كولومبوس (وحدة بمحطة الفضاء الدولية)

كولومبوس (بالإنجليزية: Colombus)‏، وهوجزء من محطة الفضاء الدولية تعبير عن مختبر فهمي، ويعتبر أيضًا أكبر الإسهامات الفردية لمحطة الفضاء الدولية التي ساهمت بها وكالة الفضاء الأوروبية.

شُيد مختبر كولومبوس، بالإضافة إلى هارموني وترانكوليتي، بمدينة تورين في إيطاليا بواسطة مؤسسة تاليس إلينيا سبيس. صُممت المعدات الوظيفية والبرمجيات في هذا المختبر بواسطة شركة EADS بمدينة بريمن في ألمانيا. جُمع المختبر أيضًا بمدينة بريمن قبل حتى يُرسل جوًا إلى مركز كينيدي للفضاء (KSC) بولاية فلوريدا على متن الطائرة إيرباص بولقا. أُطلقت هذه الوحدة على متن المكوك الفضائي أتلانتيس يومسبعة فبراير عام 2008 خلال بعثة إس تي إس-122. صُممت هذه الوحدة لتعمل على مدار عشر سنوات. تخضع الوحدة لتحكم مركز تحكم كولومبوس الموجود في مركز عمليات الفضاء لألمانيا التابع لمركز الطيران والفضاء الألماني بمقاطعة أوبربفافنهوفن بالقرب من ميونخ في ألمانيا.

أنفقت وكالة الفضاء الأوروبية 1.4 مليار يورو، ما يعادل 2 مليار دولار أمريكي، على بناء كولومبوس، بما يضم أجهزة التجارب الفهمية التي ستطير معها والبنية التحتية الأرضية اللازمة لتشغيل الوحدة.

الوصف

يأخذ هذا المختبر شكل وحدة أسطوانية، وهومصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ، مع نهايتين مخروطيتين. يصل القطر الخارجي للوحدة إلى 4.477 متر، ويصل طولها الكلي إلى 6.871 متر، باستثناء رفوف أجهزة التجارب الممتدة خارج الوحدة. تتخذ هذه الوحدة شكلًا قريبًا للغاية من الوحدات اللوجيستية متعددة الأغراض، وهذا بسبب تصميمهما بالشكل الملائم حتى يستقران داخل حجرة حمولات المكوك الفضائي. يحتوي الجانب الأيمن من إحدى النهايتين المخروطيتين على أغلب الأجهزة الحاسوبية للمختبر. وتحتوي النهاية المخروطية الأخرى على مدخل آلية الرسووالالتحام المشهجر.

البناء

اختارت وكالة الفضاء الأوروبية شركة أستريوم للنقل الفضائي التابعة لشركة EADS لتكون المُصنِّع الرئيسي لوحدة كولومبوس. صُنعت الوحدة في المركز الأوروبي لأبحاث وتقنيات الفضاء. صُمم واختُبرهيكل طيران كولومبوس، بالإضافة إلى نظام الحماية من النيازك الصغيرة، والأنظمة المُفعَّلة وغير المعملة للتحكم بالحرارة، وأنظمة التحكم البيئي، ومعدات التثبيت، ومعدات الدعم الأرضية بواسطة مؤسسة تاليس إلينيا سبيس بمدينة تورين في إيطاليا، ووفقًا لمبدأ بيكا (PICA)، وهي اختصار لـ«وحدة كولومبوس الملحقة المُحافظة على الضغط والمُجمَّعة مسبقًا»؛ جُمع عتاد المركبة بشكل مسبق وأوفد على هيئة بيكا في سبتمبر عام 2001 إلى مدينة بريمن. وجُمع المختبر بعدها بشكل تام واختُبر على مستوى تام بمنشآت تابعة لشركة أستريوم للنقل الفضائي التابعة لشركة EADS بمدينة بريمن في ألمانيا.

الإطلاق، والرسووالالتحام، والتجهيز

أُرسلت كولومبوس إلى منشأة التجهيز لمحطة الفضاء بمركز كينيدي للفضاء في شهر نوفمبر عام 2007، حيث ثُبتت داخل حجرة حمولات المكوك الفضائي أتلانتيس قبل إطلاقه في رحلته لتجميع محطة الفضاء الدولية رقم 1 إي (إس تي إس-122).

فشل مستشعران للهيدروجين السائل من نوع ECO في اختبار الفحص خلال التزويد البارد للخزان الخارجي للمكوك الفضائي بالهيدروجين السائل والأكسجين السائل قبل أول محاولة للإطلاق يومستة ديسمبر عام 2007. اشترطت قواعد البعثة على نجاح ثلاثة من هذه المستشعرات من أصل أربعة في العمل حتى تسمح بتطبيق محاولة الإطلاق. ونتيجةً لهذا العطل، قرر دوغ ليونز مدير عملية الإطلاق تأجيل الإطلاق لمدة 24 ساعةً بشكل مبدئي. امتد هذا التأجيل بعد ذلك حتى وصل إلى 72 ساعةً، ما أدى إلى تطبيق محاولة الإطلاق التالية يوم الأحد الموافقتسعة ديسمبر عام 2007. أُلغيت محاولة الإطلاق الثانية أيضًا بعد فشل أحد مستشعرات ECO مرةً أخرى أثناء تزويد منظومة الإطلاق بالوقود.

غُير الموصل الخارجي لمستشعرات ECO من الخزان الخارجي للمكوك الفضائي، وهوما سبب تأخير الإطلاق لمدة شهرين. نجحت عملية إطلاق كولومبوس أخيرًا في محاولة الإطلاق الثالثة يومسبعة فبراير عام 2008 في الساعة 02:45 حسب توقيت المنطقة الزمنية الشرقية EST. استُخدم ذراع التحكم الروبوتي «كندارم 2»، الموجود بمحطة الفضاء الدولية، لإخراج كولومبوس من حجرة الحمولات الخاصة بالمكوك الفضائي المُلتحم مع محطة الفضاء الدولية، ثم ألحقها بالمدخل الأيمن لوحدة هارموني، المعروفة أيضًا بالعقدة 2، يوم 11 فبراير عام 2008، وكانت أسطوانة الوحدة متجهة إلى الخارج.

الأنشطة البحثية والحمولات

كانت الأنشطة الخاصة بالمختبر تُدار على الأرض بواسطة مركز تحكم كولومبوس الموجود في مركز الفضاء والطيران الألماني بمقاطعة أوبربفافنهوفن في ألمانيا، بالاشتراك مع مراكز عمليات الدعم للمستخدمين عبر أوروبا.

يتسع المختبر لضم عشرة رفوف قياسية دولية للحمولات (ISRPs) لضم الحمولات الفهمية. تسمح الاتفاقيات مع وكالة ناسا بحصول وكالة الفضاء الأوروبية على 51% من الاستخدام لوحدة مختبر كولومبوس. وحصلت وكالة الفضاء الأوروبية بموجب هذه الاتفاقيات على خمسة مواقع للرفوف بالوحدة، مع حصول وكالة ناسا على الرفوف الخمسة الأخرى. توجد أربعة مواقع للرفوف العاملة في الجانب الأمامي من الوحدة، وأربعة على الجانب الخلفي، واثنان على سقف الوحدة. زُودت ثلاثة رفوف على الوحدة بأنظمة دعم الحياة وأنظمة للتبريد. وتستخدم الرفوف الباقية على أرضية الوحدة، بالإضافة إلى الرفين على السقف، باعتبارها رفوف للتخزين.

ويمكن، بالإضافة لهذه الرفوف، حتى تُلحق أربع منصات غير محافظة على الضغط بالجانب الأيمن للنهاية المخروطية للوحدة من الخارج، على منشأة الحمولة الخارجية لوحدة كولومبوس (CEPF). تُثبت جميع حمولة خارجية على مدخل خاص قادر على استيعاب بعض الأجهزة الصغيرة وأجهزة التجارب بكتلة إجمالية تصل إلى 230 كيلوغرامًا.

الرفوف القياسية الدولية للحمولات الأوروبية والمثبتة في البداية على وحدة كولومبوس:

مختبر علوم الموائع (FSL)
وحدات فهم وظائف الأعضاء الأوروبية (EPM)
المختبر الحيوي (بيولاب)
رف الأدراج الأوروبي (EDR)
رف التخزين الأوروبي

الحمولات الخارجية الأولى التي ثٌبتت على وحدة كولومبوس بواسطة أعضاء طاقم البعثة إس تي إس-122، وهي ثلاث حمولات:

المنشأة الأوروبية التكنولوجية للتعرض (EuTEF)
مرصد مراقبة الشمس (سولار)
جهاز تجارب علوم المواد بمحطة الفضاء الدولية (MISSE-6)، وهي حمولة خاصة بوكالة ناسا.

الحمولات الخارجية الأخرى المخطط لها:

الساعة الذرية في الفضاء (ACES)
حمولة مشروع إكسبورت (EXPORT) لفهم الأحياء الفلكي
جهاز مراقبة التفاعلات بين الغلاف الجوي والفضاء
ثُبت جهاز رابيد سكات لمحطة الفضاء الدولية (ISS-RapidScat) عام 2014، وظل يعمل حتى أواخر عام 2016. أُطلق هذا الجهاز إلى محطة الفضاء الدولية على متن مهمة سي أر إس-4 الخاصة بشركة سبيس إكس.

المواصفات

الطول: سبعة أمتار
القطر: 4.5 متر
الكتلة الكلية: 10300 كيلوغرام
كتلة الحمولة الكلية: 2500 كيلوغرام
الكتلة الكلية في المدار: 12800 كيلوغرام

المراجع

^ Harwood, William (February 11, 2008). "Station arm pulls Columbus module from cargo bay". Spaceflightnow.com. مؤرشف من الأصل في 12 يونيو2018. اطلع عليه بتاريخ 07 أغسطس 2009.
^ "Shuttle Launch Now Targeted For 2nd January". December 2007. مؤرشف من الأصل في 04 مارس 2016.
^ "Space Shuttle Mission STS-122: The Voyage of Columbus". ناسا. مؤرشف من الأصل في 13 يناير 2020.
^ "Node 2, Columbus, Japanese Experiment Module and Special Purpose Dexterous Manipulator (SPDM) installation animation". NASA. 2007-01-26. مؤرشف من الأصل في 21 أبريل 2019.
^ NASA (2007). "NASA Postpones Space Shuttle Atlantis Launch; Aims for Friday". NASA. مؤرشف من الأصل في 04 مارس 2016.
^ Giuseppe Reibaldi; et al. (May 2005). "The ESA Payloads for Columbus – A bridge between the ISS and exploration" (PDF). وكالة الفضاء الأوروبية. مؤرشف من الأصل (PDF) في 01 فبراير 2020.
^ Steve Feltham & Giacinto Gianfiglio (March 2002). "ESA's ISS External Payloads" (PDF). وكالة الفضاء الأوروبية. مؤرشف من الأصل (PDF) في 01 فبراير 2020.
^ "ISS Utilization: SOLAR and EuTEF – external payloads on the Columbus Lab". eoPortal. مؤرشف من الأصل في 26 يوليو2011.
^ (PDF) https://web.archive.org/web/20160304042431/http://www.esa.int/esapub/bulletin/bullet102/Reibaldi102.pdf. مؤرشف من الأصل (PDF) في 04 مارس 2016. مفقود أوفارغ |title= (مساعدة)
^ "EUTEF – European Technology Exposure Facility". Carlo Gavazzi Space. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2007.
↑ (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 01 فبراير 2020. Invalid |script-title=: missing prefix (مساعدة)