مهمة بولاريس داون: تحديات ومخاطر الفضاء

مقدمة عن مهمة بولاريس داون

عندما قام الملياردير جاريد إيزاكمان بتمويل بعثة ذاتية للدوران حول الأرض في عام 2021، وُصف المشروع بأنه لجمع التبرعات لسرطان الأطفال وكان ذلك بمثابة دخول مذهل إلى عالم السياحة الفضائية الخاصة. وقد أمضى الطاقم المكون من أربعة أشخاص من خلفيات مختلفة ليس لديهم خبرة سابقة في رحلات الفضاء ثلاثة أيام يدورون حول الأرض معاً في كبسولة سبيس إكس كرو دراغون التي يبلغ عرضها 13 قدماً.

وعند عودته، تخيل إيزاكمان أنه من المحتمل ألا يذهب إلى الفضاء مرة أخرى.

وقال إيزاكمان لشبكة سي إن إن: "لقد تحققنا نوعاً ما من كل المربعات التي كنا نسعى لتحقيقها"، قائلاً إن إنسبيرايشن أظهرت كيف يمكن لأشخاص من مختلف مناحي الحياة أن يتدربوا على مهمة إلى المدار وينفذوها. "اعتقدت أنني ربما لن أعود مرة أخرى، وأنه ربما تم وضع سقف عالٍ بما فيه الكفاية بحيث كان هذا هو الوقت المناسب للتوقف."

غير أن هذا التقييم لمستقبله في رحلات الفضاء لم يستمر.

تفاصيل المهمة والتكنولوجيا المستخدمة

يوم الاثنين، سيصل إيزاكمان وثلاثة من زملائه في الطاقم بمن فيهم صديقه المقرب والطيار السابق في سلاح الجو، سكوت "كيد" بوتيت، بالإضافة إلى اثنين من مهندسي سبيس إكس، آنا مينون وسارة جيليس إلى مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا للتحضير لإطلاق رحلة أكبر بكثير وأكثر خطورة وتجريبية إلى الفضاء.

ومن المقرر أن تقلع المهمة، التي تحمل اسم "بولاريس داون"، في موعد أقصاه الساعة 3:30 صباحاً بتوقيت شرق الولايات المتحدة في 26 أغسطس.

وفي حين أن البعثات السابقة إلى الفضاء التي تم تمويلها من قبل رجال الأعمال الأثرياء ربما استحضرت صورًا لرحلات المتعة الذاتية المترفة، فإن بولاريس دون هي بعثة اختبارية مصممة لتخطي الحدود.

سيقضي كل من إيزاكمان ومينون وجيليس وبوتيت خمسة أيام على متن كبسولة سبيس إكس كرو دراغون التي ستحلق إلى ارتفاعات أعلى من أي ارتفاعات سافر إليها أي إنسان منذ انتهاء برنامج أبولو التابع لناسا في السبعينيات. وسيمتد مسارهم المداري عالياً بما يكفي لإغراق المركبة والطاقم في حزام إشعاعي، مما يضيف عنصراً آخر من عناصر الخطر إلى تجربة رحلات الفضاء الغادرة بالفعل.

كما سيقوم هذا الطاقم المكون من مواطنين عاديين بفتح فتحة مركبتهم الفضائية وتعريض أنفسهم لفراغ الفضاء، وهي المرة الأولى التي يقوم فيها رواد فضاء غير حكوميين بمثل هذا العمل الفذ. وخلال هذا المسعى، سيكون رواد الفضاء محميون فقط ببدلات جديدة للنشاط خارج المركبة (EVA)، والتي صممتها وطورتها شركة سبيس إكس في عامين ونصف فقط.

مع بولاريس دون، يوضح إيزاكمان مؤسس شركة خدمات الدفع Shift4، وهو أيضاً طيار نفاث لديه أحلام مدى الحياة بالسفر إلى الفضاء أنه لا يهتم فقط بتكرار ما اختبره رواد الفضاء المحترفون. فهو يسعى إلى تطوير تكنولوجيا الفضاء، والمساعدة في تمويل تطوير أجهزة جديدة بالإضافة إلى تعريض نفسه شخصياً لمخاطر اختبار تلك التكنولوجيا في المكان الأكثر أهمية: في الفضاء الخارجي الذي لا يرحم.

الهدف من برنامج بولاريس

"يقول غاريت رايسمان، رائد الفضاء السابق في وكالة ناسا الذي يعمل مستشاراً لدى سبيس إكس وساعد في قيادة تطوير مركبة كرو دراغون: "ما يفعله جاريد إنه لا يذهب في نزهة فقط. "إن جاريد يريد القيام بأشياء لم تكن سبيس إكس تقوم بها من تلقاء نفسها، لزيادة قدراتها، ولجعلها تتقدم أكثر في هذا المجال."

تم الإعلان عن مهمة "بولاريس داون" لأول مرة في عام 2022، وهي أول مهمة من ثلاث مهمات اختبار وتطوير في إطار برنامج بولاريس الذي قال إيزاكمان إنه سينفذها ويمولها بالاشتراك مع سبيس إكس. ورفض الإفصاح عن تكلفة هذه المهمة.

الهدف النهائي من برنامج بولاريس هو اتخاذ الخطوات الأولى نحو التحقق من صحة التكنولوجيا التي ستحتاجها سبيس إكس يوماً ما إذا حملت البشر إلى أعماق الكون بما في ذلك بدلات الفضاء وتقنيات EVA ودعم الحياة.

بعد الإطلاق، سينتقل طاقم بولاريس داون إلى مدار بيضاوي الشكل يمتد على ارتفاع يصل إلى 870 ميلاً (1400 كيلومتر) من الأرض. ويقع ذلك في النطاق الداخلي لأحزمة فان ألن الإشعاعية للأرض، والتي تبدأ على ارتفاع حوالي 600 ميل (1000 كيلومتر). وهذه الأحزمة هي مناطق تنحصر فيها تركيزات الجسيمات عالية الطاقة التي تأتي من الشمس وتتفاعل مع الغلاف الجوي للأرض، مما يخلق نطاقين خطيرين من الإشعاع، وفقاً لوكالة ناسا.

بعد الوصول إلى الفضاء مباشرة، سيبدأ طاقم بولاريس داون عملية "ما قبل التنفس" للتحضير للسير في الفضاء. ويشبه ذلك ما يفعله الغواصون لتجنب داء تخفيف الضغط، والمعروف باسم "الانحناءات". يجب أن يقوم أفراد الطاقم بتطهير النيتروجين من دمائهم حتى لا يشكل الغاز فقاعات في مجرى الدم عندما يتم تخفيف الضغط عن كبسولة دراغون وتعريضها لفراغ الفضاء، وهي حالة قد تكون قاتلة.

قال غيليس لشبكة CNN: "ليس لدينا غرفة معادلة الضغط في هذه المهمة"، في إشارة إلى المناطق الموجودة على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) التي تعمل كغرف خاصة لتخفيف الضغط لرواد الفضاء المتجهين للسير في الفضاء. وبدلاً من ذلك، ستتبع بولاريس داون "نهجاً جديداً ومختلفاً حقاً" لعملية ما قبل التنفس التي تتضمن "خفض ضغط المقصورة ببطء ورفع تركيز الأكسجين".

وعلى عكس أي محاولة للتنفس المسبق على محطة الفضاء الدولية، ستستغرق العملية حوالي 45 ساعة أي ما يقرب من يومين، كما قال جيليس، الذي يعمل مهندس عمليات فضائية رئيسي في SpaceX وقام بتدريب طاقم Inspiration4 لمهمتهم.

وأخيراً، ولبدء يومهم الثالث في الفضاء، سيفتح طاقم بولاريس داون فتحة المركبة "كرو دراغون" وهم على ارتفاع حوالي 435 ميلاً (700 كيلومتر) فوق الأرض. وسيتعرض جميع أفراد الطاقم الأربعة وكامل الجزء الداخلي للمركبة الفضائية للفراغ الواسع. ومع ذلك، لن يخرج من المركبة الفضائية فعلياً سوى إيزاكمان وجيليس فقط، حيث سيتم ربطهما بواسطة حبلين.

التحديات التقنية خلال الاستعدادات

من البداية إلى النهاية، تُعرّض مهمة بولاريس داون الطاقم لمخاطر أكبر من تلك التي تعرضت لها بعثات السياحة الفضائية المدارية الأخرى، بما في ذلك بعثات سبيس إكس التي حملت عملاء يدفعون إلى محطة الفضاء الدولية، التي تدور على ارتفاع حوالي 250 ميلاً (400 كيلومتر) فوق الأرض.

على مدار عامين ونصف العام من استعدادات سبيس إكس وطاقم بولاريس دون لهذه المهمة، كان لا بد من مواجهة العديد من التحديات التقنية.

حتى بدلات الخروج من المركبة الفضائية التي طورتها سبيس إكس لهذه المهمة هي قطع تقنية عالية المخاطر. وفي هذا السياق، حاولت وكالة ناسا بالفعل لسنوات تأمين بديل قابل للتطبيق لبدلات الفضاء البيضاء المنتفخة القديمة المستخدمة على متن محطة الفضاء الدولية.

ومع ذلك، يشير رايزمان إلى أن بدلات سبيس إكس لا تتضمن نظام دعم الحياة الأساسي، أو PLSS، وهو في الأساس حقيبة ظهر تسمح لرواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية بالطفو بحرية أكبر في الفضاء لتنفيذ المهام المعقدة، مثل إصلاح واستبدال الأجهزة خارج المحطة الفضائية. وبدلاً من ذلك، سيتلقى طاقم Polaris Dawn دعم الحياة من خراطيم طويلة متصلة بمركبتهم الفضائية.

ثم هناك مسألة مركبة كرو دراغون نفسها. وللتأكد من أن إلكترونيات الطيران الخاصة بالمركبة الفضائية أو الإلكترونيات المستخدمة في الملاحة والاتصالات يمكن أن تنجو من بيئة الإشعاع الثقيل التي ستواجهها المركبة الفضائية خلال مهمة بولاريس دون، قال إيزاكمان: "قام المهندسون حرفياً بربط الكثير من إلكترونيات الطيران بنقالة ونقلها إلى مختبر الأورام".

قال إيزاكمان إن فريق سبيس إكس قام بضرب مكونات إلكترونيات الطيران بالإشعاع حتى تحطمت، وذلك لتحديد متى وكيف يمكن أن تتعطل التكنولوجيا بدقة.

وبمجرد تعريض المركبة الفضائية كرو دراغون لفراغ الفضاء، يمكن للمكونات داخل المركبة الفضائية أن تنفث السموم وهي سمة طبيعية لبعض المواد المستخدمة في صنع المكونات المختلفة حيث يتم إعادة ضغط المقصورة بعد السير في الفضاء، وفقاً لما ذكره مينون.

ولتجنب ذلك، خضعت مركبة كرو دراغون و"الكثير من قطع الأجهزة التي تطير في المركبة لعملية خبز قبل أن نذهب إلى الفضاء. ما يفعله ذلك هو أنها تخلصنا من الكثير من تلك السموم من الغازات"، كما قال مينون، وهو مهندس عمليات الفضاء الرئيسي في SpaceX والذي سيعمل أيضاً كمسؤول طبي للطاقم.

تتضمن عملية "التحميص" وضع المركبة في غرفة تفريغ في درجات حرارة عالية، مما يسمح للأجهزة بإطلاق السموم قبل الرحلة.

كما طبقت سبيس إكس أيضاً برنامج إعادة التشغيل التلقائي، وفقاً لمينون، والذي يمكنه دون تدخل بشري استكشاف أخطاء أجهزة الكمبيوتر التي قد تتعطل بسبب الإشعاع.

المخاطر والتحديات المستقبلية

يعد إنجاز مثل هذه المهمة الجديدة في أقل من ثلاث سنوات أمراً سريعاً للغاية وفقاً لمعايير الفضاء.

قال رايزمان: "إن الإسراع ليس بالضرورة أن يكون أكثر خطورة"، في إشارة إلى سرعة التطوير والاختبارات الأرضية المكثفة التي أجرتها سبيس إكس. "إن القيام بمخاطر كبيرة في الاختبار عندما تكون عواقب الفشل منخفضة يؤدي إلى تقليل المخاطر لاحقاً عندما تكون عواقب الفشل عالية."

وأضاف: "لكن "يجب أن تكون متوتراً بشأن هذه المهمة". "في أي وقت تحاول فيه تجربة شيء ما للمرة الأولى هناك مخاطر كبيرة. سأشعر بتحسن كبير عندما يعودون إلى الداخل والفتحة مغلقة" بعد السير في الفضاء.

حاولت فرق سبيس إكس التخفيف من المخاطر والاستعداد لكل تحدٍ محتمل من خلال وابل من الاختبارات، بعضها بسيط مثل وضع درابزين في غرفة التجميد مضبوطة على درجة حرارة سالب 90 درجة مئوية لمعرفة مدى برودة السلم عند لمسه عند تعرضه للفضاء، كما قال إيزاكمان.

حتى أنهم أخذوا البزات الفضائية إلى موقع اختبار في ميدان الرمال البيضاء للصواريخ في نيو مكسيكو. وهناك، تم ضرب البدلات بقطع صغيرة من الحطام التي تنتقل بسرعات مدارية لمعرفة مدى قدرتها على تحمل النيازك الدقيقة وتجنب الثقوب التي من شأنها أن تعرض الطاقم للخطر، وفقاً لإيزاكمان. (الأجسام الموجودة في المدار حول الأرض تتحرك بسرعة تزيد عن 17,000 ميل في الساعة).

ومما يزيد من الضغط من أجل القيام بسير مثالي في الفضاء هو حقيقة أن الوقت سيكون محدوداً للغاية لأن الطاقم سيضطر إلى الاعتماد بشكل كبير على إمدادات الأكسجين أثناء التنفس المسبق.

قال إيزاكمان: "لدينا خمسة أو ستة أيام ربما يمكنك تمديدها من دعم الحياة على متن المركبة". "لذا عليك أن تكون متأكداً حقاً من وجود تحمل للأخطاء والتكرار في أنظمتك. وعليك أن تكون متأكداً حقاً من الطقس من أجل العودة إلى الأرض."

وفي معرض حديثه عن التحديات التي سيواجهها الطاقم، أضاف إيزاكمان: "بالتأكيد، هناك مخاطر أكبر في برنامج التطوير من الذهاب إلى محطة الفضاء الدولية والعودة منها ولكن ليس هناك الكثير من المخاطر وبعض المخاطر بصراحة لا يمكن تجنبها."

دفع الظرف

قال زميلا طاقم بولاريس داون لشبكة سي إن إن ليس لديهما أي تحفظات بشأن الذهاب في مثل هذه المهمة التجريبية. قال كل من غيليس ومينون إن خبرتهما من خلال سنوات من العمل في سبيس إكس وتحديداً في برنامج كرو دراغون تمنحهما نظرة ثاقبة عن كثب حول كيفية حل الشركة للمشاكل، مما يضيف طبقة من الراحة.

وقال بوتيت، الذي خدم سابقاً 20 عاماً في القوات الجوية وعمل لدى إيزاكمان في شركة الطائرات المقاتلة دراكن إنترناشونال، إن مهمة بولاريس داون تُظهر ما يمكن لفريق سبيس إكس "إنجازه في سنوات قليلة جداً و هي شهادة حقيقية على احترافيتها".

وأضاف بوتيت: "ليس لدي أي تحفظات على الإطلاق". لدي إيمان وثقة تامة بأنهم قد وضعوا علامة "T" على كل حرف "T" ونقّطوا كل حرف "I" استعداداً لمهمتنا."

قال إيزاكمان إن إلهامه للسعي لتحقيق إنجازات جريئة في الفضاء ينبع جزئياً من المهمة التأسيسية لسبيس إكس: لجعل البشر نوعاً متعدد الكواكب، كما يقول الرئيس التنفيذي للشركة إيلون ماسك، مما يمهد الطريق لمستقبل يعيش فيه الناس ويعملون على المريخ أو الكواكب الأجنبية الأخرى.

في الصيف السابق لانطلاق "إنسبيريشن 4"، زار إيزاكمان مرافق سبيس إكس في جنوب تكساس. هذا هو موقع عمليات الاختبار والإطلاق لصاروخ الشركة "ستارشيب" أكبر مركبة إطلاق على الإطلاق، والتي يصفها ماسك بأنها المركبة التي ستهبط بالبشر على المريخ لأول مرة.

قال إيزاكمان إن تلك الزيارة كانت "أشبه بتجربة دينية". "لقد كنا محاطين بالأشخاص الذين سيساعدون البشرية في الوصول إلى المريخ واستكشاف نظامنا الشمسي بالفعل. لا أعرف لقد جعلني ذلك مؤمناً حقيقياً."

لا يمكن إنكار أن "سبيس إكس" هي أيضًا نقطة جذب للجدل بلا شك، خاصة فيما يتعلق بماسك، الذي ظهر مؤخرًا في الأخبار بسبب ميوله وتصريحاته السياسية أكثر من طموحاته الفضائية.

ينسب إيزاسمان الفضل إلى ماسك في امتلاكه الرؤية التي تقود سبيس إكس على أساس يومي. ولكنه أضاف قائلاً: "إن سبيس إكس منظمة كبيرة حقاً، وللأسف، في كثير من الأحيان، أشعر أن كل شيء يتلخص في شخص واحد."

"عندما أكون في سبيس إكس وأنا أقضي الكثير من الوقت هناك لا أرى نواب الرؤساء، ولا أرى المديرين. أنا أتفاعل مع الكثير من الموظفين الشباب". "أعتقد أن شركة سبيس إكس تخوض، بالنسبة لعصرنا هذا، أروع مغامرة يمكن تخيلها إمكانية كشف ألغاز الحياة. من أين أتينا حقاً؟ ما هو هدفنا؟ قد نصدم حقاً بهذه الإجابات، ونكتشف على طول الطريق: من يدري أي نوع من التقنيات التي يمكن أن تغير وجود البشرية مسارنا في هذا العالم."