أطلقت شركة نورثروب جرومان SS Katherine Johnson إلى المحطة

أطلقت شركة نورثروب جرومان بيان إطلاقها لعام 2021 برحلة صاروخ أنتاريس الذي حمل مركبة الفضاء Cygnus إلى محطة الفضاء الدولية من Pad 0A في ميناء الفضاء الإقليمي الأوسط الأطلسي (MARS) في جزيرة والوبس ، فيرجينيا الساعة 12:36:50 بتوقيت شرق الولايات المتحدة ( 17:36:50 UTC) السبت 20 فبراير 2021.

ومن المتوقع أن تلتقي المركبة الفضائية بالمحطة في غضون يومين ، حيث سترسي في وحدة الوحدة باستخدام Canadarm2. ستقوم مهمة إعادة الإمداد غير المأهولة بتوصيل 3729 كجم إلى محطة الفضاء الدولية ، والتي تتكون من CubeSats والتجارب العلمية ومعدات المحطة وإمدادات الطاقم.

مهمة NG-15

بدأ الإنتاج لهذه الرحلة بالذات قبل أكثر من عامين بقليل مع بدء عمليات شراء المواد طويلة الأمد والمكونات المتكاملة اللازمة لصاروخ أنتاريس ومركبة Cygnus الفضائية.

في حين أن الإنتاج الشامل والتكامل لمهمة Antares / Cygnus يمكن أن يتم في فترة زمنية أقصر ، قال كيرت إبرلي ، مدير برامج إطلاق الفضاء ، نورثروب جرومان ، إن الوقت الإضافي مدمج ليس فقط لتأخيرات الإنتاج ولكن أيضًا لاستيعاب إمكانات ناسا التي تطلب تقدمًا في موعد الإطلاق ، وهو ما حدث من قبل.

“نريد أن نتأكد من أننا موجودون ومستعدون للإطلاق عندما تحتاج ناسا إلينا. نريد أن نضع هامشًا صغيرًا على الأشياء. لا نريد أن يكون هناك مجرد شريط وفقًا لجدول زمني. نحن نعلم أنه في بعض الأحيان تريد ناسا دفعنا للأمام قليلاً ، لذلك نحاول أن نكون مستعدين مبكرًا بعض الشيء حتى نتمكن من تقديم ذلك والتواجد عندما تحتاجنا ناسا “.

بعد التكامل مع مركبة Cygnus الفضائية وعمليات تحميل البضائع الأولية في مرفق التكامل الأفقي لهذه المهمة ، تم نقل المركبة والحمولة الكاملة Antares 230+ إلى منصة الإطلاق في 16 فبراير ، حيث تم نقل الصاروخ بالكامل عموديًا للخروج من منصة و فحوصات اتصالات مدى والوبس.

https://www.youtube.com/watch؟v=nhMYXam34zM

تمت عمليات الشحن المتأخرة للتجارب العلمية الحساسة للوقت بالإضافة إلى إمدادات الطاقم يوم الجمعة ، 19 فبراير عبر ميزة pop top في عرض حمولة Antares التي تتيح الوصول إلى فتحة Cygnus الأمامية.

بمجرد اكتمال التحميل المتأخر ، تم إغلاق فتحة Cygnus للرحلة وأعيد تثبيت فتحة التحميل قبل أن يتم نقل الصاروخ عموديًا لعمليات الإطلاق النهائية.

بدأ العد التنازلي لخمس ساعات في الساعة 07:36 بالتوقيت الشرقي (12:36 بالتوقيت العالمي المنسق) قبل فتح نافذة إطلاق مدتها 5 دقائق في الساعة 12:36 بتوقيت شرق الولايات المتحدة (17:36 بالتوقيت العالمي المنسق).

من المتوقع أن تكون درجات الحرارة في 30 درجة فهرنهايت منخفضة إلى متوسطة (0 – 2.7 ℃) ، ضمن النطاق التشغيلي لعنتاريس الذي يسمح بدرجات حرارة باردة تصل إلى 20 (-6.6 ℃) عند الإقلاع.

بعد مغادرة المنصة ، نزلت أنتاريس وتدحرجت في مسار جنوبي شرقي لبدء مطاردتها لمحطة الفضاء الدولية.

بعد إيقاف التشغيل والفصل في المرحلة الأولى ، تم نشر إنسيابية الحمولة أثناء تقارب نظام التوجيه على حل رحلة لوضع Cygnus في المدار الصحيح أثناء إجراء سلسلة من مناورات فرك الطاقة لتنفيس الطاقة الزائدة من المرحلة العليا من الوقود الصلب (يمكن العثور على نظرة عامة مفصلة حول كيفية عمل هذه العملية هنا).

بعد ذلك ، انتهت مرحلة Castor 30XL من إدخال المدار ، لتسليم Cygnus إلى الممر المداري للمحطة لمدة يومين قبل الالتقاء والرسو يوم الاثنين ، 22 فبراير.

بعد وصوله إلى المدار ، لا تتطلب بطاريات Cygnus الكبيرة النشر الفوري لألواحها الشمسية ، وهي عملية ستتكشف خلال أول 90 دقيقة من الرحلة.

ستوفر دفعات الهيدرازين للمركبة الفضائية التحكم في الموقف لإبقائها في مواجهة الشمس لتوليد الطاقة مع إعادة توجيه المركبة حسب الحاجة للحروق الكبيرة للمحرك الرئيسي ثنائي الدفع لتغيير مدار السيارة مع اقترابها من المحطة.

Canadarm2 يمسك بالمركبة الفضائية Cygnus NG-12 عند وصولها إلى محطة الفضاء الدولية. (الائتمان: ناسا)

بعد تثبيته على Node-1 / Unity ، يمكن لـ Cygnus أيضًا العمل ليس فقط كمركبة شحن ولكن كوحدة علمية إضافية للمحطة لاستيعاب تجارب إضافية أو فيضان خلال فترات العلوم الثقيلة.

قال فرانك ديمورو ، نائب رئيس القطاع والمدير العام للأنظمة الفضائية التكتيكية في شركة نورثروب جرومان ، “هذه الخدمة متاحة. لقد أجرينا عرضًا توضيحيًا على إحدى المهمات السابقة ، ومنذ ذلك الحين استفادت وكالة ناسا من هذه الإمكانية حيث لديها بالفعل أفراد طاقم في Cygnus يقومون بإجراء تجارب علمية في وحدتنا “.

لم يكن السيد DeMauro متأكدًا مما إذا كان سيتم استخدام هذا العنصر في هذه الرحلة ، لكنه شدد على أنه متاح لناسا في جميع بعثات Cygnus ، وليس على الوكالة أن تطلب القدرة قبل الإقلاع.

“القدرة موجودة” ، قال السيد ديماورو. “لذا إذا قررت ناسا نقل تجربة إلى Cygnus ، فيمكنها توصيلها بمنافذ في وحدة الشحن واستخدامها كمختبر اختبار آخر.”

العلم على متن الطائرة

كجزء من الأهداف العلمية للبعثة ، يحمل Cygnus العديد من CubeSats و ThinSats التي سيتم نشرها بعد أن تكمل المركبة مهمتها التي تستغرق شهرين تقريبًا في محطة الفضاء.

يتم إطلاق جميع الأقمار الصناعية الحالية التي سيتم نشرها من Cygnus بعد مغادرتها المحطة على متن المركبة أيضًا ، على الرغم من أن NASA و SlingShot من المحتمل أن تضيف CubeSats إضافية مع تقدم الأشهر.

فيما يتعلق بـ ThinSats ، قال Kurt Eberly ، “لقد أطلقنا بعضًا منها سابقًا. وهذه أقمار STEM صغيرة ، وذلك بالتعاون مع ميناء الفضاء الخاص بنا ، فيرجينيا سبيس. والفكرة هنا هي الاستفادة من الأداء الإضافي على السيارة عند حدوثها وحمل هذه الأقمار الصناعية المصممة من قبل الطلاب “.

“نحن متحمسون حقًا بشأن هذا ، ومن المؤسف أنه مع الوباء لا يمكننا أن نخرج الأطفال هنا للإطلاق. عندما فعلنا ذلك من قبل ، كان لدينا مجموعة من طلاب المدارس الثانوية هنا مع بعض معلميهم ، وكان من الرائع أن نرى مدى حماستهم للتفكير في كيفية وجود شيء ما صمموه في الفضاء “.

https://www.youtube.com/watch؟v=bE2k08fmzRg

في حين أن الطلاب لن يكونوا قادرين على حضور حفل الإطلاق ، فإن البيانات التي تم جمعها بواسطة ThinSats الخاصة بهم ستتاح لهم في فصولهم الدراسية.

بالإضافة إلى، مجموعة متنوعة من البحوث العلمية تطير على متن NG-15 ، بما في ذلك الديدان ، ونظام تصنيع شبكية العين الاصطناعية القائم على البروتين ، وتجارب لرسم أحلام رواد الفضاء ، ونظام كمبيوتر قوي ، وترقية إلى نظام التحكم البيئي ودعم الحياة للمحطة ، ومزارع بروتين.

تهدف تجربة Micro-16 إلى فهم سبب ضعف العضلات الذي يعاني منه رواد الفضاء في الجاذبية الصغرى بشكل أفضل حتى بعد العمل لأكثر من ساعتين يوميًا لمنع فقدان العظام والعضلات الناتج خلال المهمات الطويلة الأمد.

ستقيس التجربة قوة عضلات ديدان C. Elegans لاختبار ما إذا كان انخفاض التعبير عن بروتينات العضلات مرتبطًا بنقص القوة. قال الدكتور سيفا فانابالي ، أستاذ الهندسة الكيميائية في جامعة تكساس التقنية: “يمكن أن توفر نتائج هذه الدراسة نظرة ثاقبة للآليات التي تسبب انخفاض قوة العضلات لدى كبار السن منذ التغيرات الفسيولوجية التي تحدث في تحاكي رحلات الفضاء تسريع الشيخوخة”.

“قد تدعم هذه النتائج علاجات جديدة لمكافحة آثار فقدان العضلات المرتبط بالعمر على الأرض ويمكن أن تساعدنا بشكل أكبر في فهم كيفية تعامل البشر في حالة عدم وجود الجاذبية حيث نخطط لتجاوز الأرض في مهام مأهولة طويلة الأمد.”

بناءً على تجربتهم السابقة التي تم إرسالها إلى ISS في عام 2018 ، سيقوم مشروع LambdaVision لتصنيع شبكية العين الاصطناعية القائم على البروتين بتقييم نظام التصنيع لاختبار فعالية الجاذبية الصغرى لإنتاج شبكية العين التي يتم تنشيطها بالضوء والتي قد تكون قادرة على استبدال وظيفة أنسجة العين التالفة ويمكن أن تساعد أولئك على الأرض الذين يعانون من أمراض الشبكية التنكسية.

في هذه الأثناء ، ستبحث تجربة Dreams لوكالة الفضاء الأوروبية لماذا أفاد رواد الفضاء في كثير من الأحيان أنهم حصلوا على نوم أفضل أثناء إقامتهم على متن المحطة مقارنة بالأرض. سيستخدم أفراد الطاقم أنفسهم كموضوعات اختبار ، يرتدون عقال لمراقبة النوم.

https://www.youtube.com/watch؟v=G51r1a8qCrc

بالإضافة إلى ذلك ، ستنتج تجربة Real-Time Protein Crystal Growth 2 بلورات بروتين عالية الجودة ستخضع لتحليل مفصل مرة أخرى على الأرض بعد العودة على مركبة الفضاء SpaceX Cargo Dragon 2 المستقبلية. سيقوم رواد الفضاء بفحص البلورات ، والإبلاغ عن نموها ، ثم إجراء تغييرات بناءً على الملاحظات الأولية.

تنتج الجاذبية الصغرى بلورات بروتينية عالية الجودة يمكن تحليلها لتحديد الأهداف المحتملة للأدوية في علاج الأمراض ؛ ومع ذلك ، من الصعب تحليل هياكل البروتين على الأرض لأن الجاذبية تتداخل مع النمو الأمثل لبلورات البروتين.

بصرف النظر عن التجارب الطبية الحيوية على متن Cygnus ، تحمل المركبة أيضًا جهاز كمبيوتر جديدًا عالي الأداء يسمى Spaceborne Computer-2. ستختبر هذه التجربة الأنظمة الجاهزة التي يمكنها معالجة البيانات بشكل أسرع في الفضاء من خلال استخدام قدرات الذكاء الاصطناعي بالإضافة إلى معالجة البيانات في الموقع على المحطة ، مما يلغي الحاجة إلى إرسال البيانات إلى الأرض لتحليلها.

بالإضافة إلى ذلك ، سيتلقى نظام التحكم البيئي ودعم الحياة (ECLSS) للمحطة ترقية في شكل استكشاف ECLSS: نظام معالج المياه المالحة.

سيزيد هذا الجهاز من كفاءة استعادة المياه وإعادة التدوير في المحطة من مستوى 93٪ الحالي إلى 98٪.

تسترد الأنظمة الحالية في المحطة 93٪ من الماء وبخار الماء ، لكن الاستكشاف ECLSS: نظام معالج المحلول الملحي سيزيد ذلك من خلال استعادة المياه الإضافية من مجموعة معالج البول.

تغذي هذه الترقية مباشرة الرحلات الفضائية المستقبلية الأطول مدة ، والتي ستكون مطلوبة لتحقيق استرداد 98٪ من المياه.

تكريم كاثرين جونسون

من تقاليد نورثروب جرومان تسمية كل مركبة Cygnus على اسم شخص كان له دور محوري في رحلات الفضاء البشرية. تمت تسمية هذه الرحلة تكريماً لعالمة الرياضيات في وكالة ناسا كاثرين جونسون ، وهي شخصية أساسية في ضمان سلامة رحلات الفضاء البشرية الأمريكية المبكرة من Freedom 7 وما بعده إلى Apollo 11.

كاثرين جونسون ، 1961. (Credit: NASA)

تخرجت جونسون من ولاية فرجينيا الغربية وحصلت على شهادات في الرياضيات والفرنسية في سن 18 عامًا فقط ، وأصبحت أول امرأة سوداء تحضر مدرسة الدراسات العليا في نفس الجامعة.

في عام 1953 ، انضمت إلى مجموعة حوسبة المنطقة الغربية السوداء بالكامل في مختبر لانغلي التابع للجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية (NACA). في عام 1957 ، انضم جونسون إلى مجموعة مهام الفضاء التابعة لـ NACA ، والتي أصبحت فيما بعد ناسا.

خلال فترة وجودها في Space Task Group ، أجرت جونسون تحليل مسار مهمة Alan Shepard’s Freedom 7 في مايو 1961 ، وهي أول رحلة فضاء بشرية في الولايات المتحدة. شارك جونسون أيضًا في تأليف ورقة حول الرحلات الفضائية المدارية والهبوط ، لتصبح أول امرأة تحصل على الائتمان كمؤلفة لورقة بحثية في وكالة ناسا.

تشتهر جونسون بعملها وراء مهمة جون جلين المدارية ، والتي انطلقت قبل 59 عامًا بالضبط (20 فبراير 1962).

انطلاق لعبة الصداقة 7. المهمة هي بعض من أشهر أعمال جونسون. (الائتمان: ناسا)

طلب جلين تحديدًا أن يقوم جونسون بتشغيل حسابات الكمبيوتر يدويًا لتصحيح عمله ، قائلاً “إذا قالت إنها جيدة ، فأنا مستعد للذهاب”.

واصلت جونسون المساهمة بحسابات قيمة لهبوط أبولو 11 على سطح القمر وألّفت 26 ورقة بحثية أو شاركت في تأليفها خلال فترة عملها في ناسا.

في عام 2015 ، في سن 97 ، حصلت على وسام الحرية الرئاسي من الرئيس باراك أوباما ، وهو أعلى وسام لمواطن أمريكي.

توفي جونسون في 24 فبراير 2020 عن عمر يناهز 101 عامًا.

وفي حديثه عن قرار تسمية هذه المهمة تكريماً لجونسون ، قال كيرت إبرلي ، “في الصواريخ ، في رحلات الفضاء ، نقف على أكتاف أولئك الذين سبقونا. وعندما يتعلم طلابنا ميكانيكا المدارات وكيفية حساب المسارات في الكلية ، ثم يقومون بتشغيل برنامج كمبيوتر ، يبدو الأمر طبيعة ثانية “.

“لكنها في الحقيقة مبنية على العمل الشاق الذي قام به كل هؤلاء الأشخاص مثل كاثرين جونسون الذين سبقونا وطوروا منهجيات لمعرفة كيف يحتاج الصاروخ إلى التحليق في الغلاف الجوي والوصول إلى المدار.”

“حقيقة أننا ما زلنا نعتمد على البشر حتى يومنا هذا لتجميع هذه المسارات والتحليق في هذه المهام ، فهي تمثل تلك القدرة التي يمتلكها أفضل منا.”

(الصورة الرئيسية: ناسا)