احداث پمپ بنزین در فضا چقدر هزینه دارد؟

از آغاز عصر فضا با پرتاب اسپوتنیک ۱ در سال ۱۹۵۷، انسانها بیش از ۱۵۰۰۰ ماهواره را به مدار فرستاده اند که بیش از نیمی از آنها هنوز فعال هستند. بقیه آنها پس از اتمام سوخت و پایان عمر مفید خود، یا در جو زمین سوخته اند یا همچنان به عنوان تکه های فلزی بی مصرف به دور سیاره ما می چرخند
به نقل از سی ان ان، زباله های فضایی تهدیدی برای ایستگاه فضایی بین المللی و سایر ماهواره ها به شمار می روند ، به طوری که آژانس فضایی اروپا تخمین می زند که تاکنون بیش از ۶۴۰ برخورد یا رویداد غیرعادی منجر به تکه تکه شدن این ماهواره ها شده است.

هاله ای از زباله های فضایی در اطراف سیاره ما شکل گرفته که ۳۶۵۰۰ مورد از آن ها بزرگ تر از ۱۰ سانتی متر و ۱۳۰ میلیون قطعه از آن ها تا یک سانتی متر هستند. پاکسازی این زباله ها پرهزینه و پیچیده است و درحالی که چندین برنامه برای انجام این کار در جریان است، هنوز نتایج ملموسی به دست نیامده است.

یکی از راه های مقابله با این مشکل، توقف تولید زباله بیشتر است که با سوخت گیری مجدد ماهواره ها به جای از کار انداختن آنها پس از اتمام برق، امکان پذیر است.

دانیل فابر (Daniel Faber)، مدیرعامل اوربیت فاب (Orbit Fab) می گوید: در حال حاضر نمی توانید به ماهواره ها در مدار سوخت رسانی کنید. اما شرکت او در کلرادو می خواهد این وضعیت را تغییر دهد.

فابر توضیح می دهد:وقتی سوخت ماهواره ها تمام می شود، نمی توانید آنها را در مکان مناسب در مدار نگه دارید و آن ها به زباله های خطرناکی تبدیل می شوند که با سرعت های بسیار بالا در محیط اطراف شناور می شوند و خطر برخورد با آن ها وجود دارد. این در حالیست که کمبود سوخت یک الگوی کامل ایجاد می کند که با استفاده از آن افراد ماموریت های فضاپیمای خود را طراحی می کنند تا کمترین حد جابه جایی را داشته باشد.

این بدان معناست که ما نمی توانیم کامیون های یدک کش را در مدار داشته باشیم تا از شر هر زباله ای که به طور اتفاقی باقی می ماند خلاص شویم. ما نمی توانیم تعمیر و نگهداری انجام دهیم و حتی نمی توانیم چیزی را ارتقا دهیم. در صورت شکستن چیزی نمی توانیم آن را بازرسی کنیم. کارهای زیادی وجود دارد که ما نمی توانیم انجام دهیم و به روشی بسیار محدود عمل می کنیم. این ها مواردی هستند که ما در تلاشیم برای آن ها راه حلی ارائه دهیم.

مفهوم سوخت گیری و سرویس دهی به ماهواره ها در مدار توسط ناسا در سال ۲۰۰۷ مطرح شد، زمانی که این سازمان با همکاری دارپا (سازمان پروژه های پژوهشی پیشرفتهٔ دفاعی) و بوئینگ، ماموریت اوربیتال اکسپرس را (Orbital Express) را به فضا فرستاد. در این ماموریت دو ماهواره هدفمند وجود داشت. که با موفقیت لنگر به یکدیگر متصل شده و عملیات سوختگیری انجام دادند. بعدها، ناسا روی ماموریت سوخت گیری رباتیک (RRM) کار کرد و چالش های سوخت گیری ماهواره های موجود را بیشتر بررسی کرد.

اکنون این آژانس در حال کار بر روی OSAM- 1 است، که قرار بود در سال ۲۰۲۶ پرتاب شود و تلاش خواهد کرد تا به ماهواره لندست- ۷ (Landsat- 7) را که یک ماهواره رصدی زمین است و سوخت آن تمام شده سوخت رسانی کند.

فابر می گوید:این یک ماموریت برای سوخت رسانی به ماهواره هایی است که برای سوخت گیری آماده نشده بودند. بنابراین آن ها باید تحت عمل جراحی قرار بگیرند. باید برش داده شوند تا به لوله های سوخت دسترسی پیدا کنیم. این کار امکان تعمیرات ماهواره ای را فراهم می کند، اما هزینه دارد. ناسا اعلام کرد که ماموریت OSAM- 1 در مجموع حدود دو میلیارد دلارهزینه خواهد داشت.

شرکت اوربیت فاب هیچ برنامه ای برای رسیدگی به ناوگان ماهواره های موجود ندارد. در عوض ، می خواهد روی آنهایی که هنوز پرتاب نشده اند تمرکز کند و آن ها را به یک درگاه استاندارد به نام RAFTI، برای انتقال مایع با قابلیت اتصال سریع مجهز کند که به طور چشمگیری عملیات سوخت گیری را ساده می کند و هزینه ها را کاهش می دهد.

فابر می گوید:کاری که ما به دنبال انجام آن هستیم ایجاد یک تغییرات کم هزینه است. هنوز هیچ بندر سوخت تجاری برای سوخت گیری ماهواره در مدار وجود ندارد. با وجود تمام آرزوهای بزرگی که در مورد اقتصاد فضایی پرجنب وجوش داریم، واقعا چیزی که روی آن کار می کنیم درب مخزن سوخت است. ما یک شرکت تولید درب مخزن سوخت هستیم.

پمپ بنزین در فضا,احداث پمپ بنزین در فضا

شرکت اوربیت فاب که خود را با شعار «پمپ بنزین در فضا» تبلیغ می کند، روی سیستمی کار می کند که شامل درگاه سوخت، شاتل های سوخت رسانی که سوخت را به ماهواره های نیازمند می رساند و تانکرها یا پمپ بنزین های مداری است که شاتل ها می توانند از آن سوخت بگیرند. این شرکت قیمت ۲۰ میلیون دلاری را برای تحویل هیدرازین در مدار که رایج ترین پیشران ماهواره ای است، اعلام کرده است.

در سال ۲۰۱۸، این شرکت دو بستر آزمایشی را به ایستگاه فضایی بین المللی پرتاب کرد تا رابط ها، پمپ ها و لوله کشی را آزمایش کند. در سال ۲۰۲۱، Tanker- 001 Tenzing را پرتاب کرد که یک مخزن سوخت بود که طراحی سخت افزاری فعلی را نمایش می داد.

پرتاب بعدی این شرکت برای سال ۲۰۲۴ برنامه ریزی شده است. فابر می گوید: ما در حال تحویل سوخت در مدار زمین ثابت برای ماموریتی هستیم که توسط آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی هدایت می شود.

اولین مشتری خصوصی اوربیت فاب شرکت استرواسکیل (Astroscale) است که یک شرکت خدمات ماهواره ای ژاپنی است که اولین ماهواره طراحی شده برای سوخت گیری را توسعه داده است. این ماهواره که LEXI نام دارد، مجهز به درگاه های RAFTI است و در قرار است در سال ۲۰۲۶ پرتاب شود.

یک رویکرد اصلی

به گفته سیمون دامیکو (Simone D’Amico)، استادیار فضانوردی در دانشگاه استنفورد، که به اوربیت فاب وابسته نیست، ارائه خدمات در مدار یکی از کلیدهای تضمین توسعه ایمن و پایدار فضا است.

او می پرسد:آیا می توانید زیرساخت های زمینی، جاده ها و شهرها را بدون وجود پمپ بنزین و تعمیرگاه های خودرو تصور کنید؟ آیا می توانید اتومبیل یا هواپیماهای یکبار مصرف را تصور کنید؟ توسعه زیرساخت های فضایی و گسترش دارایی های فضایی در حال رسیدن به مرحله بحرانی است که دیگر بدون تغییر پارادایم پایدار نیست.

دامیکو اضافه می کند که دلایل زيادي وجود دارد که چرا این اتفاق زودتر از این رخ نداده است، از جمله اینکه تا همین اواخر با توجه به تعداد محدود فضاپیماها و این واقعیت که فناوری سرویس دهی در مدار به تازگی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شده است، این نیاز درک نشده بود.

در ابتدا، اوربیت فاب قصد دارد بازار خود را به عنوان تأمین کننده سوخت برای شرکت هایی مانند استرواسکیل که در حال برنامه ریزی برای بازرسی، تعمیر و ارتقای ماهواره های موجود در مدار یا جمع آوری زباله های فضایی هستند، پیدا کند. به گفته فابر، موفقیت در این بخش می تواند شرکت های بزرگ مخابراتی را که تعداد زیادی ماهواره را اداره می کنند، متقاعد کند که کسب وکار خود را متحول کرده و سوخت گیری و سرویس دهی را بپذیرند.

او ادامه داد: زمانی که الگوی ارسال و تحویل سوخت در مدار مشخص شد، گام بعدی شروع ساخت سوخت در آنجا است. او می گوید:در ۱۰ یا ۱۵ سال، ما می خواهیم پالایشگاه هایی در مدار بسازیم و موادی را که از زمین پرتاب می شوند به طیف وسیعی از مواد شیمیایی که مردم آن ها را می خرند تبدیل کنیم. ما می خواهیم تامین کننده مواد شیمیایی صنعتی برای صنعت فضای تجاری در حال ظهور باشیم