نجح روبوت في بناء هيكل في الفضاء بشكل مستقل للمرة الأولى في تاريخ استكشاف الفضاء، في إنجاز قد يفتح آفاقا جديدة أمام بناء وإصلاح الأقمار الصناعية والمنشآت الفضائية، دون الحاجة إلى إرسالها مكتملة من الأرض.
ووفقا لما ذكره موقع "space"، جاء الإنجاز ضمن مشروع "ASTRA"، الذي طوره معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) بتمويل من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA)، حيث تمكن روبوت متخصص في تجميع الهياكل من بناء هوائي عاكس في المدار باستخدام أغشية من مادة “كابتون” (Kapton)، وأنابيب من الألياف المركبة، ووصلات من الألومنيوم.
وقال سيرجيو بيليجرينو، أستاذ هندسة الطيران والهندسة المدنية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، إن هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها روبوت من بناء هيكل بشكل مستقل في الفضاء.
بناء المنشآت الفضائية دون قيود الصواريخ
يمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو تطوير تقنيات بناء المنشآت الفضائية مباشرة في المدار، إذ إن الأجسام التي تنطلق على متن الصواريخ تكون مقيدة بحجم الغلاف الخارجي للصاروخ، وهو الجزء الذي يحمي الحمولة خلال رحلتها إلى الفضاء.
لكن بناء المنشآت بعد الوصول إلى المدار يتيح إمكانية إنشاء هياكل أكبر بكثير مما يمكن نقله مكتملًا من الأرض، وهو ما قد يكون ضروريا مع تزايد الحاجة إلى الأقمار الصناعية الضخمة وشبكات الاتصالات الفضائية، إلى جانب مشروعات الحوسبة المرتبطة بالذكاء الاصطناعي.
وأوضح بيليجرينو، أن هذه التقنية يمكن أن تكون مفيدة ليس فقط في علم الفلك والفيزياء الفلكية، بل أيضا في مجال الاتصالات، وبناء المصفوفات الشمسية الضخمة التي يمكن استخدامها في مشروعات الطاقة الشمسية الفضائية.
روبوت يبنى هوائيا فى المدار
تمكن مشروع ASTRA من بناء هيكل يبلغ عرضه نحو 1.4 متر في المدار، باستخدام روبوت متخصص في التقاط أجزاء الهيكل وتجهيزها في المواقع المحددة، ثم تثبيتها على منصة التجميع.
وجاءت التجربة ضمن برنامج أوسع لوكالة DARPA يحمل اسم "NOM4D"، وهو اختصار لبرنامج يهدف إلى تطوير تقنيات تصنيع المواد والمنشآت في المدار وعلى سطح القمر، مع التركيز على تقليل الكتلة المستخدمة في عمليات البناء.
ويستهدف البرنامج مستقبلا إنشاء هياكل فضائية ضخمة قد يصل حجمها إلى مئات الأمتار أو حتى كيلومترات، وهي أحجام لا يمكن تحقيقها حاليا باستخدام تقنيات الإطلاق والبناء التقليدية.
وقال أندرو ديتور، مدير برنامج NOM4D، إن الهدف يتمثل في تمكين بناء منشآت ضخمة في الفضاء بكفاءة وقابلية للتوسع.
كيف نفذ الروبوت عملية البناء؟
بدأ فريق البحث بتطوير المهمة واختبار الأجهزة المستخدمة على الأرض، قبل إرسال المعدات إلى شركة Momentus لدمجها في مركبة النقل الفضائي "Vigoride 7".
وانطلقت المركبة في 30 مارس ضمن مهمة الإطلاق الجماعي Transporter-16 التابعة لشركة "سبيس إكس"، حاملة أجزاء مسبقة التجهيز من الهيكل، وذراعا روبوتية، ومكونات إضافية لاستكمال عملية البناء في المدار.
وكان المهندسون يتواصلون مع الروبوت لفترات محدودة بلغ مجموعها نحو 15 دقيقة يوميا، لإرسال الأوامر ومتابعة تقدمه أثناء التقاط المكونات ووضعها في المواقع المناسبة وتجميعها على منصة البناء.
ورغم نجاح التجربة، واجه الفريق بعض التحديات، أبرزها ضيق الوقت، وهو ما حال دون استكمال جميع أجزاء الهوائي المخطط لها. ومع ذلك، اعتبر الباحثون أن المهمة حققت هدفها الأساسي المتمثل في إثبات إمكانية تنفيذ عملية بناء مستقلة في الفضاء.
مستقبل بناء التلسكوبات والمنشآت الفضائية
يتطلع الباحثون إلى تطوير هذه التقنية لاستخدام الروبوتات في بناء مرايا تلسكوبات فضائية أكبر حجما، بما يسمح برصد أعماق أبعد من الكون، إلى جانب إنشاء هياكل أكثر تطورا للتلسكوبات الراديوية القادرة على التقاط الإشارات القادمة من مسافات كونية بعيدة.
كما يدعم برنامج NOM4D مشروعا آخر من جامعة إلينوي في أوربانا شامبين، يركز على تقوية الأنابيب المصنوعة من ألياف الكربون في المدار، ومن المقرر تنفيذ هذه التجربة على متن محطة الفضاء الدولية.
ويرى الباحثون أن نجاح هذه التجربة يمثل بداية لتطوير جيل جديد من الروبوتات القادرة على إنشاء وإصلاح المنشآت الفضائية، وهو ما قد يغير طريقة تصميم المهمات المستقبلية، ويقلل الاعتماد على نقل الهياكل الضخمة مكتملة من الأرض.
ووفقا لما ذكره موقع "space"، جاء الإنجاز ضمن مشروع "ASTRA"، الذي طوره معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) بتمويل من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة الأمريكية (DARPA)، حيث تمكن روبوت متخصص في تجميع الهياكل من بناء هوائي عاكس في المدار باستخدام أغشية من مادة “كابتون” (Kapton)، وأنابيب من الألياف المركبة، ووصلات من الألومنيوم.
وقال سيرجيو بيليجرينو، أستاذ هندسة الطيران والهندسة المدنية في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، إن هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها روبوت من بناء هيكل بشكل مستقل في الفضاء.
بناء المنشآت الفضائية دون قيود الصواريخ
يمثل هذا الإنجاز خطوة مهمة نحو تطوير تقنيات بناء المنشآت الفضائية مباشرة في المدار، إذ إن الأجسام التي تنطلق على متن الصواريخ تكون مقيدة بحجم الغلاف الخارجي للصاروخ، وهو الجزء الذي يحمي الحمولة خلال رحلتها إلى الفضاء.
لكن بناء المنشآت بعد الوصول إلى المدار يتيح إمكانية إنشاء هياكل أكبر بكثير مما يمكن نقله مكتملًا من الأرض، وهو ما قد يكون ضروريا مع تزايد الحاجة إلى الأقمار الصناعية الضخمة وشبكات الاتصالات الفضائية، إلى جانب مشروعات الحوسبة المرتبطة بالذكاء الاصطناعي.
وأوضح بيليجرينو، أن هذه التقنية يمكن أن تكون مفيدة ليس فقط في علم الفلك والفيزياء الفلكية، بل أيضا في مجال الاتصالات، وبناء المصفوفات الشمسية الضخمة التي يمكن استخدامها في مشروعات الطاقة الشمسية الفضائية.
روبوت يبنى هوائيا فى المدار
تمكن مشروع ASTRA من بناء هيكل يبلغ عرضه نحو 1.4 متر في المدار، باستخدام روبوت متخصص في التقاط أجزاء الهيكل وتجهيزها في المواقع المحددة، ثم تثبيتها على منصة التجميع.
وجاءت التجربة ضمن برنامج أوسع لوكالة DARPA يحمل اسم "NOM4D"، وهو اختصار لبرنامج يهدف إلى تطوير تقنيات تصنيع المواد والمنشآت في المدار وعلى سطح القمر، مع التركيز على تقليل الكتلة المستخدمة في عمليات البناء.
ويستهدف البرنامج مستقبلا إنشاء هياكل فضائية ضخمة قد يصل حجمها إلى مئات الأمتار أو حتى كيلومترات، وهي أحجام لا يمكن تحقيقها حاليا باستخدام تقنيات الإطلاق والبناء التقليدية.
وقال أندرو ديتور، مدير برنامج NOM4D، إن الهدف يتمثل في تمكين بناء منشآت ضخمة في الفضاء بكفاءة وقابلية للتوسع.
كيف نفذ الروبوت عملية البناء؟
بدأ فريق البحث بتطوير المهمة واختبار الأجهزة المستخدمة على الأرض، قبل إرسال المعدات إلى شركة Momentus لدمجها في مركبة النقل الفضائي "Vigoride 7".
وانطلقت المركبة في 30 مارس ضمن مهمة الإطلاق الجماعي Transporter-16 التابعة لشركة "سبيس إكس"، حاملة أجزاء مسبقة التجهيز من الهيكل، وذراعا روبوتية، ومكونات إضافية لاستكمال عملية البناء في المدار.
وكان المهندسون يتواصلون مع الروبوت لفترات محدودة بلغ مجموعها نحو 15 دقيقة يوميا، لإرسال الأوامر ومتابعة تقدمه أثناء التقاط المكونات ووضعها في المواقع المناسبة وتجميعها على منصة البناء.
ورغم نجاح التجربة، واجه الفريق بعض التحديات، أبرزها ضيق الوقت، وهو ما حال دون استكمال جميع أجزاء الهوائي المخطط لها. ومع ذلك، اعتبر الباحثون أن المهمة حققت هدفها الأساسي المتمثل في إثبات إمكانية تنفيذ عملية بناء مستقلة في الفضاء.
مستقبل بناء التلسكوبات والمنشآت الفضائية
يتطلع الباحثون إلى تطوير هذه التقنية لاستخدام الروبوتات في بناء مرايا تلسكوبات فضائية أكبر حجما، بما يسمح برصد أعماق أبعد من الكون، إلى جانب إنشاء هياكل أكثر تطورا للتلسكوبات الراديوية القادرة على التقاط الإشارات القادمة من مسافات كونية بعيدة.
كما يدعم برنامج NOM4D مشروعا آخر من جامعة إلينوي في أوربانا شامبين، يركز على تقوية الأنابيب المصنوعة من ألياف الكربون في المدار، ومن المقرر تنفيذ هذه التجربة على متن محطة الفضاء الدولية.
ويرى الباحثون أن نجاح هذه التجربة يمثل بداية لتطوير جيل جديد من الروبوتات القادرة على إنشاء وإصلاح المنشآت الفضائية، وهو ما قد يغير طريقة تصميم المهمات المستقبلية، ويقلل الاعتماد على نقل الهياكل الضخمة مكتملة من الأرض.
