داخل خطة ULA لتوظيف 1000 شخص في الفضاء بحلول عام 2045

اقتصاد الفضاء ULA

ابتكر تحالف الإطلاق المتحد (ULA) خطة يمكن أن تمكن اقتصادًا فضائيًا قويًا يعتمد على إعادة تزويد المركبات الفضائية بالوقود بعيدًا عن الأرض. (رصيد الصورة: ULA)



غولدن ، كولورادو - حدد مزود إطلاق أمريكي رئيسي خطة تقول الشركة إنها ستساعد في تمكين اقتصاد الفضاء على أساس إعادة تزويد المركبات الفضائية بالوقود في مدار الأرض.



المبادرة التي أطلق عليها اسم `` رؤية 1000 سيسلونار '' تتوقع اقتصادًا مستدامًا ذاتيًا يدعم 1000 شخص العيش والعمل في فضاء الأرض والقمر ما يقرب من 30 عامًا من الآن. ينبع المفهوم من التحليل والعمل الفني المستمر من قبل United Launch Alliance (ULA) ، وهو مشروع مشترك بين شركة Lockheed Martin وشركة Boeing Co التي توفر عمليات الإطلاق على متن صواريخ أطلس ودلتا.

يتضمن العنصر المركزي للخطة استخدام مرحلة صاروخ Centaur المحسّنة تسمى ACES (المرحلة المتطورة المبردة المتقدمة). تم تصميم هذه المرحلة العليا من الأكسجين السائل / الهيدروجين السائل لتكون قابلة لإعادة الاستخدام ويمكن إعادة التزود بالوقود ، ربما عن طريق الوقود المصنوع باستخدام المياه المستخرجة من القمر أو الكويكبات الأرضية. [ رؤى قاعدة القمر: كيفية بناء مستعمرة قمرية (صور) ]



رسم يصور أساسيات ULA

رسم يصور أساسيات 'رؤية 1،000 Cislunar' الخاصة بشركة ULA ، وهي خطة تعتمد على شراء وقود دافع من مصادر الأرض.(رصيد الصورة: ULA)

تم تفصيل خارطة طريق لتحقيق رؤية Cislunar 1000 في الاجتماع المشترك السابع للمائدة المستديرة لموارد الفضاء وندوة علوم تعدين الكواكب والأرض ، والتي عقدت هنا في الفترة من 7 يونيو إلى 9 يونيو.



تعدين القمر

قال جورج سويرز ، نائب رئيس البرامج المتقدمة لشركة ULA ومقرها كولورادو: 'إن ACES هو الابتكار الذي نجلبه للتأثير على هذه الفكرة ، لبدء الحديث عن الوقود القمري وتحديد نقاط الأسعار'. 'ما يجعل ACES فريدًا هو التكنولوجيا التي نطورها حاليًا تسمى سوائل المركبات المتكاملة.'

أخبر سوورز ProfoundSpace.org أن خريطة الطريق تتضمن أيضًا ناقلة تسمى XEUS. ستستخدم XEUS 'مجموعة' تزيد من مرحلة ACES ، مما يسمح للمركبة بالهبوط أفقيًا على سطح القمر وتخزينها وقود من مناجم القمر للانتقال إلى 'نقطة اهتزاز' مستقرة جاذبيًا في نظام الأرض والقمر المعروفة باسم L1.

يتم عمل XEUS بالتعاون مع مقرها في كاليفورنيا ماستن لأنظمة الفضاء قال سورز.



وقال 'إن التكنولوجيا الأساسية قيد التطوير لعدد من السنوات'. وأضاف سويرز أن العمل جار لاختبار مفهوم سوائل المركبات المتكاملة في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في هانتسفيل ، ألاباما ، إلى جانب عروض توضيحية لمختلف ميزات ACES.

CRYOTE3 عبارة عن سرير اختبار يعتمد على خزان Centaur الذي يخضع حاليًا لسلسلة من الاختبارات في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في ألاباما.

CRYOTE3 عبارة عن سرير اختبار يعتمد على خزان Centaur الذي يخضع حاليًا لسلسلة من الاختبارات في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا في ألاباما.(رصيد الصورة: ULA)

أدخل فولكان

ستطلب ULA مقترحات لمحركات ACES ذات المرحلة العليا ، والاستفادة من تقنيات شركات الطيران مثل Aerojet Rocketdyne و XCOR Aerospace و Blue Origin. وقال سويرز إن القوات الجوية الأمريكية تدعم بعض أعمال ACES بموجب عقود أنظمة الدفع الصاروخي.

قال: 'هناك الكثير من النشاط الجاري ، ونحن نصمم معزز فولكان لاستيعاب المرحلة العليا من ACES.'

فولكان هو نظام الإطلاق من الجيل التالي لشركة ULA. [ صاروخ فولكان: ULA تكشف عن نظام إطلاق معياري جديد (فيديو) ]

النموذج الأولي من الجيل الثاني لمحرك سوائل المركبات المتكاملة هو محرك احتراق داخلي يعمل على تشغيل غاز الهيدروجين والأكسجين ، ويشغل ضاغطًا ومولدًا. يتم الآن تصميم إصدار يشبه الطيران من الجيل الثالث ، ويجب اختباره العام المقبل ، إذا كانت الجداول الحالية قائمة.

النموذج الأولي من الجيل الثاني لمحرك سوائل المركبات المتكاملة هو محرك احتراق داخلي يعمل على تشغيل غاز الهيدروجين والأكسجين ، ويشغل ضاغطًا ومولدًا. يتم الآن تصميم إصدار يشبه الطيران من الجيل الثالث ، ويجب اختباره العام المقبل ، إذا كانت الجداول الحالية قائمة.(رصيد الصورة: ULA)

قال سويرز: `` بمجرد أن نحلق ACES ، في وقت ما من أوائل إلى منتصف عام 2020 ، سنكون في وضع يسمح لنا باستخدام الوقود الذي يوفره الفضاء ''.

خفض تكلفة الرحلات الفضائية

قال سوورز إن وقود الصواريخ الذي يتم الحصول عليه من الأرض يمكن أن يغير قواعد اللعبة في رحلات الفضاء ، لأنه من المكلف للغاية إطلاق أي شيء من الأرض.

قال: 'أريد شراء وقود في الفضاء'. 'بمجرد أن أصبح لدي مرحلة قابلة لإعادة الاستخدام ويمكنني شراء وقودي ، سيكون لدي القدرة على خفض التكاليف بشكل كبير للذهاب إلى مكان آخر.'

على سبيل المثال ، يمكن أن يحمل صاروخ ما يكفي من الوقود للوصول إلى مدار أرضي منخفض ثم إعادة تزويد مرحلته العليا بالوقود في الفضاء لنقل حمولة إلى مدار النقل المتزامن مع الأرض البعيد.

قال سوورز: 'من المحتمل أن أقوم بهذه المهمة برمتها بتكلفة أقل إذا كان بإمكاني الحصول على وقود دفع رخيص بما يكفي في مدار أرضي منخفض'.

كعميل ، ULA على استعداد لدفع حوالي 1360 دولارًا لكل رطل (3000 دولار لكل كيلوغرام) للوقود الدافع في مدار أرضي منخفض. قال سورز إن السعر الجاري للوقود على سطح القمر هو 225 دولارًا للرطل (500 دولار للكيلوغرام). وقال إنه في حديثه مع خبراء تعدين الكويكبات ، ستتسلم ULA وقودًا دافعًا عند L1 مقابل 450 دولارًا للرطل (1000 دولار لكل كيلوغرام) ، على حد قوله.

قال سورز: 'إن وجود مصدر للوقود في الفضاء يفيد أي شخص يذهب إلى أي مكان في الفضاء ، لأكون صادقًا'. 'ما يثيرني هو أنه بمجرد أن تكون لديك قدرة دافعة ، فإنك تجعل الكثير من خطط الأعمال الأخرى تبدو أفضل كثيرًا ، سواء كانت موجودة القمر ، في L1 ، أو أماكن أخرى.

ULA

المرحلة المتطورة المبردة المتقدمة والقابلة لإعادة الاستخدام والقابلة للتزود بالوقود من ULA (ACES).(رصيد الصورة: ULA)

من التنقيب إلى الاستخدام

أنجيل عبود مدريد ، مدير مركز موارد الفضاء في كلية كولورادو للمناجم ، متفائل بشأن خطة ULA.

لعدة عقود ، تم اعتبار ثلاثة عناصر مهمة ضرورية لتطوير موارد الفضاء: العثور على مورد قابل للاسترداد ، وتطوير التكنولوجيا لاستعادته ، والعميل ، كما قال عبود مدريد لموقع ProfoundSpace.org.

كان هذا المكون الثالث هو المهمة الأكثر صعوبة بالنسبة لـ استخدام الموارد في الموقع (ISRU) قال عبود مدريد.

وقال 'حتى الآن ، كانت الحكومات هي الزبون الوحيد في خطة العمل'. الإعلان الذي أصدرته ULA يعالج بشكل جذري هذه الحلقة الضعيفة من خلال فتح فرص جديدة لـ تنمية موارد الفضاء '.

قال عبود مدريد إنه لأول مرة ، تقدم مزود رئيسي لخدمات الإطلاق بجدية إلى الأمام كعميل تجاري حقيقي لشراء موارد فضائية.

قال عبود مدريد: 'التحليل التفصيلي الذي أجرته ULA لسوق الوقود المائي في الفضاء (الأرض-القمر) حدد نقاط أسعار محددة في وجهات مدارية مختلفة'.

وأضاف أن هذه الخطة أعادت تنشيط مجتمع ISRU من خلال تحديها لإعادة تقييم جميع خطوات عملية ISRU - من التنقيب إلى الاستخدام - لتحقيق هذه الأهداف.

نقطة تحول؟

قال ديل باوتشر ، الرئيس التنفيذي لشركة Deltion Innovations Ltd. في أونتاريو ، كندا: 'أعتقد أن هذه نقطة تحول بالنسبة لـ ISRU'. تقوم شركة Deltion بتطوير تقنيات التعدين و علم الروبوتات لقطاع الموارد وهي رائدة في التحقيق في وعد التعدين في الفضاء.

فنان

رسم توضيحي لفنان لناقلة XEUS التابعة لشركة ULA وهي تهبط على سطح القمر. ستقوم شركة XEUS بنقل الوقود المعالج من حقول الجليد الغنية جدًا في القطبين القمريين.(رصيد الصورة: ULA)

قال باوتشر لموقع ProfoundSpace.org: 'إنه أول عميل من القطاع الخاص يعلن عن اهتمامه بشراء مواد مشتقة من الفضاء للاستخدام التجاري'. لقد قدموا الكميات ونقاط السعر. هم على استعداد لوضع مقاييس الجودة. ويفتح هذا الباب للمفاوضات بشأن أنواع 'العقود الآجلة' من عقود المضاربة لشراء السلع ، مثلما تفعل مناجم الذهب الجديدة ، أو النفط والغاز.

قال باوتشر إن الأرقام التي قدمتها ULA ، بمجرد سحقها ، تقع في نطاق أنشطة التعدين الأرضية النموذجية ويمكن استخدامها لإنشاء ميزانيات واقعية وخطط المناجم.

وأضاف باوتشر أن تقدير ULA بأنها ستحتاج إلى الوقود الدافع خارج الأرض في أوائل عام 2020 يتبع النمط الذي شوهد في التعدين القائم على الأرض.

وقال: 'عادةً ما ينتقل المنجم من فكرة إلى إنتاج في غضون خمس إلى عشر سنوات ، وينفق المليارات على إنشائه وتشغيله ، ويتوقع عمرًا يصل إلى 10 سنوات'. 'كل شيء يبدأ بخطة تمويل قوية مقرونة بالعملاء المحتملين.'

بالنسبة للجزء الأكبر ، كان العملاء المحتملون الوحيدون للوقود الفضائي وكالات الفضاء. وقال باوتشر إن جداولهم الزمنية تتغير باستمرار ، ويتم إعادة تخصيص ميزانياتهم باستمرار والإرادة السياسية لتمكين هذا النوع من النشاط 'تتعثر في مناطق الزومبي البيروقراطية'.

أما بالنسبة لتأثير ISRU ، قال باوتشر ، فإن خطة ULA تتيح التسويق في الفضاء الأعمق وتوفر تخفيضات للمخاطر للبعثات التي ترعاها وكالات الفضاء.

وقال إن 'الخطوات التالية ستكون تقييم المعرفة والفجوات التقنية التي يجب معالجتها لإغلاق القضية'. 'هذه ليست مهمة علمية ؛ إنها مهمة تجارية.

وقال باوتشر إنه خلال هذه العملية ، من المتصور أن يتم إنشاء خطط المهمة ، وإجراء دراسات الجدوى ، وفحص الأنظمة التنظيمية ، وإنشاء التمويل.

وخلص باوتشر إلى أن 'هذا يضع منظورًا جديدًا تمامًا للتعدين الفضائي التجاري'.

ليونارد ديفيد مؤلف كتاب 'المريخ: مستقبلنا على الكوكب الأحمر' الذي ستنشره ناشيونال جيوغرافيك في أكتوبر. الكتاب مصاحب لسلسلة من ستة أجزاء على قناة ناشيونال جيوغرافيك قادمة في نوفمبر. كاتب قديم لموقع ProfoundSpace.org ، كان ديفيد يقدم تقارير عن صناعة الفضاء لأكثر من خمسة عقود. تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google . نُشر في الأصل في موقع guesswhozoo.com .