ATV

Automated Transfer Vehicle
	ATV-2 (יוהאנס קפלר) מתקרבת אל תחנת החלל הבין-לאומית
מידע כללי
ייעוד	חללית אספקה ל-ISS
יצרן	איירבוס מיליטרי
ארץ ייצור	אירופה
היסטוריית פעילות
סטטוס	לא פעיל
מפעיל	סוכנות החלל האירופית
משגר	אריאן 5
טיסה ראשונה	9 במרץ 2008
טיסה אחרונה	29 ביולי 2014
משימות	5
ביצועים
טווח פעולה	מסלול LEO
עמידות	6 חודשים מעוגנת ל-ISS
כושר נשיאה	7,667 ק"ג למסלול
מסה כוללת	20,750 ק"ג
נפח מדוחס	48 מ"ק
גובה	10.3 מטרים
קוטר	4.5 מטרים
כוח	3,800 ואט
מנועים	4 × 490 ניוטון

ה-Automated Transfer Vehicle (חללית מטען אוטומטית) הנקראת בקיצור ATV, הייתה חללית אספקה רובוטית, פרי פיתוחה של סוכנות החלל האירופית (ESA). ה-ATV תוכננה כך שתוכל לשאת אספקה אל תחנת החלל הבין-לאומית (ISS), הנמצאת במסלול LEO, ולשמש להעלאת מסלול התחנה. בנוסף, מפני שהחללית כוללת תא מדוחס, היא יכלה לשמש כהרחבה זמנית של תחנת החלל. ה-ATV כללה טכנולוגיות מתקדמות ביותר, אשר אפשרו לה לנווט לבדה בחלל ולעגון בתחנת החלל הבין-לאומית בצורה אוטומטית.

במהלך שנות שירותה בין 2008–2015 שוגרו בהצלחה חמש חלליות ATV. הראשונה, "ז'ול ורן", שוגרה ב-9 במרץ 2008, השנייה, "יוהאנס קפלר" שוגרה ב-16 בפברואר 2011, השלישית, "אדוארדו אמלדי" שוגרה ב-23 במרץ 2012, והרביעית, "אלברט איינשטיין" שוגרה ב-5 ביוני 2014. החללית החמישית והאחרונה, "ז'ורז' למטר", שוגרה ב-29 ביולי 2014. חלליות ה-ATV שוגרו על גבי המשגר אריאן 5, גם הוא פרי פיתוח ESA.

תכנון

ה-ATV תוכננה לשרת יחד עם חללית הפרוגרס של סוכנות החלל הרוסית. ל-ATV שטח אחסון גדול פי שלושה מהחללית פרוגרס, אך בדומה לה, גם שטח האחסון שלה מדוחס ומאפשר לאסטרונאוטים להיכנס אליה ללא צורך בלבישת חליפת חלל. תא המטען של ה-ATV פותח ממודל הלוגיסטיקה הרב תכליתי (MPLM), פרי פיתוחה של סוכנות החלל האיטלקית, שנישא בתוך תא המטען של מעבורות החלל אל תחנת החלל הבין-לאומית כשבתוכו מטען ואספקה.

מערכת העגינה של החללית כוללת שני וידאומטרים ושני טלגוניאומטרים שפותחו על ידי סודם, חברת בת של EADS.^[1] מערכות עיבוד המידע לתהליך העגינה והחרום פותחו על ידי CRISA (גם היא חברת בת של EADS). מערכות ניטור נוספות לחללית מסופקות על ידי מערכת הטלמטריה Kurs^[2] המשמשת את חלליות הסויוז והפרוגרס. מידע חזותי במהלך העגינה מסופק על ידי מצלמות המורכבות על מודל העגינה Zvezda של תחנת החלל הבין-לאומית.

כמו הפרוגרס, גם ה-ATV משמשת גם לפינוי פסולת מתחנת החלל.

ה-ATV שוקלת בשיגור כ-20.7 טון, מתוכם כ-8 טון הם מטען:^[3]

1,500 עד 5,500 מטען יבש (רכיבים מדעיים וציוד כגון בגדים ואוכל);
עד 840 ק"ג מים;
עד 100 ק"ג גז (חנקן, חמצן, אוויר);
עד 4,700 ק"ג דלק לתדלוק תחנת החלל, או להעלאת מסלול התחנה.

פיתוח

הקבלן הראשי בפיתוח החללית הוא EADS Astrium Space Transportation, תאגיד הכולל בתוכו חברות בת רבות. פיתוח החללית החל ב-Les Mureaux שבצרפת, ועבר לברמן, גרמניה, עם תחילת המעבר מפיתוח לייצור. על מנת להקל על התקשורת בין המפתחים ל-ESA, הוקמה ב-Les Mureaux קבוצה משולבת של ESA והמפתחים, שפורקה עם תום הליך הפיתוח.

חללית ה-ATV הראשונה הגיעה אל מרכז החלל הגיאני, גיאנה הצרפתית, ב-31 ביולי 2007, אחרי מסע של כשבועיים מנמל רוטרדם.^[4] החללית קיבלה את הכינוי "ז'ול ורן", על שם סופר המדע הבדיוני הצרפתי הידוע ז'ול ורן,^[5] ושוגרה לחלל בהצלחה ב-9 במרץ 2008. ב-2004 חתמה ESA חוזים לבנייתם של 4 חלליות ATV נוספות (מלבד "ז'ול ורן").

פיתוח ה-ATV מוערך בכ-1.35 מיליארד אירו,^[6] וכל חללית עולה כ-300 מיליון דולר, לא כולל עלות השיגור.^[7]

שימוש

חלליות ה-ATV מיועדות לשיגור פעם ב-17 חודשים, על מנת לספק את צרכיה של תחנת החלל הבין-לאומית.^[8] החלליות נעזרות בגלאי כוכבים ובמערכת GPS על מנת להתקרב אל תחנת החלל. במרחק של 249 מטרים מהתחנה, מחשבי החללית נעזרים בווידאומטרים ובטלגוניאומטרים לביצוע תמרוני העגינה. העגינה מתבצעת באופן אוטומטי לחלוטין. אם מתעוררות בעיות בתהליך העגינה, אחד מאנשי התחנה יכול להפעיל תוכנה למניעת התנגשות המרחיקה את החללית מהתחנה.

עם עגינת החללית בתחנה, נכנסים אנשי הצוות אל החללית ופורקים אותה ממטענה. מכלי המטען הנוזלי של החללית מחוברים בצינורות אל מערכת המרוקנת אותם אל מכלי התחנה. חללית ה-ATV נשארת מעוגנת לתחנת החלל במצב רדום במשך שישה חודשים, עם האשנב פתוח, כך שהיא משמשת גם כהרחבה לתחנה. במהלך ששת החודשים ממלאים אנשי הצוות בתחנה את החללית בפסולת. כל 10 עד 45 יום מופעלים מנועי החללית כדי להעלות את מסלול התחנה.

משמשימת החללית הושלמה היא נפרדת מתחנת החלל, כשהיא נושאת על סיפונה עד 6.5 טון פסולת. מנועי החללית מציבים אותה במסלול חדירה לאטמוספירה, באופן שהחדירה תתבצע מעל האוקיינוס האטלנטי. בעת החדירה לאטמוספירה, מתפרקת החללית ונשרפת על כל תכולתה.

משימות

זיהוי	כינוי	שיגור	עגינה ב-ISS	חדירה לאטמוספירה
ATV-1	ז'ול ורן	9 במרץ 2008	3 באפריל 2008	29 בספטמבר 2008
ATV-2	יוהאנס קפלר	16 בפברואר 2011	24 בפברואר 2011	21 ביוני 2011
ATV-3	אדוארדו אמלדי	23 במרץ 2012	28 במרץ 2012	4 באוקטובר 2012^[9]
ATV-4	אלברט איינשטיין	5 ביוני 2013	15 ביוני 2013	2 בנובמבר 2013
ATV-5	ז'ורז' למטר	29 ביולי 2014	12 באוגוסט 2014	15 בפברואר 2015^[10]

ז'ול ורן

ערך מורחב – ATV-1 "ז'ול ורן"

שיגורה של ATV-1, חללית ה-ATV הראשונה, נדחה מספר פעמים לפני ששוגרה לבסוף ב-9 במרץ 2008. החללית קיבלה את השם "ז'ול ורן" על שם סופר המדע הבדיוני הידוע שנפטר ב-1905. החללית נשאה עימה אל תחנת החלל הבין-לאומית, מלבד למטען, שני כתבי יד מקוריים של הסופר, מזכרת סמלית לאנשי הצוות בתחנה.^[11]

החללית שוגרה על גבי משגר אריאן 5 מבסיס החלל האירופי קורו למסלול בגובה 300 ק"מ. החללית נפרדה ממשגר האריאן ולאחר מספר שבועות בחלל, במהלכם נבדקו מערכות החללית, עגנה החללית בהצלחה בתחנת החלל הבין-לאומית ב-3 באפריל 2008, 14:45 UTC.

ב-5 בספטמבר 2008 נפרדה החללית מתחנת החלל וב-29 בספטמבר חדרה לאטמוספירה ונשרפה מעל האוקיינוס השקט.

יוהאנס קפלר

ב-17 בפברואר 2011 שוגרה החללית ATV-2, מבסיס החלל קורו. החללית קיבלה את השם "יוהאנס קפלר" על שם האסטרונום, מתמטיקאי והאסטרולוג הגרמני הנודע בן המאה ה-17. החללית, שנשאה 7,000 ק"ג מטען אל תחנת החלל הבין-לאומית, היא רכב החלל הכבד ביותר ששיגרה סוכנות החלל האירופית מעולם.^[12] החללית עגנה בתחנת החלל בהצלחה ב-24 בפברואר 2011.

ב-29 באפריל 2011 הופעלו מנועי החללית ושימשו לסובב את תחנת החלל כדי שחללית פרוגרס רוסית תוכל לעגון גם היא בתחנה.^[13]

בעקבות דחיית משימת STS-134 של מעבורת החלל אנדוור, הוארכה משימת החללית והיא נפרדה מתחנת החלל רק ב-20 ביוני 2011. היא חדרה לאטמוספירה יום לאחר מכן, ב-21 ביוני, ונשרפה באטמוספירה.^[14]

אדוארדו אמלדי

חללית ה-ATV השלישית, שקיבלה את השם "אדוארדו אמלדי", על שם הפיזיקאי האיטלקי שנפטר ב-1989, הגיעה לבסיס קורו באוגוסט 2011 לקראת שיגורה שתוכנן ל-9 במרץ 2012.^[15] לאחר מספר עיכובים בשיגור שוגרה החללית בהצלחה ב-23 במרץ 2012 מבסיס קורו על גבי משגר אריאן 5, כשבתוכה 6,595 ק"ג מטען.^[16] החללית עגנה בהצלחה בתחנת החלל הבין-לאומית ב-28 במרץ, 22:31 UTC‏. החללית סיימה את תפקידה כמתוכנן, וב-4 באוקטובר 2012 נשרפה באטמוספירה.

אלברט איינשטיין

חללית ה-ATV הרביעית קיבלה את שמו של הפיזיקאי יליד גרמניה אלברט איינשטיין. החללית שוגרה ב-5 ביוני 2013 על טיל אריאן 5 ממרכז החלל הגיאני בגינאה הצרפתית. זו חללית ה-ATV הכבדה ביותר ששוגרה עד אותה העת, ובנוסף גם החללית הכבדה ביותר ששוגרה על טיל אריאן 5, במאסה של כ-20,235 קילוגרמים.^[17]

ג'ורג' למטר

חללית ה-ATV החמישית והאחרונה קיבלה את שמו של האסטרונום והפיזיקאי הבלגי ז'ורז' למטר. היא שוגרה ב-29 ביולי 2014ועגנה בתחנת החלל ב-12 באוגוסט. היא חללית ה-ATV הכבדה ביותר וגם המטען הכבד ביותר ששוגר על אריאן 5, ובכך שברה את השיא של קודמתה (20,275 ק"ג). החללית חדרה לאטמוספירה ב-15 בפברואר 2015.^[10] על החללית הייתה מצלמה מיוחדת אשר אמורה הייתה לשדר צילומים של החללית במהלך החדירה לאטמוספירה.^[18] אולם מהטלמטריה שהתקבלה, הסתבר שאף על פי שהמצלמה צילמה כ-6,000 תמונות במהלך הכניסה לאטמוספירה, היא לא הצליחה לשדר את התמונות.^[19]

מרכז הבקרה

משימות ה-ATV מנוטרות ונשלטות ממרכז הבקרה ATV‏ (ATV-CC) הממוקם במרכז החלל טולוז (CST) בטולוז, צרפת. המרכז אחראי לתכנון וביצוע כל תמרון ומשימה של החללית, מרגע היפרדותה מהמשגר ועד לחדירתה לאטמוספירה. המרכז נמצא תמידית בקשר עם מרכז הבקרה קולומבוס (Col-CC) באוברפאפנהופן, גרמניה, המספק ל-ATV-CC תקשורת עם מערכת ה-TDRSS האמריקאית ומערכת ארטמיס האירופית, על מנת שהחללית תוכל לתקשר עם תחנת החלל הבין-לאומית. ATV-CC מתאמת את כל פעולותיה עם מרכז הבקרה של נאס"א במרכז החלל ג'ונסון שביוסטון, טקסס, ועם מרכז הבקרה FKA של סוכנות החלל הרוסית במוסקבה, רוסיה.^[20]

שדרוגים מוצעים לחללית

הדמיה של החללית ATV עם קפסולת מטען/צוות לחדירה לאטמוספירה.

הדמיה של חללית ה-ATV בגרסת קפסולת המטען/צוות, מעוגנת לחללית ATV הנושאת אספקה או משמשת כהרחבה לחללית.

בעקבות החלטתה של נאס"א להוציא את מעבורות החלל משימוש ב-2011, החלה סוכנות החלל האירופית סדרת מחקרים במטרה לבחון את יכולות השדרוג של חללית ה-ATV, כך שתוכל להוות תחליף מסוים למעבורת. אחד המחקרים, שבחן את האפשרות להוסיף לחללית תא שיוכל לשרוד את החדירה לאטמוספירה, ובכך להחזיר מטען מתחנת החלל הבין-לאומית לכדור הארץ, הפך למועמד לפיתוח מתקדם. דגם זה, שקיבל את השם CARV, יוכל לשמש, עם שדרוגים נוספים, לשיגור צוותים אל תחנת החלל.

להלן מספר הצעות שהועלו לשדרוג החללית (מלבד CARV):

מיני תחנת חלל – הצעה זו כללה בניית חלליות ATV בעלות שתי נקודות עגינה, אחת בכל קצה של החללית. בחללית ה-ATV הנוכחית, קיימת תחנת עגינה אחת בקצה אחד ומנוע בקצה השני, לכן בעיצוב המוצע, נחירי הפליטה של המנוע יסודרו כך שניתן יהיה למקם תחנת עגינה גם בצד זה. עיצוב מוצע זה יאפשר לחלליות פרוגרס, סויוז ו-ATV נוספות לעגון בה וכך להפוך אותה לתחנת חלל קטנה.
מערכת אחזור מטען – חללית זו, הנקראת PARES‏ (Payload Retrieval System), הייתה נושאת בתוכה קפסולה קטנה, שהייתה יכולה לשרוד את החדירה לאטמוספירה, ולתוכה היה מכניס צוות התחנה מספר ק"ג של מטען. הצעה זו נבחנה גם עבור חלליות הפרוגרס וה-HTV.
חללית מטען דו כיוונית – בחללית זו, שכונתה CARV‏ (Cargo Ascent and Return Vehicle), היה מוחלף התא המדוחס בקפסולה שהייתה מסוגלת לשרוד את החדירה לאטמוספירה, ולהחזיר מטען לכדור הארץ. כמו כן, היא הייתה מותאמת לעגינה בחלק האמריקאי של תחנת החלל הבין-לאומית (מודל זווזדה בו עוגנות חלליות ה-ATV הוא חלק מהאזור הרוסי של התחנה). מפני שתחנות העגינה בחלק האמריקאי של התחנה גדולים יותר, ניתן היה להכניס לחללית חבילות אספקה סטנדרטיות (ISPR), שהיו מובאות לתחנה על ידי מעבורות החלל (וכיום ניתנות לשיגור רק ב-HTV).
חללית מאוישת – הצעה זו, הנמצאת גם היא בבחינה, דומה ל-CARV, כך שבמקום תא מדוחס תכלול החללית קפסולת חזרה לאטמוספירה מדוחסת. ההבדל המרכזי מגרסת ה-CARV היא שדגם זה יכלול מערכת מילוט שתרחיק את הקפסולה, בה שוהה הצוות, מהמשגר או מתא השירות במקרה חירום. קפסולת הצוות של חללית זו תוכל לשאת בין 4 ל-5 אנשי צוות.

כמו כן נבחנו הצעות לשגר את ה-ATV על משגרים נוספים מלבד האריאן 5.

ראו גם

קישורים חיצוניים

ATV באתר סוכנות החלל האירופית (באנגלית)
ATV באתר נאס"א (באנגלית)

הערות שוליים

[1] "Rendezvouz and Docking Technology"

[2] Power system and avionics

[3] "Automated Transfer Vehicle (ATV) Utilisation Relevant Data Rev. 1.2"

[4] ATV arrives at Europe's Spaceport – story in pictures

[5] Worldwide Testing And ISS Traffic Push ATV Launch To Autumn 2007

[6] Europe sets a course for the ISS

[7] Space station partners assess logistics needs beyond 2015

[8] Mission concept and the role of ATV

[9] הסבר על משימות הATV מאתר סוכנות החלל האירופאית

[זורז-10] ¹ ² Last ATV Reentry באתר סוכנות החלל האירופאית 15 בפברואר 2015

[11] Europe's 'Jules Verne' spacecraft carries namesake's notes on maiden voyage

[12] Europe’s ATV space ferry ready for launch

[13] "ATV rotates the ISS for Progress docking"

[14] "ATV undocking set for 20 June"

[15] Guest Post: Pablo Gutiérrez-Marqués: Express mail to Low Earth Orbit

[16] Europe’s ATV3 Launched into Space

[17] אבי בליזובסקי, ‏אירופה שיגרה את חללית המטען הכבדה ביותר עד כה לתחנת החלל, קרויה על שמו של אלברט איינשטיין, באתר "הידען", 8 ביוני 2013

[18] בן נתנאל, ‏יצאה לדרכה משימת ATV-5, חללית המטען לתחנת החלל על שמו של הוגה תיאורית המפץ הגדול ז'ורז' למטרה, באתר "הידען", 31 ביולי 2014

[19] ATV reentry camera returned no images כתבת SpaceFlightnow מ-22 בפברואר 2015

[20] ATV Control Centre

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]