مهمة ستارلينغ التابعة لناسا حققت علامة فارقة أخرى في مجال استقلالية المركبات الفضائية من خلال تقديم نظام جديد يحدد موقع القمر الصناعي باستخدام أجسام فضائية أخرى كنقاط مرجعية؛ نظام لا يعتمد على شبكات الملاحة التقليدية مثل جي بي إس.
تُذكر أن تجربة التقنية المسماة فالكون (FALCON) (الملاحة البصرية السريعة والمستقلة القائمة على فهرس الأجرام في الفضاء) تشكل خطوة إضافية نحو مركبات فضائية قادرة على العمل باستقلالية أكبر.
مع استعداد ناسا لمهمات أبعد من مدار الأرض، يمكن لأنظمة مثل فالكون دعم تشكيلات الأقمار الصناعية القمرية، والمهام العلمية الموزعة، واستكشافات البشر المستقبلية.
الملاحة في الفضاء بدون جي بي إس
أغلب الأقمار الصناعية تعتمد على جي بي إس للملاحة، لكن إشاراته قد تكون غير موثوقة أو غير متاحة حول القمر وفي الفضاء البعيد. فالكون هو تجربة طيران مشتركة بين ناسا و"إيرا درايف"؛ شركة ناشئة منشقة عن جامعة ستانفورد.
بموجب ذلك، يجمع هذا النظام برنامج الطيران "إيرا-كور" (Era-Core) والخوارزميات المدمجة لـ"إرا درايف" (EraDrive) مع كاميرات ستارلينغ وقائمة داخلية من الأقمار الصناعية المعروفة.
تعمل هذه الأدوات معًا لتمكين ملاحة مستقلة عن جي بي إس للمركبة الفضائية وزيادة وعيها بالأجرام المجاورة.
روجر هنتر، مدير برنامج المركبات الفضائية الصغيرة والأنظمة الموزعة في مركز أيمز البحثي التابع لناسا في وادي السيليكون بكاليفورنيا، يقول إن فالكون يمثل نجاحًا آخر لمهمة اختبار ستارلينغ، وإن نتائجه قد تكون لها تداعيات واسعة على رصد حركة المرور الفضائية ومنع الاصطدام وطرق الملاحة البديلة. ويضيف أن عدد "المرات الأولى" الناتجة عن ستارلينغ لا يزال في تزايد.
استخدام أجسام فضائية أخرى كنقاط مرجعية
اختبرت تجربة فالكون قدرتين مكملتين من خلال استخدام جديد لكاميرات متتبعات النجوم في ستارلينغ؛ أدوات معيارية تُستخدم عادة لتحديد توجيه وموقع المركبة الفضائية عبر التعرف على الأجرام المضيئة في الفضاء.
ووفقًا لتقارير ايتنا ونقلاً عن SciTechDaily، فقد قارن فالكون في تجارب تحديد الموقع والملاحة والتوقيت الأجرام التي رصدتها كاميرات ستارلينغ، بما في ذلك مركبات فضائية أخرى وحطام مداري، مع قائمة الأجرام الفضائية المعروفة التي تحتفظ بها وزارة الدفاع الأمريكية وتنشرها للجمهور.
بعد التعرف على هذه الأجرام وتأكيدها، استخدم فالكون تلك الأجرام كنقاط مرجعية لحساب مدار ستارلينغ.
في تجارب منفصلة، حسّن هذا النظام أيضًا تقدير مدار الأجرام التي رصدتها كاميرات ستارلينغ. حمّلت مجموعة البحث في هذه المهمة قائمة كاملة تضم نحو عشرين ألف جرم فضائي ومداراتها المتوقعة على المركبة الفضائية.
ثم قارن فالكون هذه التوقعات القائِمَة مع ملاحظات كاميرات ستارلينغ وبدمج هذين المصدرين من المعلومات قدّر موقع ستارلينغ والأجرام الأخرى بدقة أعلى من البيانات الموجودة في القائمة. خلال ثلاثة أيام، حسّن فالكون دون أي تدخل من مشغلي الأرض مدارات أكثر من مئتي جرم معروف.
الخطوة الأولى في الملاحة البصرية الذاتية
قدرة فالكون على تحديد المدارات ذاتيًا تمثل أول حالة لاستخدام مركبة فضائية لكاميرات بصرية للملاحة بناءً على الموضع النسبي لأجرام فضائية أخرى.
في إنجاز منفصل، أنتجت تجارب تحديث القائمة الداخلية توقعات أكثر دقة لمواقع الأجرام على ستارلينغ؛ دقة تتجاوز البيانات المرسلة من محطات أرضية.
وتُشير التقارير إلى أن شبكات الأقمار الصناعية التي لا تعتمد على جي بي إس قد تكون بالغة الأهمية لمهام بشرية مستقبلية إلى القمر أو المريخ، حيث تُحتاج مركبات فضائية منسقة لدعم عمليات السطح.
تحديد موقع المركبة بدقة ضروري أيضًا للعديد من المهمات العلمية، لأن الباحثين بحاجة إلى محاذاة البيانات المجموعة من نقاط فضائية متعددة بشكل صحيح.
وفي إدارة حركة المرور الفضائية، يمكن للملاحة الذاتية وتحديث الفهرس الداخلي للأجرام تقليل الاعتماد على الشبكات الأرضية وتحسين منع الاصطدام.
كما تُظهر تجربة فالكون دور ناسا في دعم تكنولوجيا الفضاء التجارية. بدأ هذا المشروع كجهد مشترك بين ناسا والجامعات لتقنية الأقمار الصغيرة ثم تحول إلى شركة "إرا درايف"؛ الشركة التي تبيع الآن برنامج "إيرا-كور" والمعدات المرتبطة به للاستخدام التجاري الأوسع.