عودة محفوفة بالمخاطر: كبسولة ستارلاينر

عودة كبسولة بوينغ ستارلاينر من الفضاء

عادت كبسولة Starliner التابعة لشركة بوينج من محطة الفضاء الدولية مساء الجمعة - مختتمة بذلك فترة إقامتها التي استمرت قرابة ثلاثة أشهر في الفضاء. لكنها عادت إلى الأرض بمقصورة فارغة، تاركة وراءها اثنين من طياري الاختبار اللذين يجب أن يبقيا الآن في المحطة لمدة خمسة أو ستة أشهر أخرى.

تفاصيل رحلة الكبسولة إلى الأرض

غادرت المركبة ستارلاينر ميناء الالتحام في محطة الفضاء بعد الساعة السادسة مساءً بتوقيت شرق الولايات المتحدة، وفقاً لوكالة ناسا. وقد أمضت الكبسولة حوالي ست ساعات وهي تحلق بحرية في المدار بينما كانت تهبط ببطء نحو الوطن.

وقبل أن تغادر الكبسولة، تمنى بوتش ويلمور وسوني ويليامز - رائدا الفضاء التابعان لناسا اللذان قادا ستارلاينر إلى محطة الفضاء في يونيو الماضي - التوفيق للمركبة الفضائية التي أطلق عليها ويليامز اسم "كاليبسو" في رحلتها التي طال انتظارها وغير المتوقعة إلى الوطن.

قال ويليامز لمركز التحكم في المهمة مساء الجمعة: "لقد حان الوقت لإعادة كاليبسو إلى الوطن". "لقد حصلتم على هذا. نحن نساندكم وأنتم تتولون هذا الأمر. أعيدوها إلى الأرض".

وقرب منتصف الليل، وصلت الكبسولة إلى واحدة من أهم مراحل رحلتها التجريبية وأكثرها خطورة: إعادة الدخول إلى الأرض. تطلب هذا الإنجاز من المركبة ستارلاينر أن توجه نفسها بعناية أثناء سقوطها في الجزء الأكثر سمكاً من الغلاف الجوي للأرض بينما لا تزال تسير بسرعة مدارية - عادةً ما تزيد عن 17000 ميل في الساعة (27400 كيلومتر في الساعة).

وكما هو الحال مع كل مركبة فضائية تعود من المدار، فإن الضغط والاحتكاك الناجمين عن إعادة الدخول إلى الأرض قد شكّلا ضغطاً هائلاً على المركبة. وقد تكون العملية قد أدت إلى تسخين السطح الخارجي للمركبة الفضائية إلى أكثر من 3000 درجة فهرنهايت (1649 درجة مئوية).

ثم، بينما كانت المركبة الفضائية ستارلاينر تسقط في الهواء، قامت مجموعة من المظلات - التي أعادت بوينج تصميمها واختبارها في يناير الماضي - بإبطاء الكبسولة قبل أن تنشر المركبة وسائد هوائية للهبوط برفق على الأرض.

ستارلاينر هي أول كبسولة أمريكية الصنع تهبط بالمظلات للهبوط على الأرض بدلاً من الهبوط في المحيط. وتأمل بوينج أن يسهل هذا النهج استعادة المركبة الفضائية وتجديدها بعد الرحلة.

رحلة ستارلاينر التجريبية المضطربة

هبطت المركبة في نيو مكسيكو في مرفأ وايت ساندز الفضائي، وهي منطقة داخل نطاق صاروخي واسع يحمل نفس الاسم كان يستخدم في السابق لتدريب طياري مكوك الفضاء التابع لناسا. وصلت المركبة ستارلاينر إلى هدفها في الساعة 12:01 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة يوم السبت، وفقًا لوكالة الفضاء.

في البداية، أعرب مسؤولو وكالة ناسا عن ثقتهم في قدرتهم على تحديد مشاكل ستارلاينر ووضع خطة لإعادة المركبة بطاقمها بأمان. لكن مشكلتين عالقتين عرقلتا تلك الخطط في نهاية المطاف.

كان القلق بشأن قدرة ستارلاينر على الحفاظ على اتجاه دقيق أثناء العودة إلى الغلاف الجوي للأرض - نظراً للعديد من المشكلات التي ظهرت خلال المرحلة الأولى من رحلتها - أحد الأسباب التي دفعت ناسا إلى اختيار عدم إعادة طاقم ستارلاينر إلى الوطن مع المركبة. وبدلاً من ذلك، سيبقى ويليامز وويلمور على متن المحطة الفضائية وسيعودان إلى الوطن على متن كبسولة سبيس إكس في فبراير 2025.

أولاً، ظهرت سلسلة من تسربات الهيليوم أثناء رحلة ستارلاينر إلى الخارج في أوائل يونيو. يُستخدم الهيليوم للضغط على بعض أجهزة الدفع في المركبة، والتي تساعد المركبة الفضائية على البقاء في الفضاء، وقد أدت مشاكل تسرب بعض الهيليوم إلى تأخير هذه المهمة التجريبية التي قام بها طاقم المركبة حتى قبل الإقلاع.

وعلى نحو منفصل، توقفت خمسة من 28 جهاز دفع "نظام التحكم في رد الفعل" (RCS) الخاص بمركبة ستارلاينر عن العمل فجأة في طريقها إلى محطة الفضاء. وقد تم استرداد أربعة منها في نهاية المطاف، ولكن سيبقى واحد منها على الأقل خارج الخدمة طوال المهمة.

أبقت ناسا وبوينغ المركبة الفضائية ستارلاينر في الفضاء لأسابيع بينما كانتا تعملان على فهم تلك المشاكل، مما أدى إلى تمديد فترة إقامة ويليام وويلمور من المدة المتوقعة وهي حوالي ثمانية أيام إلى أشهر.

في مرحلة ما، قالت ناسا وبوينغ إنهما يعتقدان أنهما فهمتا السبب المحتمل لمشاكل ستارلاينر. فقد كانت "بيوت الكلاب"، أو الهياكل التي تحتوي على معدات الدفع، تحلق بسخونة أكبر من المتوقع، مما تسبب في انتفاخ بعض أختام التفلون داخل أنظمة الدفع - مما أدى إلى تقييد تدفق الوقود الدافع وتسبب في انقطاع محركات الدفع RCS. وبشكل منفصل، قال المسؤولون إن تسربات الهيليوم ربما تكون ناجمة عن الأختام التي تدهورت بسبب التعرض لبخار الوقود الدافع.

ومع ذلك، فإن تحديد السبب الجذري لمشكلة المركبة الفضائية ليس علمًا مثاليًا.

وحتى لو كانت المشاكل مفهومة جيداً، كان على فريق ستارلاينر أن يواجه حقيقة أنه لن يتمكن أبداً من فحص نظام الدفع على المركبة الفعلية في الفضاء. فقد كان من المستحيل فحص المشكلة بينما كانت مركبة ستارلاينر متصلة بالمحطة الفضائية.

المخاطر التي واجهتها المركبة

والأكثر من ذلك، لم يكن من المفترض أن تنجو الوحدة التي تضم دافعات نظام الدفع RCS المضطربة وتسريبات الهيليوم - والتي تسمى وحدة الخدمة - من رحلة العودة إلى الوطن. وبدلاً من ذلك، صُممت وحدة الخدمة، وهي عبارة عن ملحق أسطواني في الجزء السفلي من مقصورة الطاقم، ليتم إخراجها والتخلص منها في طريق العودة إلى الأرض. وقد فعلت ذلك بالضبط في هذه المهمة.

كان الغموض الذي يحيط بما حدث بالضبط لمكونات وحدة الخدمة أحد العوامل الرئيسية في قرار ناسا بإعادة المركبة إلى الوطن دون طاقمها.

قال ستيف ستيتش، مدير برنامج الطاقم التجاري التابع لناسا، في 24 أغسطس: "خلاصة القول بالنسبة لإعادة ستارلاينر إلى الوطن - كان هناك الكثير من عدم اليقين في التنبؤات الخاصة بالدوافع". "لقد كانت هناك مخاطرة كبيرة للغاية فيما يتعلق بالطاقم، ولذلك قررنا المضي قدماً في المسار غير المأهول".

خلال عودة ستارلاينر المحفوفة بالمخاطر إلى الأرض، كانت الكبسولة مزودة بأنواع أخرى من الدافعات التي تهدف إلى مساعدة المركبة في الحفاظ على اتجاهها أثناء سفرها عبر الفضاء.

فإلى جانب أجهزة الدفع ال 28 الخاصة بنظام التحكم في الوضع (RCS)، هناك 20 جهاز دفع "المناورة المدارية والتحكم في الوضع" - أو OMAC - والتي تبلغ قوة دفع كل منها حوالي 17 ضعف قوة دفع جهاز الدفع الخاص بنظام التحكم في الوضع.

ولكن خلال مؤتمر صحفي سابق، وصف ستيتش كيف يمكن للمشاكل التي تم تحديدها بالفعل في وحدة خدمة ستارلاينر أن تتضافر لتخلق سيناريو الكارثة.

"قال ستيتش: "ستكون أسوأ الحالات هي بعض آليات الفشل المتكاملة بين تسربات الهيليوم ودافعات نظام التحكم في الردار والفضاء. "بالنسبة للحرق الاسمي للإنزال من المدار، فإننا نطلق 10 دفَّاعات OMAC في كل من وحدات الخدمة الأربعة، ثم تكون نفاثات RCS موجودة فقط للحفاظ على الاتجاه".

تقييم المخاطر بين ناسا وبوينغ

خلال الإحاطة الإخبارية في 24 أغسطس، أشار مسؤولو ناسا أيضًا إلى أن بوينج لم تتفق مع بعض تقييمات وكالة الفضاء للمخاطر.

وقال ستيتش إنه كان هناك "مجرد خلاف بسيط (بين ناسا وبوينج) فيما يتعلق بمستوى المخاطر". "يعتمد الأمر فقط على كيفية تقييمك للمخاطر. ... لقد فعلنا ذلك بشكل مختلف قليلاً مع طاقمنا عما فعلته بوينج".

لكن كين باوروكس، مساعد مدير ناسا لمديرية بعثة العمليات الفضائية، أضاف أن الشركة تركت القرار النهائي لناسا "بسبب نظرتنا الأوسع لجميع المخاطر التي تنطوي عليها".

قالت بوينج مؤخرًا في 2 أغسطس أن "ثقتها لا تزال عالية" في إمكانية عودة ستارلاينر بطاقمها. ولكن منذ أن أعلنت ناسا قرارها بعودة الكبسولة إلى الوطن بدون رواد فضاء، قالت الشركة فقط إنها تركز على "تنفيذ المهمة كما حددتها ناسا، ونحن نعد المركبة الفضائية لعودة آمنة وناجحة بدون طاقم،" وفقًا لبيان صدر في 24 أغسطس.

قد يكون لأداء ستارلاينر في رحلتها إلى الوطن آثار أوسع على مستقبل برنامج بوينج. فقد خسرت الشركة بالفعل أكثر من مليار دولار لتصحيح مشاكل المركبة خلال سنوات من التأخيرات، ونكسات التطوير والأخطاء في الرحلة.

ليس من الواضح بعد ما إذا كانت ناسا ستطلب من بوينج تكرار هذه الرحلة التجريبية - أو ما إذا كانت وكالة الفضاء ستنظر في اعتماد المركبة الفضائية للرحلات المنتظمة إذا سارت رحلة العودة الليلة بشكل جيد.

لقد اضطرت بوينج بالفعل إلى تكرار مهمة اختبارية واحدة، وهي رحلة تجريبية غير مأهولة أقلعت في عام 2019. وقد حالت مشاكل في البرمجيات دون دخول المركبة إلى المدار الصحيح وحتى الوصول إلى محطة الفضاء الدولية، مما دفع ناسا إلى مطالبة بوينج بتكرار الرحلة في عام 2022.