صاروخ الملياردير الأمريكي العملاق قد يغير صناعة الفضاء بأكملها

TPO - يريد الملياردير الأمريكي إيلون ماسك أن يحدث صاروخه ثورة في رحلات الفضاء. أصبح صاروخ Starship التابع لشركة SpaceX المملوكة للملياردير إيلون ماسك الآن هو الأكبر والأقوى على الإطلاق.

ستارشيب هو صاروخ ذو قدرة رفع فائقة الثقل أنتجته شركة سبيس إكس. يتكون الصاروخ من مرحلة صاروخية فائقة الثقل ومركبة فضائية ستارشيب، بهدف تحقيق حمولة عالية وتكاليف تشغيل منخفضة. تتمتع المرحلتان الصاروخيتان بالقدرة على الهبوط وحمل 100 طن إلى مدار أرضي منخفض. وبعد تزويد المركبة الفضائية بالوقود باستخدام الأكسجين السائل والميثان السائل في المدار، فإنها ستكون قادرة على الطيران إلى القمر أو المريخ، وكذلك إلى مواقع أخرى في النظام الشمسي.

ما مدى حجم وقوة Starship؟

ستارشيب هي مركبة فضائية ارتفاعها 50 متراً وكتلتها الجافة أقل من 100 طن، والجزء العلوي منها هو صاروخ ستارشيب الذي يحمل نفس الاسم. يمكن لمركبة ستارشيب أن تحمل حوالي 1200 طن من الأكسجين السائل أو وقود الميثان السائل، حيث يتم وضع كل نوع من الوقود في خزان أساسي وثانوي على التوالي.

بالمقارنة مع زوج خزان الوقود الرئيسي، يتم استخدام زوج خزان الوقود المساعد لتوفير وقود الهبوط. بعد إعادة تزويد المركبة الفضائية بالوقود، يمتد نطاق المركبة الفضائية إلى القمر والمريخ والعديد من المواقع الأخرى في النظام الشمسي. في المؤخرة يوجد ستة محركات رابتور، بما في ذلك ثلاثة محركات رابتور تعمل في الغلاف الجوي وثلاثة محركات رابتور فاكيوم تعمل في الفضاء.

تحتوي مركبة الفضاء ستارشيب على بلاطات سداسية الشكل تمنع البلازما التي تتكون عند دخول الغلاف الجوي من إتلافها، مما يسمح للمركبة بتحمل درجات حرارة تصل إلى 1400 درجة مئوية. يبلغ حجم الحمولة التي تحملها المركبة الفضائية حوالي 1000 متر مكعب، وهو حجم أكبر بكثير من أي مركبة فضائية أخرى.

تتمتع المحركات الـ33 الموجودة في الجزء السفلي من طائرة Super Heavy بالقدرة على توليد نحو 74 ميجا نيوتن من الدفع، وهو ما يقرب من 700 مرة أقوى من الدفع الذي يمكن أن تولدها طائرة ركاب من طراز Airbus A320neo.

ويبلغ طول صاروخ ستارشيب الآن أكثر من 120 مترًا، أي بزيادة قدرها متر واحد مقارنة بطوله عند الإطلاق التجريبي الثاني في يونيو 2023. يعود هذا الطول الإضافي إلى أن Super Heavy أصبح أطول بمقدار متر واحد.

ويتمتع صاروخ ستارشيب أيضًا بقوة دفع مضاعفة عن صاروخ ساتورن 5 - أول صاروخ ينقل البشر إلى القمر. وبحسب شركة سبيس إكس، فإن هذه القوة الدافعة قادرة على رفع حمولة يبلغ وزنها 150 طناً على الأقل من منصة الإطلاق إلى مدار أرضي منخفض.

يتم تزويد كل من صواريخ ستارشيب وسوبر هيفي بالوقود من خليط من الميثان السائل فائق البرودة والأكسجين السائل يسمى الميثالوكس.

ومن المقرر حاليًا إطلاق صواريخ ستارشيب من قاعدة ستاربيس التابعة لسبيس إكس، ومركز كينيدي للفضاء، ومنصتي الإطلاق البحريتين التابعتين للشركة. بعد إطلاق 33 محرك رابتور، انفصلت المرحلة Super Heavy عن المركبة الفضائية في منتصف الهواء. بعد ذلك تنطلق مرحلة الصاروخ عبر الغلاف الجوي وتهبط على زوج من القضبان الحديدية في برج الإطلاق. وفي هذه الأثناء، أطلقت المركبة الفضائية محركاتها الثلاثة من طراز Raptor Vacuum وأطلقت نفسها في المدار. في نهاية المهمة، دخلت المركبة الفضائية الغلاف الجوي وحمت نفسها بدرع حراري. ثم انزلقت المركبة الفضائية إلى منطقة الهبوط باستخدام جناحيها، وأطلقت محركاتها الثلاثة من طراز رابتور للهبوط عموديا.

الصاروخ بعد العديد من الترقيات والتعديلات.

في عام 2005، اقترحت شركة سبيس إكس لأول مرة خططًا لبناء صواريخ ذات قدرة حمل ثقيلة. ومنذ ذلك الحين وحتى عام 2019، تم تغيير تصميم الصاروخ واسمه بشكل متكرر. في يوليو 2019، انطلق صاروخ Starhopper وهبط من ارتفاع 150 مترًا، ليصبح أول صاروخ يستخدم محركات Raptor. في مايو 2021، طارت مركبة الفضاء ستارشيب التي تحمل الاسم الرمزي SN15 إلى ارتفاع 10 كيلومترات، ودخلت في السقوط الحر وهبطت بنجاح بعد أربع محاولات فاشلة.

كيف تهبط المركبة الفضائية؟

سوف يسمع من يشاهد من مكان قريب صوت انفجار مدوٍ حيث يتباطأ Super Heavy من سرعة الصوت.

في أحدث إطلاق تجريبي، تمكنت شركة سبيس إكس من التقاط الصاروخ سوبر هيفي باستخدام برج الإطلاق. وبما أنه لا توجد أبراج إطلاق على المريخ أو القمر للقيام بذلك، فيجب أن يكون صاروخ ستارشيب قادرًا على الهبوط بنفسه باستخدام معدات الهبوط الخاصة به. وللقيام بذلك، سوف تدور المركبة الفضائية تدريجيًا إلى وضع أفقي أثناء نزولها، في ما يسميه السيد ماسك "انقلاب البطن".

يؤدي هذا إلى زيادة المقطع العرضي لسحب المركبة الفضائية ويساعد في إبطائها. بمجرد أن تقترب المركبة الفضائية بدرجة كافية من السطح، فإنها ستبطئ سرعتها بدرجة كافية لتشغيل محركاتها لإعادتها إلى الوضع العمودي. ثم تستخدم المركبة الفضائية صواريخها الخاصة للمناورة والهبوط على سطح صلب باستخدام معدات الهبوط الخاصة بها.

لقد قامت المركبة الفضائية ستارشيب بكل ما سبق في عمليات الإطلاق التجريبية السابقة - باستثناء الهبوط على سطح صلب. حتى الآن، لم يهبط إلا في البحر.

حاولت SpaceX القيام بشيء لم تفعله من قبل. بعد الانفصال، يتباطأ الجزء السفلي من الصاروخ وينزل ببطء نحو منصة الإطلاق بينما تمسكه ذراعان ميكانيكيتان عملاقتان - وهي الحركة المعروفة باسم "الإمساك".

بعد عدة عمليات هبوط محاكاة في البحر، في عملية الإطلاق التجريبية الخامسة، تم هبوط الجزء السفلي من المركبة الفضائية، المعزز الثقيل للغاية، بنجاح.

أحد أهداف إطلاق الاختبار هو توضيح أي مشكلات متبقية. خطأ واحد فقط قد يؤدي إلى ذوبان الهيكل الداخلي للصاروخ بأكمله بسبب كمية الغاز التي يطلقها المحرك.

لدى ستارشيب طموحات في السفر إلى القمر والمريخ

لم يكن لدى المركبة الفضائية طاقم من قبل، لكن الملياردير إيلون ماسك وشركته لديهما تصاميم طموحة، بهدف إرسال البشر إلى المريخ يومًا ما.

وعلى المدى القريب، سيطلق صاروخ ستارشيب الأقمار الصناعية، ثم يخدم السياح الفضائيين ويرسل رواد الفضاء إلى القمر في إطار برنامج أرتميس. وفي المستقبل البعيد، من المتوقع أن يجعل الصاروخ طموح الشركة في الاستيطان على المريخ حقيقة، ويقوم برحلات بين القارات.

تم إجراء أربعة عمليات إطلاق تجريبية لصاروخ ستارشيب حتى الآن. في عملية الإطلاق الأولى، انفجر نظام الصاروخ قبل أوانه، قبل أن يتسنى للصاروخ المعزز أن ينفصل. قامت شركة سبيس إكس بتسريع عملية التطوير من خلال إطلاق صواريخ اختبارية مع العلم أن النظام لم يكن مثاليًا، وذلك للتعلم من الأخطاء.

في الواقع، أحرزت شركة سبيس إكس تقدماً مع كل عملية إطلاق تجريبية ــ أولاً بإطلاق خالٍ من الفشل، ثم بإعادة الدخول بنجاح، حيث هبطت صواريخ ستارشيب وسوبر هيفي بطريقة خاضعة للرقابة وحلقت فوق المحيط الهندي وخليج المكسيك على التوالي، قبل أن تسقط في المحيط.

ما هي الاستخدامات الأخرى لـ Starship؟

في المستقبل القريب، من الممكن استخدام صاروخ ستارشيب لأغراض مختلفة.

حتى الآن، استخدم الملياردير إيلون ماسك صواريخه، مثل سلسلة فالكون 9، لإطلاق أقمار ستارلينك التجارية.

هذه الأقمار الصناعية لها عمر قصير يبلغ حوالي خمس سنوات، وتحتاج شركة سبيس إكس إلى إطلاق الأقمار الصناعية بشكل مستمر فقط للحفاظ على نفس العدد في الفضاء.

تريد وكالة ناسا استخدام مركبة ستارشيب في برنامجها أرتميس، الذي يهدف إلى الحفاظ على وجود بشري طويل الأمد على القمر. تخطط ناسا لاستخدام مركبة Starship في مهمة قمرية في عام 2026.

وفي المستقبل البعيد، يريد إيلون ماسك أن يكون صاروخ ستارشيب قادرًا على القيام برحلات طويلة إلى المريخ والعودة - تستغرق كل رحلة حوالي تسعة أشهر.

الفكرة هي إطلاق صاروخ ستارشيب إلى مدار أرضي منخفض وتركه هناك. وسيتم بعد ذلك تزويدها بالوقود بواسطة "سفينة التزود بالوقود" التابعة لشركة سبيس إكس، ثم تواصل رحلتها إلى المريخ.

ومن الممكن أيضًا أن نتخيل استخدام صاروخ ستارشيب لإطلاق تلسكوب فضائي. إن إطلاق آلاف الأقمار الصناعية إلى الفضاء بسرعة، أو تلسكوب فضائي أكبر، يتطلب صاروخًا كبيرًا.

تم تصميم المركبة الفضائية أيضًا لحمل الحمولات الثقيلة اللازمة لبناء محطات الفضاء، وفي نهاية المطاف، ربما، البنية التحتية لدعم السكن البشري على القمر.

يمكن لمركبة الفضاء ستارشيب أن تحمل الركاب إلى القمر والمريخ ووجهات أخرى في النظام الشمسي. ليس هذا فحسب، بل يمكن للسفن الركاب القيام برحلات بين القارات. يمكن للسفينة أن تحمل ما يصل إلى 100 راكب، مع "أماكن نوم خاصة، وغرف مشتركة، ومخازن، وملاجئ إشعاعية، وغرف زجاجية". نظام دعم الحياة على متن السفينة هو من النوع "المغلق"، وهذا يعني أن المواد الموجودة داخل السفينة يتم إعادة استخدامها وتدويرها بشكل مستمر.

ستحمل مركبة الفضاء ستارشيب الوقود وسيتم استخدامها لتوسيع نطاق المركبات الفضائية الأخرى. وفقًا لإيلون ماسك، لإرسال مركبة فضائية إلى القمر، نحتاج إلى إطلاق ما يصل إلى سبع ناقلات وقود كحد أقصى. تم طرح هذه الفكرة من قبل إيلون ماسك في سبتمبر 2019، وذلك عن طريق ربط ذيول مركبتين فضائيتين معًا. ثم تتسارع كلتا السفينتين قليلاً نحو ناقلة الوقود باستخدام محركاتهما المساعدة، مما يدفع الوقود إلى داخل السفينة الأخرى. في أكتوبر 2020، منحت وكالة ناسا شركة سبيس إكس 53.2 مليون دولار لاختبار نقل 10 أطنان من الوقود عبر مركبتين فضائيتين من طراز ستارشيب في الفضاء.

المركبة الفضائية HLS هي نسخة مختلفة من مركبة الفضاء Starship المخصصة للهبوط على القمر في برنامج Artemis، خليفة برنامج Apollo. في الجزء العلوي من مركبة ستارشيب HLS، توجد نوافذ وغرف هواء، بالإضافة إلى مصاعد ونظام توجيه للهبوط على القمر. أهم ما يميز المركبة الفضائية هو حمولتها الضخمة أثناء الطيران ذهابًا وإيابًا بين الأرض والقمر. خلال رحلة برنامج أرتميس، ستحلق مركبة الفضاء Starship HLS أمام الطاقم لمدة تصل إلى مائة يوم، وبعد ذلك ستنقل المركبة الفضائية الوقود إلى Starship HLS.

تم إطلاق صاروخ ستارشيب الذي يبلغ ارتفاعه 122 مترًا بنجاح بواسطة سبيس إكس في اختباره الخامس من ستاربيس بولاية تكساس في 13 أكتوبر (حوالي الساعة 8:25 مساءً في نفس اليوم بتوقيت هانوي). خلال هذه الرحلة التجريبية، نجح نظام الصاروخ Starship/Super Heavy في تحقيق معجزة من خلال تنفيذ آلية "الإمساك" بنجاح في المحاولة الأولى. بعد الإقلاع بنجاح من برج الإطلاق ميكازيللا، هبطت المركبة الفضائية في المحيط الهندي بينما عاد الصاروخ سوبر هيفي، وهبط على وجه التحديد بالقرب من برج الإطلاق، وكان ممسوكًا بقوة بواسطة ذراع "عيدان الطعام" الروبوتية للبرج.

ها ثو

وفقًا لـ BBC وSpace.com

المصدر: https://tienphong.vn/ten-lua-sieu-khung-cua-ty-phu-my-co-the-thay-doi-ca-nganh-vu-tru-post1682682.tpo