يعمل فريق من مركز لانغلي للأبحاث التابع لناسا، وشركاء من مركز أبحاث أميس التابع لناسا، وشركة نانو أفيونيكس، ومختبر أنظمة الروبوتات بجامعة سانتا كلارا، على تطوير مهمة لنظام الشراع الشمسي المركب المتقدم (ACS3). وهو نظام ذراع مركب خفيف الوزن وقابل للنشر، بالإضافة إلى نظام شراع شمسي، حيث يُستخدم لأول مرة ذراع مركب في الأشرعة الشمسية على المسار.
يعمل النظام بالطاقة الشمسية، ويمكنه استبدال وقود الصواريخ وأنظمة الدفع الكهربائية. يوفر الاعتماد على ضوء الشمس خيارات قد لا تكون متاحة في تصميم المركبات الفضائية.
يُنشر ذراع التطويل المركب بواسطة قمر صناعي مكعب (CubeSat) مكون من 12 وحدة (12U)، وهو قمر صناعي نانوي اقتصادي، بأبعاد 23 سم × 34 سم فقط. مقارنةً بذراع التطويل المعدني التقليدي القابل للنشر، يتميز ذراع ACS3 بأنه أخف وزنًا بنسبة 75%، كما أن التشوه الحراري الناتج عن التسخين ينخفض بمقدار 100 مرة.
بمجرد وصوله إلى الفضاء، سينشر كيوب سات بسرعة مصفوفة الطاقة الشمسية وينشر ذراعه المركب، في عملية تستغرق من 20 إلى 30 دقيقة فقط. الشراع المربع مصنوع من مادة بوليمرية مرنة معززة بألياف الكربون، ويبلغ طول كل جانب حوالي 9 أمتار. تُعد هذه المادة المركبة مثالية للمهام نظرًا لإمكانية طيها للتخزين المدمج، مع الحفاظ على متانتها ومقاومتها للانحناء والتشوه عند تعرضها لتغيرات درجة الحرارة. ستسجل الكاميرا الموجودة على متن المركبة شكل الشراع ومحاذاته بعد نشره لتقييمه.
يمكن توسيع نطاق التكنولوجيا التي تم تطويرها للذراع المركب لمهمة ACS3 لتشمل مهمات الأشرعة الشمسية المستقبلية التي تصل مساحتها إلى 500 متر مربع، ويعمل الباحثون على تطوير أشرعة شمسية يصل حجمها إلى 2000 متر مربع.
وتتضمن أهداف المهمة تجميع الأشرعة بنجاح ونشر أذرع مركبة في مدار منخفض لتقييم شكل الأشرعة وفعالية تصميمها، وجمع البيانات حول أداء الأشرعة لتوفير المعلومات لتطوير أنظمة مستقبلية أكبر.
ويأمل العلماء في جمع البيانات من مهمة ACS3 لتصميم أنظمة مستقبلية يمكن استخدامها في الاتصالات لمهام الاستكشاف المأهولة، وأقمار الإنذار المبكر بالطقس الفضائي، ومهام استطلاع الكويكبات.
وقت النشر: ١٣ يوليو ٢٠٢١
