فضاپیمای پیشرو آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن (JAXA) که پس از موفقیت چشمگیر در نمونه‌برداری از سیارک ریوگو، ماموریت تمدید شده‌ای را برای ملاقات با سیارک 1998 KY26 آغاز کرده بود، اکنون با چالشی حیاتی در سیستم پیشرانش خود روبرو شده است. با از کار افتادن آخرین پیشران یونی عملیاتی، مهندسان ژاپنی با استفاده از یک راهکار ابداعی و تکیه بر تجربیات گذشته، در پی پیوند زدن قطعات سالم موتورهای ازکارافتاده هستند.
ساختار سیستم پیشرانش و بحران فنی
فضاپیمای هایابوسا۲ (Hayabusa2) از چهار موتور یونی تخلیه مایکروویو زنون استفاده می‌کند که با حروف A تا D نام‌گذاری شده‌اند. هر یک از این پیشران‌ها متشکل از دو بخش اصلی یعنی «منبع یون» (Ion Source) و «خنثی‌ساز» (Neutralizer) هستند که برای تولید رانش باید به صورت هماهنگ عمل کنند. در اواسط مرداد ۱۴۰۳، آخرین موتور عملیاتی یعنی موتور B دچار نقص فنی شد. بررسی‌های دورسنجی نشان داد که منبع یون این موتور از کار افتاده است، در حالی که خنثی‌ساز آن همچنان سالم باقی مانده است.
راهکار مهندسی: بازآفرینی سیستم پیشرانش
تیم مهندسی JAXA با تحلیل وضعیت سایر پیشران‌ها دریافتند که اگرچه موتورهای C و D پیشتر دچار نقص شده‌اند، اما منابع یون آن‌ها همچنان قابلیت عملیاتی دارند. استراتژی تعریف شده برای بازگرداندن هایابوسا۲ به مدار عملیاتی، سیم‌کشی مجدد و ترکیب هوشمندانه خنثی‌ساز سالم موتور B با منبع یون سالم موتور D است. این «جراحی فضایی» از راه دور، پیچیدگی‌های فنی بالایی دارد و نیاز به دقت در بازنویسی پروتکل‌های کنترل و تطبیق جریان الکتریکی میان زیرسیستم‌های متفاوت دارد.
پیشینه موفقیت‌آمیز و نگاه به آینده
این نخستین بار نیست که ژاپنی‌ها از چنین تکنیکی استفاده می‌کنند. در ماموریت هایابوسای اصلی (Hayabusa) که در سال ۱۳۸۹ به زمین بازگشت، مهندسان با ترکیب قطعات خراب، یک موتور هیبریدی ساختند که توانست فضاپیما را از اعماق فضا به خانه بازگرداند. در حال حاضر، JAXA قصد دارد در اواخر مهر ۱۴۰۳ عملیات تست و راه‌اندازی مجدد این پیشران پیوندی را آغاز کند. هدف نهایی، هدایت فضاپیما به سمت سیارک 1998 KY26 است که به دلیل سرعت چرخش بسیار بالا و احتمال وجود حجم قابل توجهی آب، هدفی علمی و استراتژیک محسوب می‌شود.
مشخصات فنی سیستم پیشرانش هایابوسا۲
- نوع موتور: پیشران یونی تخلیه مایکروویو زنون
- تعداد پیشران‌های اصلی: ۴ واحد (A, B, C, D)
- اجزای تشکیل‌دهنده هر موتور: منبع یون و خنثی‌ساز
- وضعیت فعلی: نقص فنی در منبع یون موتور B
- راهکار اجرایی: ترکیب خنثی‌ساز موتور B با منبع یون موتور D
- هدف ماموریت: رسیدن به سیارک 1998 KY26 در سال ۱۴۱۰ (۲۰۳۱ میلادی)
نتیجه‌گیری و چشم‌انداز ماموریت
موفقیت این عمل جراحی مهندسی، نه تنها بقای هایابوسا۲ را تضمین می‌کند، بلکه پتانسیل بالای مدیریت بحران در ماموریت‌های فضایی دوربرد را اثبات خواهد کرد. حتی در صورت موفقیت این تعمیرات، عملکرد نهایی فضاپیما به میزان استهلاک قطعات دیگر در طول سالیان طولانی فعالیت در خلأ فضا بستگی دارد. جامعه علمی جهانی با دقت این تلاش جسورانه را رصد می‌کند، چرا که این تکنیک می‌تواند الگویی برای افزایش عمر عملیاتی ماهواره‌ها و کاوشگرهای گران‌قیمت در آینده باشد.
