تأجيل هبوط آرتميس 3 على القمر إلى 2027 بسبب مشاكل درع أوريون الحراري

آرتميس 3 تتأجل إلى 2027: تآكل الدرع الحراري لأوريون يفرض إعادة تصميم كبيرة

أعلنت ناسا في 9 يناير 2025 أن مهمة آرتميس 3—أول هبوط مأهول على القمر منذ أبولو 17—لن تُطلق قبل منتصف 2027. التأخير، الذي يقرب من عامين عن الموعد السابق في أواخر 2025، ناتج عن مشاكل غير محلولة في الدرع الحراري لمركبة أوريون. خلال رحلة اختبارية غير مأهولة لآرتميس 1 في نوفمبر 2022، شهد الدرع الحراري تفحماً وفقداناً غير متوقعين للمواد، مما دفع مسؤولي ناسا لوصف المخاطر بأنها "غير مقبولة" للعودة المأهولة.

وفقاً لتقرير صادر عن مكتب المفتش العام لناسا في مايو 2024، تآكلت مادة Avcoat الكاشطة على درع أوريون بشكل غير متساوٍ خلال آرتميس 1، بفقدان كتلة أكبر بنحو 30% مما توقعته النماذج الحاسوبية. كشف الفحص بعد الرحلة أن عدة مناطق من الدرع انفصلت عن الهيكل الأساسي بطرق لم تُشاهد أثناء الاختبارات الأرضية. شركة لوكهيد مارتن، المقاول الرئيسي لأوريون، تعمل منذ ذلك الحين مع قسم تطوير أنظمة الاستكشاف في ناسا لإعادة إنتاج أنماط التآكل وتحديد الأسباب الجذرية.

السبب الجذري: مسار العودة وأداء المواد

حدد مجلس المراجعة المستقل التابع لناسا، برئاسة رائد الفضاء السابق وقائد البحرية المتقاعد كريس فيرغسون، عاملين رئيسيين. أولاً، خوارزمية توجيه الدخول الانزلاقي المستخدمة خلال آرتميس 1—مناورة مصممة لتبديد الطاقة عبر مسار أطول—وضعت الدرع الحراري في بيئة بلازما تجاوزت تدفقها الحراري المؤهل بنحو 15%. ثانياً، تراكم ضغط الغاز الداخلي في مادة Avcoat تسبب في تقشر، حيث انفصلت قطع من الطبقة الكاشطة بدلاً من التفحم بشكل موحد.

قام مهندسو لوكهيد مارتن منذ ذلك الحين بأكثر من 200 اختبار قوس نفاث في مركز أميس للأبحاث التابع لناسا لتحليل سلوك المادة تحت معدلات حرارة أعلى من المتوقع. النتائج الأولية، التي تم مشاركتها خلال مؤتمر صحفي في ديسمبر 2024، تشير إلى أن التباين في التصنيع لتوزيع راتينج الفينول في Avcoat ربما ساهم في التآكل غير المتساوي. الشركة الآن تطبق ضوابط جودة أكثر صرامة لدرع آرتميس 3 الحراري، بما في ذلك مسح مقطعي محوسب بالأشعة السينية لكل خلية قرص عسل في الهيكل الذي يبلغ قطره 16.5 قدماً.

الجدول الزمني المعدل وتداعيات آرتميس 2

مهمة آرتميس 2—تحليق مأهول حول القمر كان مقرراً أصلاً في نوفمبر 2024—قد تأجلت أيضاً. تستهدف ناسا الآن سبتمبر 2025 لآرتميس 2، بانتظار اكتمال تعديلات الدرع الحراري. ستستخدم تلك الرحلة نفس تصميم الدرع الحراري لآرتميس 1، ولكن مع مسار عودة معدل يقلل ذروة التسخين بنحو 10%. إذا كشفت آرتميس 2 عن أي شذوذ متبقي في التآكل، فقد يتطلب درع آرتميس 3 الحراري إعادة تصميم كاملة لطبقات Avcoat، مما يدفع الجدول الزمني للهبوط إلى أبعد من ذلك.

مهمة آرتميس 3 نفسها ستتضمن ملفاً زمنياً مدته 30 يوماً، مع انتقال طاقم أوريون المكون من أربعة أفراد إلى نظام الهبوط البشري Starship HLS التابع لسبيس إكس في مدار القمر. Starship HLS، الذي يخضع حالياً لحملة اختبار إطلاق ثابت في منشأة بوكا تشيكا لسبيس إكس، قد فشل في تحقيق معالم التطوير الخاصة به؛ لم تكمل سبيس إكس بعد عرضاً ناجحاً للتزود بالوقود في المدار غير المأهول، وهو أمر حاسم للمهمة. طلب ميزانية ناسا للسنة المالية 2025 يتضمن 1.3 مليار دولار مخصصة لتطوير HLS، لكن التقييمات الداخلية تقدر أن 600 مليون دولار إضافية قد تكون ضرورية إذا تأخر اختبار التزود الأول إلى ما بعد أوائل 2026.

مفاضلات هندسية: إعادة التصميم مقابل قبول المخاطر

قرار تأجيل الهبوط بدلاً من قبول الأداء الحالي للدرع الحراري يعكس تحولاً جوهرياً في موقف ناسا من المخاطر بعد حادثتي كولومبيا وتشالنجر. صرح مدير الوكالة بيل نيلسون بأن "أي طاقم لن يطير بدون نظام حماية حرارية محدد بالكامل." هذا يعني أنه حتى لو أدت آرتميس 2 بشكل مثالي، فمن المحتمل أن يتضمن درع آرتميس 3 الحراري تركيبة Avcoat معدلة مع معدلات نفاذية غاز أقل وقوة رابطة بينية محسنة—وهو تغيير يضيف ستة إلى تسعة أشهر لدورة التصنيع.

تدير لوكهيد مارتن إنتاج درع أوريون الحراري في منشأة ميشود للتجميع في نيو أورليانز. تنتج المنشأة حالياً درعاً واحداً كل 18 شهراً؛ لتلبية الجدول الزمني لعام 2027، تخطط الشركة لتسريع الإنتاج بموازاة عملية صب Avcoat، وتقليل أوقات المعالجة من 60 يوماً إلى 45 يوماً من خلال ترقيات تعديل الفرن بتكلفة إجمالية 87 مليون دولار. أنظمة الاستكشاف الأرضية لناسا في مركز كينيدي للفضاء ستحتاج أيضاً إلى إعادة تعديل نظام توصيل منصة الإطلاق 39B لاستيعاب التغييرات المحتملة في ملف انقطاع الاتصالات لعودة أوريون.

تأثير أوسع على بنية آرتميس

تاريخ آرتميس 3 في 2027 يؤجل تجميع محطة غيتواي المخطط لها في مدار هالة شبه مستقيم. أول وحدتين لغيتواي—عنصر الطاقة والدفع (Maxar) والبؤرة الاستيطانية للسكن والخدمات اللوجستية (نورثروب غرومان)—كان من المقرر إطلاقهما على صاروخ فالكون هيفي في 2025. تم إعادة جدولة هذا الإطلاق إلى موعد لا يسبق أواخر 2026، حيث تتطلب الوحدات بيانات واجهة الطاقم والأداء الحراري لأوريون من آرتميس 2 لإنهاء إجراءات الالتحام.

الشركاء الدوليون متأثرون أيضاً. وحدة الاتصالات ESPRIT التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، المقرر تسليمها في 2024، سيتم تخزينها الآن في غرفة نظيفة شركة إيرباص في فريدريشسهافن لمدة 18 شهراً إضافية، مما يتكبد 240 مليون دولار في تكاليف الحفظ وإعادة الاعتماد. الذراع الروبوتية لوكالة الفضاء الكندية، المدمجة بالفعل في غيتواي، ستخضع لدورات فراغية للحفاظ على سلامة التشحيم خلال فترة الانتظار الممتدة.

ما زال على المسار الصحيح

رغم النكسات، عدة عناصر من برنامج آرتميس تبقى في الموعد. صاروخ SLS Block 1 التابع لناسا، الذي عانى فقط من مشاكل طفيفة خلال آرتميس 1، لا يزال معتمداً للطيران المأهول. أول مرحلتين أساسيتين لآرتميس 3 و4 مجمعتان بالكامل في ميشود، مع تركيب المحركات باستخدام محركات RS-25 من إيروجيت روكيتداين (الأرقام التسلسلية 2056–2059). شركة بوينغ، المقاول الرئيسي لـ SLS، تعلن أن المرحلة العليا للاستكشاف (EUS) لآرتميس 4—الحاسمة لإرسال حمولات مشتركة—على المسار الصحيح للتسليم بحلول أواخر 2026.

Starship HLS التابع لسبيس إكس يحقق أيضاً تقدماً واضحاً. أكملت الشركة اشتعالاً ثابتاً لمدة 15 ثانية لجميع محركات Raptor 2 الستة على Ship 25 في ديسمبر 2024، ومركبة اختبار التزود بالوقود المداري (ناقلة Starship معدلة) مكدسة في بوكا تشيكا. لكن مراجعة إدارة الطيران الفيدرالية البيئية لإطلاق إضافي من منشأة تكساس لا تزال معلقة، مع قرار متوقع في موعد لا يتجاوز مارس 2025.

نظرة طويلة المدى

هدف آرتميس 3 في 2027 يمثل توقع ناسا الأكثر واقعية بالنظر إلى التحديات التقنية، لكن تأخيرات إضافية تبقى ممكنة. مشكلة الدرع الحراري تذكير بأن الولايات المتحدة لم تنفذ عودة قمرية مأهولة بسرعة الهروب منذ 1972. كل جانب من نظام الحماية الحرارية لأوريون—من تركيب Avcoat الكيميائي إلى برنامج التوجيه الذي يوجه الكبسولة—يجب التحقق من صحته من خلال رحلة آرتميس 2.

إذا كشفت آرتميس 2 عن شذوذ إضافي، فمن المحتمل أن ينزلق تاريخ 2027 نحو 2028 أو ما بعده. حالياً، ناسا ولوكهيد مارتن تراهنان على أن مزيجاً من تعديلات المسار، وفحوصات التصنيع المحسنة، وتغييرات طفيفة في المواد ستكون كافية. المجتمع الفضائي سيراقب عن كثب إطلاق آرتميس 2 في سبتمبر 2025؛ النتيجة ستحدد ما إذا كانت الخطوات البشرية التالية على القمر ستحدث في هذا العقد أم العقد التالي.