مأموریت ناسا برای نجات رصدخانه سوئیفت در ۱۰ کیلومتری هدف شکست خورد

به گزارش خبرگزاری آنا؛ سوئیفت از سال ۲۰۰۴ در مدار فعالیت می‌کند و بسیار بیشتر از عمر طراحی‌شده خود دوام آورده است، اما این رصدخانه سامانه پیشران برای افزایش ارتفاع مدار ندارد و در سال‌های اخیر افزایش فعالیت خورشیدی و در نتیجه بیشتر شدن مقاومت جو در مدار پایین زمین، سقوط آن را سرعت بخشیده است. ناسا برای جلوگیری از نابودی زودهنگام رصدخانه، قراردادی ۳۰ میلیون دلاری با کاتالیست اسپیس امضا کرد تا ماهواره‌ای تقریباً نیم‌تنی با بازو‌های رباتیک، پیشران‌های الکتریکی و آرایه‌های خورشیدی بزرگ ساخته شود، خود را به سوئیفت در ارتفاع حدود ۳۲۰ کیلومتری برساند و مدار آن را بالا ببرد. لینک ۱۲ تیر پرتاب شد و آزمایش‌های اولیه را نیز پشت سر گذاشت، اما چند هفته بعد مجموعه‌ای از خرابی‌ها آن را وارد چرخش کنترل‌نشده کرد و ناسا در مرداد پایان مأموریت نجات را اعلام کرد.

ماهواره‌ای که معمولاً چند سال زمان می‌خواست در ۹ ماه ساخته شد

فشردگی زمان از ابتدا بزرگ‌ترین محدودیت پروژه بود. ناسا ابتدا از کاتالیست، استارفیش اسپیس و تیم مشترک Cambrian Works و Astroscale خواست طی ۳۰ روز طرح خود را برای نجات سوئیفت ارائه کنند و در نهایت کاتالیست را انتخاب کرد. استفاده از شرکت‌هایی که از قبل قرارداد فناوری با ناسا داشتند ضروری بود، زیرا آغاز یک فرایند خرید و قرارداد کاملاً تازه طبق مقررات فدرال می‌توانست ماه‌ها زمان ببرد و سوئیفت چنین فرصتی نداشت. کاتالیست بلافاصله سفارش قطعات را آغاز کرد، اما بعضی تأمین‌کنندگان نمی‌توانستند تجهیزات موردنیاز را به‌موقع تحویل دهند و شرکت ناچار شد بخشی از سخت‌افزار را خودش طراحی و تولید کند.

ناسا نیز برخلاف بسیاری از پروژه‌های سنتی فضایی، تنها نتیجه مورد انتظار را مشخص کرد و درباره نحوه رسیدن به آن جزئیات سخت‌گیرانه‌ای تعیین نکرد. مأموریت در عمل به ۲ اصل خلاصه شده بود؛ به سوئیفت آسیب نزن و مدارش را بالا ببر. کاتالیست نیز ساختار معمول مهندسی سامانه در پروژه‌های بزرگ فضایی را کنار گذاشت تا تصمیم‌های مهندسی سریع‌تر گرفته شوند و طراحی ماهواره تا پایان سال گذشته تکمیل شد؛ در فروردین نیز لینک برای آخرین آزمایش‌های پیش از پرتاب آماده بود. این آزادی عمل سرعت را بالا برد، اما هم‌زمان به معنی کنار گذاشتن بخشی از آزمایش‌ها و فرایند‌هایی بود که در یک پروژه معمولی زمان بیشتری برای آن‌ها وجود داشت.

خرابی یک مدار و یک شیر مأموریت را متوقف کرد

نخستین مشکل جدی پس از پرتاب به سامانه کنترل چرخ‌های عکس‌العمل مربوط بود. خود چرخ‌ها ساخت راکت لب بودند و مشکلی نداشتند، اما مدار الکترونیکی کنترل ترمز احیاکننده که کاتالیست آن را در داخل شرکت توسعه داده بود دچار اتصال کوتاه شد و با افزایش دما از کار افتاد. مهندسان با تغییرات نرم‌افزاری و اصلاح شیوه بهره‌برداری توانستند برای مدتی اثر خرابی را مهار کنند، اما چند هفته بعد یک شیر بدون پاسخ در سامانه کنترل واکنش گاز سرد باعث شد ماهواره وارد چرخش شود و امکان ملاقات مداری با سوئیفت از بین برود.

لینک با وجود از دست دادن ۲ چرخ کنترلی کاملاً از کار نیفتاد و تیم زمینی با کمک پیشران‌های پلاسما و تغییرات سامانه هدایت، ناوبری و کنترل توانست مانور‌های قابل توجهی انجام دهد و فاصله ماهواره را تا حدود ۱۰ کیلومتری سوئیفت کاهش دهد. بازو‌های رباتیک و پیشران‌های پلاسما نیز مطابق انتظار کار کردند، اما مشکل سامانه برق و شیر کنترل در نهایت اجازه نداد مرحله اصلی مأموریت، یعنی نزدیک شدن، گرفتن رصدخانه و افزایش ارتفاع مدار، انجام شود. کاتالیست در نتیجه آخرین پرداخت تشویقی قرارداد ناسا را نیز دریافت نکرد.

فشار زمانی در این شکست نقش مستقیمی داشت. مهندسان پیش از پرتاب ناچار بودند از میان آزمایش‌های متعدد انتخاب کنند و برای بعضی بررسی‌ها عملاً فرصتی باقی نمانده بود. تیم سامانه برق نیز نیروی کافی نداشت و وقتی زنجیره تأمین نتوانست تجهیزاتی مانند واحد‌های تبدیل و توزیع توان را به‌موقع تحویل دهد، همان تعداد محدود مهندسان مجبور شدند طراحی این قطعات را نیز برعهده بگیرند. کاتالیست بعداً پذیرفت که زمان و نیروی انسانی موجود برای آزمایش کامل این سامانه پیچیده کافی نبوده است.

هوش مصنوعی به خرید چند ماه زمان برای سوئیفت کمک کرد

تیم بهره‌برداری خود رصدخانه نیز هم‌زمان برای کند کردن سقوط سوئیفت دست به تغییراتی زد. مهندسان دانشگاه پن‌استیت روش تازه‌ای برای جهت‌دهی رصدخانه طراحی کردند تا سطح کمتری در برابر ذرات رقیق جو قرار بگیرد و نیروی پسا کاهش یابد؛ کاری که چند ماه به زمان باقی‌مانده سوئیفت اضافه کرد، اما در این مدت بخشی از مشاهدات علمی باید متوقف می‌شد. رسیدن به این وضعیت به بازنویسی مکرر نرم‌افزار، استفاده گسترده از پردازنده‌های گرافیکی و حتی ابزار‌های هوش مصنوعی ایجنتی نیاز داشت. جیمی کنیا، مسئول پیشین عملیات سوئیفت، از «وایب کدنویسی» نیز به‌عنوان یکی از روش‌هایی یاد کرده که در حل بعضی مسائل دشوار نرم‌افزاری به تیم کمک کرده است.

بخش اداری پروژه نیز با سرعتی غیرمعمول پیش رفت. تعطیلی دولت فدرال تنها چند روز پس از امضای قرارداد در راه بود و کاتالیست برای سفارش فوری قطعات به نقدینگی زیادی نیاز داشت، بنابراین تیم خرید ناسا تلاش کرد پرداخت‌ها را پیش از توقف فعالیت‌های دولتی انجام دهد. پروژه در نهایت با اختلاف حدود ۱.۵ میلیون دلار نسبت به هدف ۳۰ میلیون دلاری اولیه پیش رفت؛ رقمی که شامل پرتاب، نیروی انسانی و پیمانکاران نیز می‌شد. برای مقایسه، ناسا پیش‌تر حدود ۱.۵ میلیارد دلار برای مأموریت OSAM-۱ هزینه کرده بود؛ پروژه‌ای گسترده‌تر برای گرفتن و سوخت‌رسانی به یک ماهواره قدیمی که در سال ۲۰۲۴ پیش از پرتاب لغو شد.

ناسا قصد ندارد مأموریت‌های خدمات ماهواره‌ای را کنار بگذارد

مسئولان ناسا پس از شکست لینک بیشتر روی درس‌های عملی پروژه تمرکز کرده‌اند و یکی از مهم‌ترین موارد برای مأموریت‌های بعدی، آغاز فرایند نجات پیش از رسیدن ماهواره به وضعیت اضطراری است. پیش‌بینی زمان سقوط ماهواره‌ها همیشه دقیق نیست و تغییر فعالیت خورشیدی می‌تواند چگالی جو و میزان پسا را به‌سرعت تغییر دهد؛ بنابراین ناسا می‌خواهد پیش از آنکه پنجره زمانی به چند ماه محدود شود، گزینه‌های بیشتری از شرکت‌های تجاری در اختیار داشته باشد. صنعت خدمات مداری نیز هم‌زمان در حال گسترش است و شرکت‌هایی مانند استارفیش و نورثروپ گرومن مأموریت‌های ملاقات و خدمات ماهواره‌ای خود را دنبال می‌کنند.

لینک پس از رسیدن به فاصله حدود ۱۰ کیلومتری سوئیفت و آزمایش سامانه ناوبری خود، ۳ مهر وارد جو شد و از بین رفت. سوئیفت فعلاً فعالیت علمی خود را از سر گرفته، اما انتظار می‌رود تا پایان سال وارد جو شود و بسوزد؛ اتفاقی که بخشی مهم از توان رصد ناسا در شناسایی سریع فوران‌های پرتو گاما، منابع پرتو ایکس و اهداف نجومی متغیر را از بین می‌برد. ناسا اکنون علاوه بر بررسی جایگزین‌های احتمالی برای این قابلیت‌ها، مأموریت‌های خدماتی آینده برای رصدخانه‌های پیر دیگری را نیز بررسی می‌کند.