تتميز الحياة على متن محطة الفضاء الدولية بالعمل الدقيق وتدابير الكفاءة. لا يعتمد رواد الفضاء فقط على ما متوسطه 12 طنًا متريًا من الإمدادات سنويًا - والتي يتم شحنها إلى المحطة من الأرض - بل ينتجون أيضًا أطنانًا قليلة من القمامة. يجب تخزين هذه القمامة بعناية بحيث لا تتراكم ، ومن ثم يتم إرسالها إلى السطح في مركبات الإمداد التجارية.
يعمل هذا النظام بشكل جيد لمحطة في المدار. ولكن ماذا عن المركبات الفضائية التي تُنفذ بعثات طويلة الأمد؟ لن تتمتع هذه السفن بترف الاجتماع مع إيقاع منتظم من السفن التجارية التي ستنزل الإمدادات وتنقل القمامة. لمعالجة هذا الأمر ، تبحث ناسا في الحلول الممكنة لكيفية التعامل مع القمامة الفضائية لمهمات الفضاء البعيد.
لهذا الغرض ، تلجأ ناسا إلى شركائها في القطاع التجاري لتطوير مفاهيم أنظمة ضغط ومعالجة القمامة (TCPS). في التماس صدر من خلال تقنيات الفضاء التالية لشراكات الاستكشاف (NextSTEP) ، أصدرت وكالة ناسا مؤخرًا إعلان وكالة مجلس الإدارة دعا إلى إنشاء نماذج أولية وعروض الطيران في نهاية المطاف التي ستسافر إلى محطة الفضاء الدولية.
تم توضيح تفاصيل الاقتراح في الملحق "و" من إعلان وكالة مجلس الإدارة بعنوان "الحد من اللوجستيات في الفضاء بواسطة نظام ضغط ومعالجة القمامة". كما جاء في هذا القسم:
"إن الهدف النهائي لوكالة ناسا هو تطوير القدرات لتمكين المهام التي لا تعتمد على إعادة الإمداد من الأرض وبالتالي جعلها أكثر استدامة وميسورة التكلفة. تقوم وكالة ناسا بتنفيذ ذلك من خلال استخدام نهج قائم على القدرات لاستراتيجيتها في رحلات الفضاء البشرية. يعتمد هذا النهج على تطوير مجموعة من القدرات المتطورة التي توفر وظائف محددة لحل تحديات الاستكشاف. يمكن الاستفادة من هذه الاستثمارات في القدرات الأولية بشكل مستمر وإعادة استخدامها ، مما يتيح عمليات أكثر تعقيدًا بمرور الوقت واستكشاف وجهات أبعد للنظام الشمسي. "
عندما يتعلق الأمر مباشرة بها ، يعد تخزين القمامة داخل مركبة فضائية تحديًا خطيرًا. فهي لا تستهلك الحجم الثمين فحسب ، بل يمكنها أيضًا أن تخلق مخاطر مادية وبيولوجية للطاقم. يعني تخزين القمامة أيضًا أنه لا يمكن إعادة استخدام الموارد المتبقية أو إعادة تدويرها. بعد كل ما قيل ، فإن التماس BAA يبحث عن حلول من شأنها ضغط القمامة ، وإزالة المخاطر البيولوجية والفيزيائية ، واستعادة الموارد لاستخدامها في المستقبل.
تحقيقا لهذه الغاية ، يبحثون عن أفكار وتقنيات ل TCPS يمكن أن تعمل في الأجيال القادمة من سفن الفضاء. كجزء من التخفيض اللوجستي لموئل أنظمة الاستكشاف المتقدمة (AES) ، تعد TCPS جزءًا من هدف ناسا الأكبر المتمثل في تحديد وتطوير التقنيات التي تقلل الكتلة اللوجستية والحجم ومقدار الوقت الذي يخصصه الطاقم لإدارة اللوجستيات.
أهداف TCPS ، كما هو موضح في الملحق ، هي أربعة أضعاف:
"(1) ضغط القمامة إلى شكل مناسب للتخزين الفعال طويل الأمد ؛ (2) المعالجة الآمنة للنفايات للقضاء على و / أو تقليل مخاطر النشاط البيولوجي ؛ (3) تثبيت النفايات من الناحية المادية والهندسية والبيولوجية. و (4) إدارة النفايات السائلة الغازية والمائية. وستكون TCPS الخطوة الأولى نحو تطوير واختبار وحدة متكاملة تمامًا لمزيد من بعثات الاستكشاف والمركبات الفضائية المستقبلية. "
سيحدث التطوير على مرحلتين. في المرحلة A ، ستقوم شركات مختارة بإنشاء نظام TCPS المفهوم ، وإجراء مراجعات التصميم مع وكالة ناسا ، والتحقق من صحتها من خلال عروض توضيحية نموذجية أولية. في المرحلة ب ، سيتم إعداد نظام للنقل إلى محطة الفضاء الدولية بحيث لا يمكن إجراء مظاهرة على متن المحطة في وقت مبكر من عام 2022.
لن تعمل الشركات المختلفة التي تقدم مقترحات في الظلام ، حيث تقوم وكالة ناسا بتطوير أنظمة إدارة النفايات منذ الثمانينيات. وتشمل هذه التطورات الأخيرة مثل تجربة المطحنة الحرارية تذوب (HMC) ، وهي جهاز يقوم باستعادة المياه المتبقية من القمامة الخاصة برواد الفضاء والقمامة المدمجة لتوفير تقليل الحجم (أو ربما الدرع الإشعاعي المؤين).
وتشمل الأمثلة الأخرى تقنيات "القمامة إلى الغاز" ، والتي يتم متابعتها حاليًا في إطار مشروع تقليل اللوجستيات وإعادة توظيفها (LRR). باستخدام HMC ، تتضمن هذه العملية إنشاء غاز الميثان من القمامة لصنع وقود دافع للصواريخ. معًا ، لن تسمح هذه التقنيات لرواد الفضاء في الرحلات الفضائية الطويلة الأمد بالحفاظ على الغرفة فحسب ، بل ستستخرج أيضًا موارد مفيدة من القمامة.
تخطط وكالة ناسا لاستضافة يوم صناعي يوم 24 يوليو من أجل السماح لشركاء الصناعة المحتملين بمعرفة ما يبحثون عنه بالضبط ، ووصف مرافق ناسا المتاحة ، والإجابة على أسئلة المستجيبين المحتملين. من المقرر تقديم الاقتراحات الرسمية من الشركاء الطامحين في موعد لا يتجاوز 22 أغسطس 2018 ، وأيًا كانت المقترحات التي سيتم إجراؤها ، فسيتم اختبارها على محطة الفضاء الدولية في العقد القادم!
