثر من مائة وحدة فرعية, ومن أهمها الأتي:

1-وحدة الدفع الأساسي والقيادة والسيطرة,وتسمى (زاريا) Zaria أي الغجر.

وهي الوحدة الروسية التي أطلقت يوم 20 نوفمبر 1998,وقامت وكالة الفضاء الروسية ببنائها وتكلفت 235 مليون دولار دفعتها وكالة الفضاء الأمريكية,ومن ثم فهي التي تمتلكها,وتزن(زاريا)22 طناً,وهي العمود الفقري للمحطة,والمركز الأساسي للدفع والقيادة والسيطرة,كما توفر القوى الكهربية,وأوامر الحواسيب الإلكترونية للمحطة أثناء عمليات التجميع الأولى,ثم تعمل بعد ذلك كمستودع ومركز توزيع للوقود ولذا فهي تحتوي على خزانات سعتها 6و1 أطنان مترية.

وتحتوى(زاريا) على 42 محركاً صاروخياً لتنفيذ المناورات اللازمة للمحطة,منها محركان كبيران لضبط إحداثيات المحطة في مدارها,و24 محركاً لإجراء المناورات,أما المحركات ال16 التالية فتُستخدم لعمليات الضبط الدقيق للارتفاع.

2-وحدة الربط واستقبال الرحلات الفضائية(يونيتي Unity ),وهي الوحدة الأمريكية التي حملها مكوك الفضاء الأمريكي يوم 4 ديسمبر عام 1998,وقام طاقمه بتركيبها وقد شمل الطاقم رائدة فضاء أمريكية ورائد روسي.

3-وحدة الخدمات الأساسية(Zvezda) أي النجمة..وقد أطلقت يوم 12 يوليو 2000 بواسطة الصاروخ بروتون,والتحمت آلياً بالوحدتين السابقتين يوم 25 يوليو.وبذا أصبح من الممكن لرواد الفضاء الإقامة الدائمة في المحطة,والبدء في تركيب باقي مكوناتها.

وكانت عمليات إنتاج وإطلاق هذه الوحدة قد تأخرت حوالي العامين بسبب الأزمة الاقتصادية في روسيا,مما أدى إلى توقف العمل في استكمال المحطة لفترة طويلة..وقد تكلفت هذه الوحدة 800 مليون دولار وقد رفضت وكالة ناسا أن تساهم فيها بأي مبلغ.

4-المعلم الفضائي الأمريكي (ديستني Destiny) وتكلف 1400 مليون دولار,ويحتوي على 13 حاسباً إلكترونياً من سبعة أنواع مختلفة مهمتها ربط المحطة بالعديد من مراكز السيطرة الأرضية المنتشرة في الولايات المتحدة وأوروبا وروسيا واليابان وكندا...أي في جميع الدول المشاركة في برنامج المحطة,ويبلغ حجم الفراغ الداخلي للمعمل 4750 قدماً مكعباً,منها 1100 قدم مربع للإعاشة والباقي للأجهزة وإجراء التجارب,ويُضيف المعمل 40% إلى المساحة المُخصصة للعمل في المحطة...وقد أطلق يوم 7 فبراير 2001 بواسطة المكوك انديفور.

5-الوحدة الأمريكية (ستار بورد-إس,Starboard-s),وتكلفت 390 مليون دولار,وتحتوي على حواسب إلكترونية ومنظومات اتصال,ومنظومة لضبط حرارة المحطة,وأجهزة يمكنها تبريد مساحة قدرها ثمانية ألاف قدماً مربعاً...وتحمل هذه الوحدة ثلاثة أجنحة من مصفوفات الخلايا الشمسية طولها 73 متراً,وتحتوي على 32800 خلية تقوم بتحويل ضوء الشمس إلى تيار كهربي مستمر قدره 64كيلو/وات يكفي لإمداد ثلاثين منزلاً بما تحتاجه من طاقة كهربائية,وهي لازمة لاستكمال العمل في المحطة وإجراء التجارب المختلفة.

وهناك مجموعة أخرى من الوحدات من أهمها:

  1. وحدة التجارب الأوروبية (كولومبس).
  2. وحدة التجارب اليابانية jem.
  3. وحدة تجارب أوكرانية,تُضاف إلى الوحدات الروسية.
  4. مركبة تموين فضائية,إنتاج فرنسي.
  5. المركبة الأمريكية(X-38),ومن المُفترض أن تعمل كقارب نجاة من الصاروخ سايوز.
  6. ثلاث وحدات خدمات إدارية-إنتاج إيطالي-وهي أوعية مُكيفة الضغط لحمل التجارب من وإلى المحطة.

وبالإضافة إلى الوحدات السابقة هناك مجموعة كبيرة من الأجهزة والمعدات التكميلية والآلات اللازمة لعمليات التركيب,ومن أهمها الذراع الآلي(candarm) الذي تكلف 600 مليون دولار,واشتركت في إنتاجه 26شركة كندية,وقد تم تركيبه في المحطة في ابريل 2001.

عمليات التركيب

يجري تركيب الأجزاء المختلفة في المحطة,بواسطة رواد يسبحون في الفضاء,بالاستعانة بالذراع الآلي السابق ذكرها...وتستغرق هذه العملية ساعات طويلة موزعة على عدة أيام...ومن المدهش أنها تجرى بينما يحلق الرواد والمحطة والأجزاء الجاري تركيبها في الفضاء بسرعة ثلاثين ألف كيلومتر في الساعة,ويرتدي الرواد أثناء ذلك حُلة خاصة تتكلف 12 مليون دولار,وتحتوي على مجموعة كبيرة من الأجهزة تشمل كاميرا تليفزيونية صغيرة,وأجهزة إرسال واستقبال تؤمن اتصالاً مرئياً وصوتياً وتعرض صورة تفصيلية لما يفعله الرواد أثناء عمليات التركيب في مركز جونسون الفضائي بمدينة هيوستن,وهي بالطبع مُكيفة الضغط والحرارة.

إدارة وتشغيل المحطة

قبل إطلاق وحدة القيادة والسيطرة(الوحدة الأولي) في 20 نوفمبر 1998,قامت وكالتا الفضاء الأمريكية والروسية بفتح مركزي قيادة وسيطرة في كلٍ من مركز جونسون في تكساس,ومركز كورولوف بالقرب من موسكو,وتتم السيطرة منها على عمل المحطة,حتى الآن,وبعدها تم تحديد أسماء الطقم الأربعة الأولى التي ستقود المحطة.

واتفق على أن يتكون الطاقم من ثلاثة رواد,وأن يتناوب الأمريكيين والروس على قيادته على أن يعاون القائد رائدان من الدولة الأخرى.

وبعد تركيب وحدة الخدمات(الوحدة الثالثة)في 25 يوليو 2000,أصبحت المحطة جاهزة لاستقبال الأطقم,وقام الصاروخ سايوز بنقل الطاقم الأول إليها يوم 31 أكتوبر 2000,وظل هناك للعمل كقارب نجاة,وبعدها توالت الرحلات المكوكية بواسطة أطلانطس وديسكفري انديفور,لخدمة المحطة ونقل الرواد منها وإليها..إضافة إلى الصاروخ سايوز ومركبة التموين الفضائية بروجرس.

التكلفة والعائد

كان مفهوماً منذ البداية أن الولايات المتحدة سوف تتحمل الجزء الأكبر من تكلفة محطة الفضاء الدولية-وهو ما حدث بالفعل-وكان التقدير المبدئي هو ثمانية مليارات دولار...وبعد سنوات قليلة تبين أن الإنفاق على المحطة تجاوز عشرين مليار دولار...أما الآن فقد أعلنت وكالة ناسا أنها ستتكلف مابين ستين وتسعين مليار دولار وقد تزيد عن ذلك.

ومع هذا فهناك إجماع على أن العائد من محطة الفضاء الدولية يتجاوز بكثير تكلفتها.

 

0 التعليقات: