الروبوتات الفضائية هي أجهزة آلية مصممة للعمل في بيئة الفضاء. يمكن التحكم بهذه الروبوتات عن بُعد من الأرض أو تشغيلها بشكل مستقل، باستخدام أجهزة استشعار وخوارزميات لأداء مهام محددة. تُعدّ الروبوتات الفضائية جزءًا هامًا من استكشاف الفضاء، إذ يمكنها أداء مهام خطيرة أو شاقة يصعب أو يستحيل على البشر القيام بها.
الفضاء الخارجي مكان خطير وغير مضياف بالنسبة للبشر، ولكن الروبوتات يمكن أن تساعد في استكشافه. في السنوات الأخيرة، تم استخدام الروبوتات لأداء مجموعة واسعة من المهام في الفضاء، من البحث العلمي إلى إصلاح الأقمار الصناعية واستكشاف الكواكب الأخرى.
تتمتع الروبوتات في الفضاء بمزايا عديدة تفوق مزايا البشر. فهي قادرة على تحمل الظروف القاسية، كالإشعاع الكوني ودرجات الحرارة القصوى، دون التعرض لخطر المرض أو الموت. كما أنها قادرة على أداء مهام بالغة الدقة دون إرهاق أو أخطاء بشرية. علاوة على ذلك، يمكن التحكم بالروبوتات من الأرض، مما يغني عن نقل طواقم بشرية إلى الفضاء.
خلفية
لقد تم استخدام الروبوتات في الفضاء منذ ستينيات القرن العشرين. ففي عام 1960، أطلق الاتحاد السوفييتي أول قمر صناعي مأهول، فوستوك 1961، ولكن لم يتم إطلاق أول قمر صناعي غير مأهول، سبوتنيك 1، إلا في عام 1963. ومنذ ذلك الحين، أصبحت الروبوتات جزءًا لا يتجزأ من استكشاف الفضاء والبحث العلمي.
كان أحد التطبيقات الأولى للروبوتات في الفضاء هو استكشاف الكواكب. في عام 1971، تضمنت مهمة أبولو 15 التابعة لوكالة ناسا أول مركبة قمرية يتم التحكم فيها عن بعد، وهي المركبة القمرية المتجولة (LRV). سمحت المركبة الفضائية LRV لرواد الفضاء باستكشاف مناطق أكبر وأكثر بعدًا على القمر مقارنة بما كان من الممكن القيام به سيرًا على الأقدام.
في عام 1977، تم إرسال مسباري الفضاء فوييجر إلى الفضاء لاستكشاف الكواكب الخارجية. وباستخدام الكاميرات والأجهزة العلمية الأخرى، أرسل المركبة الفضائية فوييجر معلومات قيمة عن كوكب المشتري، وزحل، وأورانوس، ونبتون إلى الأرض. ومنذ ذلك الحين، تم إرسال العديد من البعثات الروبوتية إلى الفضاء لاستكشاف الكواكب والكويكبات والمذنبات.
إلى جانب استكشاف الكواكب، استُخدمت الروبوتات في الفضاء لإصلاح وصيانة الأقمار الصناعية. في عام ١٩٨٤، أطلقت وكالة ناسا أول مكوك فضائي مأهول، صُمم خصيصًا لتنفيذ مهام صيانة وإصلاح الأقمار الصناعية. ومنذ ذلك الحين، نفّذ رواد الفضاء العديد من عمليات السير في الفضاء لإصلاح وتحديث وصيانة الأقمار الصناعية في مداراتها.
يُعد البحث العلمي أحد أهم تطبيقات الروبوتات في الفضاء. إذ يُمكن استخدامها لإجراء تجارب علمية في الفضاء، مما يُتيح الحصول على معلومات قيّمة حول الفيزياء والكيمياء والأحياء في بيئة انعدام الجاذبية. وتُعتبر محطة الفضاء الدولية مختبرًا مداريًا يُستخدم لإجراء طيف واسع من التجارب العلمية، يُنفّذ الكثير منها بواسطة الروبوتات.
الروبوتات في الفضاء اليوم
تُعدّ ناسا من أبرز المنظمات التي تستخدم الروبوتات في الفضاء. ويُعتبر الروبوت الجوال "كيوريوسيتي" أحد أشهر الروبوتات التي أُرسلت إلى المريخ لاستكشاف سطحه وبيئته. انطلق الروبوت عام 2011، ويعمل على سطح المريخ منذ عام 2012، حيث يستكشف سطحه ويجمع بيانات علمية عن الكوكب الأحمر. "كيوريوسيتي" روبوت متطور للغاية ، مُجهز بمجموعة من الأدوات العلمية وأنظمة الملاحة المتطورة التي تُمكّنه من التنقل على سطح المريخ وإرسال البيانات إلى الأرض.
إلى جانب مركبة كيوريوسيتي الجوالة، تعمل ناسا أيضًا على جيل جديد من الروبوتات الفضائية يُسمى أستروبي. صُممت هذه الروبوتات لتكون ذاتية التشغيل، وتُستخدم لأداء مهام مثل فحص المعدات وإجراء التجارب العلمية. أحد أهداف ناسا من روبوتات أستروبي هو تحسين كفاءة الطاقم على متن محطة الفضاء الدولية، وتمكين رواد الفضاء من التركيز على المهام الأكثر أهمية وذات الأولوية القصوى.
ومن بين الروبوتات المتقدمة الأخرى في الفضاء الروبوت الأوروبي ExoMars. ويعد هذا الروبوت جزءًا من مهمة مشتركة بين وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة الفضاء الروسية (Roscosmos) للتحقيق في سطح المريخ.
ExoMars هو مركبة فضائية تم تصميمها للبحث عن الحياة على الكوكب الأحمر، والحفر في سطح المريخ والبحث عن أدلة على وجود الماء والعناصر الأخرى. وتحتوي المركبة أيضًا على مجموعة من الأدوات العلمية المتقدمة، بما في ذلك جهاز قياس الطيف وجهاز تحليل الغاز، والتي تسمح لها بجمع وتحليل البيانات حول تكوين سطح المريخ.
هناك روبوت آخر في الفضاء وهو Canadarm2، وهو ذراع آلي يقع على متن محطة الفضاء الدولية. يستخدم Canadarm2 لإصلاح وصيانة محطة الفضاء، بالإضافة إلى إرساء وفصل المركبات الفضائية. يتم التحكم بالذراع الآلية من قبل رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية ويتم استخدامها لنقل المعدات وأداء المهام التي قد تكون خطيرة أو مستحيلة بالنسبة للبشر.
بالإضافة إلى الروبوتات المذكورة أعلاه، هناك العديد من الروبوتات الأخرى الموجودة في الفضاء والتي تقوم بمهام مهمة. تم تصميم معظم هذه الروبوتات لتكون مستقلة، وهذا يعني أنها قادرة على أداء المهام دون الحاجة إلى تدخل بشري مستمر. وهذا مهم بشكل خاص في الفضاء، حيث قد تكون الاتصالات مع الأرض محدودة وحيث قد يكون رواد الفضاء مشغولين بمهام أخرى.
بيرسيفيرانس، الملقب ببيرسي، هو روبوت أرسلته وكالة ناسا إلى المريخ لاستكشاف فوهة جيزيرو ضمن مهمة المريخ 2020. انطلق من كيب كانافيرال في فلوريدا في 30 يوليو 2020، وهبط على سطح المريخ في 18 فبراير 2021. تصميمه مشابه جدًا لتصميم مركبة كيوريوسيتي الجوالة.
تحتوي مركبة برسيفيرانس على سبعة أجهزة علمية تسمح لها بدراسة سطح المريخ بالتفصيل. وتشمل هذه الأدوات كاميرات وأجهزة قياس الطيف وجهاز ليزر لتحليل الصخور والتربة المريخية. كما يحمل المسبار ثلاثة وعشرين كاميرا وميكروفونين حتى يتمكن العلماء من الاستماع إلى الأصوات على سطح المريخ. كما أنها مزودة بذراع آلية مزودة بأدوات لجمع عينات من الصخور والتربة المريخية.
وتشارك مروحية "إنجينيويتي" أيضًا في المهمة. تعتبر هذه المروحية بمثابة نموذج للتكنولوجيا التي ستساعد برنامج Perseverance في العثور على مواقع محتملة للدراسة وجمع العينات. إن إنجينيويتي هي أول مركبة تطير بنجاح على كوكب آخر، وقد قامت بعدة رحلات ناجحة في الغلاف الجوي للمريخ.
تُحقق مركبة "برسيفيرانس" ومروحية "إنجينيويتي" معًا اكتشافاتٍ مهمة على سطح المريخ، وتُزوّدان العلماء بمعلوماتٍ قيّمة حول التاريخ الجيولوجي للكوكب الأحمر. وتُعدّ مهمتهما بالغة الأهمية لفهمٍ أفضل لنظامنا الشمسي والمواقع المحتملة لوجود الحياة.