انتقال سریع و ارزان محموله به زمین با ترمز چترنجات جدید ناسا

محققان ناسا به دنبال ساخت چترهای نجات به منظور انتقال ارزانتر و سریعتر محموله‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی به زمین هستند.

پریدن به زمین از ایستگاه فضایی با چتر نجات ممکن است کاملا تخیلی بنظر برسد، اما گروهی از دانشجویان این کار را با یک ماهواره کیوب‌ست انجام داده‌اند.به گفته ناسا، ماهواره TechEdSat-4 که در روز سوم مارس (۱۲ اسفند) از ایستگاه فضایی به بیرون پرتاب شده بود، اکنون به مدار طراحی شده خود رسیده که در آن از یک ترمز فضایی چترنجات-مانند برای کاهش سرعت به منظور ورود مجدد آن به جو زمین استفاده خواهد کرد.پرواز به فضا کار مشکلی است، اما ورود مجدد به زمین نیز کار ساده‌ای نیست؛ فضاپیما برای خروج از مدار خود نیاز به کاهش سرعت دارد که این کار معمولا با استفاده از موشک‌هایی برای رساندن سرعت به حد ایمن برای ورود مجدد ایمن به جو انجام می‌شود.ایده این ترمز فضایی مشابه چیزی است که باعث فروپاشی مدار ماهواره‌های قدیمی و سقوط آن‌ها به زمین می‌شود. اگرچه فضا بطور رسمی از ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری زمین آغاز می‌شود، اما جو در حقیقت صدها کیلومتر بالاتر از آن به عنوان اگزوسفر گسترش می‌یابد. این جو بسیار رقیق بوده، اما هنوز تعداد مولکول هوای کافی برای کاهش تدریجی سرعت ماهواره وجود دارد تا اینکه توسط گرانش زمین وارد جو زمین شده و بسوزد.

ترمز فضایی از اگزوسفر با استقرار یک چتر ترمز با محیطی حدود یک متر مربع به ازای هر کیلوگرم ماهواره استفاده می‌کند. این روش ابتدا توسط ماهواره TechEdSat-3 در سال ۲۰۱۳ آزمایش شد و TechEdSat-4 اکنون نسخه دوم این سیستم را با خود حمل می‌کند.

به گفته محققان مرکز تحقیقات ایمز ناسا ، این ترمز فضایی یک مکانیسم خود تثبیت‌کننده تقیل‌دهنده مدار اگزوسفری است که به محموله‌ها اجازه می‌دهد سریعتر از یک پلت‌فرم فضایی مانند ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) به زمین بازگردند. دانشمندان در این روش قادر خواهند بود که تنها با یک لپ‌تاپ و حساب ایمیل، دستورات را با استفاده از یک مودم آنبورد به ماهواره فرستاده و داده‌های آن را دریافت کنند.

ماهواره TechEdSat-4 چهارمین نمونه از مجموعه ماهواره‌های TechEdSat است که در دانشگاه ایالتی سن‌خوزه در کالیفرنیا و دانشگاه آیداهو ساخته شده‌اند. این ماهواره توسط دانشجویان با استفاده از اجزای موجود در بازار ساخته شده و هزینه آن کمتر از ۵۰ هزار دلار بوده است. طراحی آن بر اساس یک ساختار کیوب‌ست استاندارد بوده که از واحدهای مکعبی ۱۰ سانتی‌متری در یک سو ساخته شده است.

ماهواره TechEdSat-4 از سه مکعب با طول کلی ۳۰ سانیتمتر وزن حدود ۲.۲ کیلوگرم ساخته شده است.

این کیوب‌ست با استفاده از استقراردهنده NanoRacks از ایستگاه بیرون فرستاده شد و پس از باز کردن چترنجات ترمزگیر فضایی تحت فرمان ایمیل، به مدار کنونی‌اش حرکت کرد که در آنجا برای چهار هفته به انجام آزمایشاتی با استفاده از ارتباطات بین ماهواره‌ای برای ارائه تله‌متری خواهد پرداخت.

ماهواره بعدی این مجموعه موسوم به TechEdSat-5 از ترمزی برخوردار خواهد بود که می‌تواند خود را مجددا پیکربندی کند، از این رو می‌تواند بطور کنترل‌شده مجددا وارد جو شود.

به گفته ناسا، این فناوری علاوه بر انتقال نمونه‌ها به زمین می‌تواند برای فرود محموله‌های کوچک به مریخ یا سیارات دیگر دارای جو مورد استفاده قرار بگیرد.