اما اکنون یک پیشرفت بزرگ در راه است؛ چین ماهواره Shijian-25 را به فضا فرستاده تا عملیات سوخترسانی مداری را آزمایش کند. برنامه این است که این ماهواره به Beidou-3 G7 متصل شود و ۱۴۲ کیلوگرم هیدرازین را به آن منتقل کند تا عمر عملیاتیاش را ۸ سال افزایش دهد! اگر این مأموریت موفق باشد، چین قصد دارد شبکهای از ایستگاههای سوخترسانی مداری ایجاد کند.
همانطور که خودروها روی زمین برای حرکت به سوخت نیاز دارند، ماهوارهها نیز برای مانور و جبران افت مداری خود به پیشرانه احتیاج دارند. اما برخلاف وسایل نقلیه زمینی، زمانی که سوخت ماهوارهها تمام شود، آنها به زبالههای گرانقیمت فضایی تبدیل میشوند. این چالش باعث شده که فناوری سوخترسانی مداری توسعه یابد، فناوریای که میتواند عمر ماهوارهها را افزایش داده و شیوه عملیات فضایی را متحول کند.
ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) یکی از شناختهشدهترین نمونههای یک ماهواره در مدار است که آن هم نیاز دارد مدار خود را تقویت کند. مشکل اصلی، کشش ناشی از ذرات گازی موجود در جو زمین است. در مورد ISS، فضاپیماهای تدارکاتی معمولاً با روشن کردن موتورهایشان به حفظ ارتفاع مناسب آن کمک میکنند. بدون این “تقویتهای مداری” دورهای، ایستگاه فضایی بهتدریج ارتفاع خود را از دست داده و وارد جو زمین میشود.
یک نقطه عطف مهم در زمینه سوخترسانی خودکار در سال1386 با مأموریت Orbital Express دارپا اتفاق افتاد. در این آزمایش، دو فضاپیما به نامهای ASTRO (وسیله سرویسدهنده) و NextSat (یک ماهواره ماژولار آزمایشی) به مدت سه ماه عملیات انتقال سوخت و تعویض قطعات را بهطور خودکار انجام دادند. این مأموریت ثابت کرد که فضاپیماهای رباتیک میتوانند بدون نیاز به کنترل مستقیم انسان، عملیات پیچیده تعمیر و نگهداری را انجام دهند.
فناوری همچنان در حال پیشرفت است و ماهواره Shijian-25 چین، که در 17 دی 1403 پرتاب شده، گامی دیگر در توسعه سوخترسانی مداری محسوب میشود. این مأموریت قصد دارد عملیات سوخترسانی را در مدار زمینثابت در ارتفاع حدود ۳۶ هزار کیلومتری زمین آزمایش کند. این موضوع از آن جهت اهمیت دارد که مدارهای زمینثابت معمولاً میزبان ماهوارههای مخابراتی هستند که از افزایش عمر بهره زیادی میبرند.
با این حال، چالشهای فنی سوخترسانی مداری قابلتوجهاند. فضاپیماها باید هنگام حرکت با سرعتی بیش از ۲۸ هزار کیلومتر بر ساعت، بهطور بسیار دقیق با یکدیگر همگام شده و متصل شوند. سامانه انتقال سوخت نیز باید کاملاً بدون نشتی باشد، زیرا نشت سوخت میتواند برای هر دو فضاپیما خطرناک بوده و زبالههای فضایی خطرناکی ایجاد کند. چالش دیگر این است که بسیاری از ماهوارهها از ابتدا برای سوختگیری طراحی نشدهاند و فاقد درگاههای استاندارد سوختگیری یا رابطهای اتصال هستند.
در آینده، چندین شرکت و آژانس فضایی در حال توسعه سامانههای سوخترسانی مداری هستند. این سامانهها شامل “ایستگاههای سوختگیری” اختصاصی در فضا و همچنین فضاپیماهای چندمنظورهای هستند که علاوه بر سوخترسانی، میتوانند تعمیرات و ارتقاهای لازم را نیز انجام دهند. با پیشرفت این فناوری، روشهای بهرهبرداری از ماهوارهها دستخوش تغییرات بزرگی خواهد شد، که نتیجه آن کاهش هزینهها و پایداری بیشتر عملیات فضایی خواهد بود.
نتیجه گیری
سوخترسانی مداری میتواند آینده عملیات فضایی را متحول کند. با پیشرفت در این فناوری، ماهوارهها میتوانند عمر طولانیتری داشته باشند و از زبالههای فضایی جلوگیری شود. این فناوری همچنین میتواند هزینهها را کاهش دهد و به توسعه شبکههای گستردهای از ایستگاههای سوخترسانی مداری منجر شود که برای ماهوارههای مخابراتی و دیگر فضاپیماها بسیار حیاتی خواهند بود.
از طرفی، پیشرفتهای فنی در زمینه دقت در همگامسازی فضاپیماها، جلوگیری از نشت سوخت، و ایجاد رابطهای استاندارد برای سوختگیری، به چالشهایی تبدیل شده که باید برای تحقق این اهداف حل شوند. به طور کلی، این فناوری میتواند به یک انقلاب در نحوه مدیریت و نگهداری ماهوارهها و عملیات فضایی منجر شود.