تسجيل الدخول

الفضاء

مقدمة

تسعى المدينة إلى تعزيز مكانة المملكة في مجال الفضاء وذلك من خلال التعاون مع المراكز والهيئات العالميّة في سبيل نقل التقنية، وتأسيس البنى التحتية المتقدمة، وتطوير الكوادر الوطنيّة وتأهيلها.

تواصل المدينة العمل في نقل التقنيات المتعددة في مجال الفضاء وتوطينها، وذلك من خلال معهد بحوث الفضاء والطيران ومراكزها الوطنية المتخصصة في مجالات تقنيات الطيران والأقمار الصناعيّة والمحرّكات النفّاثة والفلك والجيوديسيا والملاحة. كما تسعى المدينة لتحقيق رؤية المملكة 2030م من خلال برنامج التحول الوطني، في إجراء البحوث والدراسات، وتطوير التطبيقات المختلفة والمشروعات التي تصب في مجال الفضاء ومنها الدراسات الفلكيّة ودراسة النشاط الشمسي ومراقبته، والتداخل بين الرياح الشمسيّة والغلاف المغناطيسي الأرضي، وتأثيرات العواصف المغناطيسيّة على الاتصالات وشبكة الكهرباء وأنظمة تحديد المواقع الجغرافيّة.

المشاريع

يهدف مشروع (SGS-1) إلى بناء قمر صناعي لتقديم منظومة اتصالات آمنة للجهات الأمنية والعسكرية على نطاق Ka على المدار ٣٩ درجة شرقاً.

يحوي القمر حمولة متعددة الحزم منها حزمتان متحركتان توفر سعة تتعدى ٣٤ قيقا بت في الثانية، وبعمر افتراضي يبلغ ١٥ سنة. تشمل تغطية القمر السعودي للاتصالات منطقة الجزيرة العربية وشمال أفريقيا وأجزاء كبيرة من جنوب أوروبا.

تم التعاقد مع شركة لوكهيد مارتين لتصنيع القمر في أبريل عام 2015م. ويقوم فريق مشكل من معهد بحوث الفضاء والطيران ومعهد بحوث الاتصالات وتقنية المعلومات وفريق من الجهات المستفيدة بإدارة المشروع والإشراف المباشر على تصنيعه وفق المتطلبات الفنية. كما يعمل فريق من مهندسي المدينة في معامل الشركة على عمليات التجميع والتكامل والاختبارات (Assembly, Integration, and Testing) تمهيداً لإطلاق القمر في عام 2018م عبر الصاروخ الفرنسيArian-5.

أما ما يخص القطاع الفضائي، فقد تم الانتهاء من إنتاج وتجميع ما نسبته 98% من الأنظمة الجزئية على منصة القمر الصناعي، وتجري حالياً عمليات الاختبارات البيئية النهائية لكامل القمر الصناعي.

أما ما يخص القطاع الأرضي، فقد تم الانتهاء من مرحلة التصميم المبدئي التي تشمل تحديد المواصفات الفنية لأجزاء القطاع شاملة قنوات الاتصال الآمن، حيث سيتم التشفير بالموجة الوطنية الخاصة بالمدينة. وسيتم طرح العروض لبناء القطاع الذي سيقوم بتنفيذه شركة متخصصة.

أبرز الإنجازات:

  • الانتهاء من تجميع كامل القمر والاختبارات الوظيفية.
  •  الانتهاء من اختبارات التفريغ الحراري والاهتزازات.
  • اجتياز فريق المدينة للبرنامج التدريبي وحصولهم على الاعتماد كمهندسي اختبارات لأقمار الاتصالات.

المنصة الإلكترونية "عيون على الأرض" المتاحة عبر بوابة ناسا الإلكترونية تقوم بتمثيل مذهل ومفهوم لبيانات عالمية مناخية يتم الحصول عليها في وقت شبه فعلي عن طريق أسطول وكالة الفضاء الأمريكية (NASA). "عيون على الأرض" يقوم بعرض العلامات الحيوية لكوكبنا، مثل ارتفاع مستوى سطح البحر، وتركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، ومستوى أوزون القطب الجنوبي. يتيح التطبيق تتبع حركة المياه في جميع أنحاء العالم باستخدام خريطة الجاذبية من الأقمار الصناعية (Grace). حيث يمكن عن طريق خريطة درجة حرارة سطح الأرض التحقق من درجات الحرارة العالمية وسخونة وبرودة المناطق على الأرض. وبالتحقق من أول أكسيد الكربون بالإمكان تتبع الاندلاع البركاني، وحرائق الغابات. يهدف البرنامج إلى تقديم نظام لعلوم الأرض والفضاء ليساهم المشروع في تحقيق رؤية المملكة ٢٠٣٠ عن طريق تقديم خدمات وأدوات تعليمية للطلاب تفيد في إيصال المفاهيم العلمية لهم وترسيخها عن طريق الاعتماد على المعلومات البصرية والتفاعلية حيث تعد أكثر فعالية من الطرق التقليدية، كما أن تصور البيانات العلمية يساعد العلماء في تحديد الأسئلة العلمية الرئيسة، وتوليد المعرفة الجديدة، وتعزيز القدرات العلمية، وتوسيع نطاق الفائدة لشريحة ليست متخصصة علمياً.

أبرز الإنجازات:

  • نشر دراسات استكشافية للتعرف على خصائص الشريحة المستهدفة ومعايير التصميم للواجهة العربية في مؤتمرين دوليين.
  • إقامة ورشة عمل لتحليل النماذج الأولية وقياس مدى تأثير الثقافة المحلية على التفاعل مع المنصة الإلكترونية.
  • المشاركة في الإشراف على خمسة مشاريع بحثية للطلبة الموهوبين ضمن برنامج موهبة الإثرائي البحثي الصيفي.

يهدف هذا المشروع إلى بناء نظام استكشاف فضائي قليل التكلفة مبني على مجموعة من المركبات الفضائية ذات التحكم الذاتي فائق الدقة للقيام بعمليات الاستكشاف. ويدرس المشروع تقنيات الملاحة الفضائية المبنية على نظام الرؤية وأنظمة تحديد المواقع. يقوم هذا المشروع على بناء منظومة أقمار صناعية وذلك بإطلاق عدة أقمار صناعية صغيرة تتواصل فيما بينها لتشكيل تلك المنظومة. وتشكل هذه المنظومة منصة لاستكشاف الفضاء ودراسة الخصائص الفيزيائية للفضاء. وأيضاً يتطلب تطوير خوارزميات متقدمة للتحكم الدقيق في حركة القمر الصناعي. وقد تم بناء جهاز معيار الجاذبية لاستخدامه في الجيل القادم من الأقمار الصناعية الاستكشافية لجعلها متوازنة مع الاحتكاك بالعوالق الفضائية وتتأثر فقط في عوامل الجاذبية الأرضية. نعمل على تحقيق ذلك بما يسهم في تحقيق رؤية المملكة 2030 من خلال الشراكات الاستراتيجية مع الجامعات ومراكز البحوث الرائدة في هذا القطاع بهدف نقل المعرفة والتقنية وتوطين الخبرات في مجال البحث والتطوير.

الأهداف:

  1. دراسة وإمكانية تطبيق نظامٍ جديدا للتحكم والتوجيه يمكن أن يستوفي متطلبات النظام الفضائي في المستقبل.
  2. تطوير نظرية التقدير والملاحة القائمة على نظام الرؤية.
  3. التحكم التنبؤي النموذجي للمركبات الفضائية.

أبرز الإنجازات:

  • ورشة عمل وتدريب في جامعة ستانفورد.
  • اختبار الطيران ونظام التحكم لطائرة كوادكوبتر.
  • ورقة بحثية علمية واحدة تم تقديمها وتم قبولها للنشر.

تهدف المدينة إلى رفع القدرات الوطنية لتطوير وتصنيع واختبار أنظمة أقمار صناعية متقدمة تلبي الاحتياج الوطني وتتوافق مع الخطط الاستراتيجية لتوطين هذه التقنيات. تتضمن هذه الجهود ترقية المعامل والمختبرات القائمة حالياً وإنشاء معمل متكامل للاختبارات البيئية يحاكي ظروف حياة القمر الصناعي وذلك لهدف تطوير أقمار صناعية ذات أحجام وإمكانيات وأغراض أكبر من الإمكانيات الحالية.

تتضمن هذه الجهود أيضاً ترقية محطة الاستقبال الخاصة بالأقمار السعودية في مقر المدينة، ورفع قدراتها التشغيلية لتشغيل عدد من الأقمار في الوقت نفسه.

في ما يخص معامل الاختبارات البيئية، تم توريد نظام اختبارات الاهتزاز الميكانيكية ونظام اختبار الخواص الميكانيكية ويجري تركيبها وتدشينها حالياً إضافة إلى تدشين نظام غرفة التوافق الكهرومغناطيسي. تم الانتهاء أيضاً من طرح إنشاء الغرف النظيفة في المعمل في منافسة عامة.

في ما يخص المحطة الأرضية للأقمار السعودية، تم تركيب وتدشين هوائيين يعملان على نطاقي (S-Band) و(X-Band)، وتركيب أنظمة التحكم بالهوائيات وأنظمة فك تضمين البيانات (Demodulators)، وأنظمة استقبال ومعالجة وتخزين البيانات عالية السرعة،

حيث تم اختبارها مع الأقمار السعودية النشطة حالياً وتم التأكد من فعالية أدائها ومطابقتها للمواصفات وتوافقها مع النموذج التشغيلي.

أبرز الإنجازات:

  • تركيب وتدشين أنظمة الاتصالات في المحطة الأرضية شاملة الهوائيات وأنظمة التخزين والمعالجة.
  • توريد وتركيب نظام اختبارات الاهتزاز الميكانيكية ونظام اختبار الخواص الميكانيكية وتجهيزهما للتدشين.
  • الانتهاء من تصميم الغرف النظيفة في معمل الاختبارات البيئية والانتهاء من إجراءات الطرح للمنافسة.

يهدف هذا المشروع إلى تطوير نظام إلكتروني قادر على التحليل المتقدم لصور الأقمار الصناعية بشكل آلي وسريع من خلال تحليل صور الأقمار الصناعية التي تعمل بتقنية (InSAR)، ويقوم فريق العمل بتطوير نظام وبرمجيات لتحليل الصور الواردة من هذه الأقمار الصناعية ومن ثم معالجتها بواسطة معادلات رياضية وخوارزميات تحليلية للخروج بنتائج واستنتاجات تمكن المختصين من فهم الأسباب التي أدت إلى تغيير مستويات ارتفاع قشرة الأرض سواء بسبب الظواهر الطبيعية أو بسبب الإنسان. فعلى سبيل المثال، يستطيع المختصون من خلال تحليل صور المسح الجيوديسي من رصد تشوه مساحات كبيرة من سطح القشرة الأرضية بدقة عالية بشكل يسمح بتحديد مقدار وتوزيع انزلاق القشرة الأرضية المصاحب للزلازل والبراكين والفيضانات مما قد يساعد في تحديد المناطق المتضررة من هذه الكوارث الطبيعية وتقييم مدى الضرر بدقة عالية. كما أن هذا التحليل المتقدم يساعد في تحديد مواقع المياه الجوفية وتقديرها وكذلك تحديد منابع النفط وأيضاً يقيس تأثير استخراجها على استقرار سطح القشرة الأرضية. وتتماشى أهداف هذا المشروع مع رؤية المملكة ٢٠٣٠ بمحور المجتمع الحيوي والبيئة العامرة، حيث تساهم معرفة أسباب الكوارث في تحسين طرق معالجتها وتفادي الأضرار الناتجة عنها مما يحقق الاستدامة البيئية.

أبرز الإنجازات:

  • تطوير برنامج Giant Spark وهو برنامج مواز بخوارزمية متقدمة يسرع عملية تحليل صور المسح الجيوديسي
  • تطوير أداة استكشاف بصرية لنتائج التحليل صور المسح الجيوديسي.
  • إنشاء خارطة تبين تشوه سطح الأرض للشرق الأوسط.

يهدف هذا المشروع إلى تنفيذ نظام متكامل للاستشعار الكهروضوئي لخدمة عدد من الجهات في المملكة، وذلك عبر تطوير وتصنيع وإطلاق وتشغيل قمرين صناعيين للاستشعار بدقة عالية، سيتم إطلاقهما في العام 2018م.يهدف هذا المشروع إلى تنفيذ نظام متكامل للاستشعار الكهروضوئي لخدمة عدد من الجهات في المملكة، وذلك عبر تطوير وتصنيع وإطلاق وتشغيل قمرين صناعيين للاستشعار بدقة عالية، سيتم إطلاقهما في العام 2018م.

تم الانتهاء من تصنيع كافة الأنظمة الإلكترونية والميكانيكية لنموذج الإطلاق النهائي للقمرين الصناعيين (Flight Model)، والبدء في عمليات التجميع والتكامل، حيث من المخطط الانتهاء من كافة أعمال التكامل في النصف الأول من العام 2018م، ثم البدء في مرحلة اختبارات القبول النهائي (Acceptance Test) ومرحلة مراجعة الجاهزية للإطلاق (Flight Readiness Review).كما تمت مواصلة العمل على حملة الإطلاق، وأكمل الفريق مرحلة التصاميم وعمليات التصنيع للأنظمة الكهروميكانيكية لتثبيت الأقمار الصناعية على منصة الصاروخ ثم الانفصال عنه حين الوصول إلى المدار، والبدء في تخطيط العمليات اللوجستية لنقل الأقمار إلى موقع الإطلاق.
تقوم المدينة أيضاً بمشاركة الجهات المستفيدة ببناء القطاع الأرضي للمنظومة، وذلك لتوفير الخدمات للمستفيدين بطريقة فعالة ، ورفع القدرات لدى الجهات. وتم إكمال مرحلة الاستشارات الخاصة بحصر المتطلبات، وإنهاء التصاميم الفنية الخاصة بأنظمة استقبال ومعالجة الصور الفضائية وأنظمة أمن المعلومات. وتم بعد ذلك طرح مشروع مرحلة التنفيذ عبر دعوات لعدد من الشركات العالمية المتخصصة، ويجري حالياً تأهيل الشركات لتنفيذ النظام.

أبرز الإنجازات:

إكتمال عمليات الإنتاج للأنظمة الإلكترونية والميكانيكية لكافة الأنظمة للقمرين.

اكتمال الاختبارات الوظيفية والبيئية لكافة الأنظمة للقمرين.

إكمال تجميع منصة القمر الأول والحمولة الخاصة به.

من أبرز ملامح مشروع رصد الأهلة إعداد البيانات اللّازمة عن الهلال وتقديمها لوزارة العدل، حيث يشارك المركز ضمن لجان رصد الهلال في عدّة مناطق، وبمشاركة وزارة الداخلية، ووزارة العدل، والمحكمة العليا، مع الاستعانة بالمختصين في منطقة مكّة المكرمة، والمدينة المنورة، والرياض، والقصيم، وحائل، وتبوك، وسدير، وشقراء، حيث تؤمّن المدينة البيانات اللّازمة عن الشمس والقمر بشكل مفصّل، وتؤمّن أجهزة الرّصد اللّازمة من: تلسكوبات وأجهزة حاسب آلي ونحو ذلك لتوضيح الوضع الذي عليه الهلال، وتوجيه التلسكوب إلى موقع الهلال بحسب الإحداثيات السماويّة لمساعدة اللّجان لرؤيته، ثمّ إثبات ذلك وتوثيقه، وترسل التقارير إلى الجهات المختصّة بشكل دوريّ، ويستخدم في أداء هذه المهمّة سبعة مراصد فلكيّة ثابتة، وستة مراصد فلكيّة متنقلّة، وتنشر المدينة بيانات رصد الأهلة على شكل كتيّب يوزّع على الجهات ذات العلاقة، كما يعمل المركز الوطني للفلك عن طريق مشروع رصد الأهلّة، على تطوير المراصد التابعة له، وذلك بتطوير أجهزة الرّصد من تطوير آليّة الرّصد المتّبعة في رصد الأهلة وذلك بالبحث والتطوير للتلسكوبات المستخدمة، وعمل برامج حاسوبيّة تتحكّم بعمليّة الرصد. يساهم المشروع كذلك في تطوير تقنيات التصوير المستخدمة في رصد الهلال بواسطة ال سي سي دي كاميرا، وتطوير البرامج الحاسوبيّة المستخدمة لمعالجة الصور، ومن أهم الدراسات في هذا المشروع هي تحديد إمكانيّة رؤية الهلال بعد اقتران الشمس والقمر، وذلك لتطوير نموذج رياضي فيزيائي (لوغاريتم) علميّ موثوق لتحديد إمكانية رؤية الهلال بالاستناد إلى الأسس الفيزيائيّة الأساسيّة، كما يجري عمل برنامج حاسوبيّ لتحليل بيانات الرصد باستخدام برنامج تم تطويره في المركز الوطني للفلك مؤخّرًا. لدى المركز الوطني للفلك حاليًّا قاعدة بيانات لرصد الأهلة تساهم في إيجاد نموذج معيار يختصّ بالمملكة لتحديد إمكانيّة رؤية الهلال، وهذا المشروع يساهم في تحديد إمكانية أوّل رؤية للهلال، ومن ثمّ بداية الشهور القمرية. كذلك جرى استخدام الكاميرات العالية الحساسية للأشعة ما دون الحمراء ال سي سي دي، وهذه بدورها تعتمد على حجم التلسكوب المستخدم في الرصد. الهدف الرئيس للمشروع هو بناء قاعدة رقميّة لبيانات الهلال القمري التي جُمعت في المملكة، وعمل نموذج رياضي فيزيائي لتوقع موثوق لرؤية الأهلة، وإنشاء التقويم القمري.

أبرز الإنجازات:

  • عمل برامج حاسوبيّة تتحكّم بعمليّة الرصد.
  • سبعة مراصد فلكيّة ثابتة.
  • تأمين أجهزة الرّصد اللّازمة من تلسكوبات وأجهزة حاسب آلي.
  • ستة مراصد فلكيّة متنقلّة.
  • تطوير تقنيات التصوير المستخدمة في رصد الهلال بواسطة ال سي سي دي كاميرا.
  • تطوير البرامج الحاسوبيّة المستخدمة لمعالجة الصور.