👧🏿 🍚 🚶 الفجر الجديد للعمالقة 🧑🏿 🕗 🧜🏼

نحن نعيش في وقت مثير للاهتمام عندما تجاوز عدد المشاريع النشطة لمركبات الإطلاق الفائقة الثقل بالفعل عدد الأصابع من جهة. تعلن وكالات الفضاء الحكومية والشركات الخاصة عن خططها لإنشاء صواريخ فائقة الثقل ، وعلى الرغم من أن معظمها سيتعين عليها الطيران في عشرينيات القرن العشرين ، لدينا فرصة لرؤية الإطلاق الأول لإحدى هذه الصواريخ في العام المقبل. لكن في تاريخ رواد الفضاء ، فقدت الصواريخ الثقيلة بشكل متكرر ، وتم إغلاق هذه المشاريع. ما ينتظرهم الآن؟

تعريف رسمي

يعتبر الآن صاروخًا فائق الثقل ، يمكن أن يجلب إلى مدار أرضي منخفض أكثر من 50 طنًا.

كل شيء للقمر

كان الهدف الأول للصواريخ فائقة الثقل هو القمر ، وتم تطويره لبرامج القمر الأمريكية والسوفياتية. أدى استخدام حلول تقنية مماثلة مع وحدة قمرية منفصلة ورسو السفن في مدار القمر إلى حقيقة أن الصواريخ تبين أنها متشابهة تمامًا.

"Saturn V" و "N-1"

بقطر يزيد عن 10 م ("Saturn V" 10.1 "N-1" - مخروط بقاعدة 16.9 م) وكتلة إطلاق تبلغ ثلاثة آلاف طن ("Saturn V" 2970 t ، "N-1" 2735 t) كانت هذه الصواريخ ضخمة جدًا لدرجة أنه يوجد الآن أشخاص يشككون في وجودها الحقيقي.

في الولايات المتحدة ، تمكنوا من تطوير محركات الأكسجين والهيدروجين ووضعها في المرحلتين الثانية والثالثة ، لذلك كانت حمولة زحل الخامس أكبر بنحو مرة ونصف من N-1 (~ 140 طنًا مقابل ~ 90). كان Saturn V متخصصًا جدًا في المهام القمرية حتى أنه من الصعب تحديد عدد الأطنان التي سيجلبها إلى مدار أرضي منخفض - تم تشغيل المرحلة الثالثة مرتين ، أولاً وضع نفسها والحمولة في مدار منخفض ، ثم تم تشغيلها للمرة الثانية وتسريعها أبولو إلى القمر. بدون المرحلة الثالثة ، تبين أن القدرة الاستيعابية لساتيرن V كانت أكثر تواضعا - كتلة محطة Skylab التي تم إطلاقها في مدار أرضي منخفض حوالي 77 طنًا.

كان "N-1" في النسخة القمرية صاروخًا من خمس مراحل. جلبت ثلاث مراحل حوالي 90 طنًا إلى مدار أرضي منخفض. تم إنفاق المرحلة الرابعة على تسارع حوالي 40 طنًا إلى القمر ، وتباطأت الخامسة ~ 15 طنًا من السفن المدارية والهبوطية في مدار القمر.

لا شيء للأرض؟

تم إغلاق برنامج الصواريخ N-1 الثقيل في عام 1974 بعد أربع عمليات إطلاق غير ناجحة. بالإضافة إلى المشاكل الفنية ، قتل الصاروخ أيضًا على يد سياسي أصبح نائب الرئيس. لم يستطع Glushko الارتباط جيدًا بصاروخ ، رفض صنع المحركات له قبل عشر سنوات. S.P. اضطر كوروليف إلى اللجوء إلى نيكولاي كوزنتسوف ، وتدهورت العلاقات مع غلوشكو إلى الأبد. عندما سُئل عما إذا كان من الممكن استخدام صاروخ N-1 بنجاح ، إذا كانت هناك إرادة سياسية ، فمن المستحيل الآن تقديم إجابة. من ناحية ، تم الانتهاء من محركات NK-33 واختبارها وفقًا للوثائق بنجاح كبير ، من ناحية أخرى ، حادث أنتاريس 2014 ، حيث تم العثور على NK-33 من احتياطيات "القمر" ، وفقًا لسيناريو الحادث N-1 ، والآن لا يمكنك القول بأن تصميم المحرك فاشل ، أو لا يمكن تخزينه لفترة طويلة. ولكن إذا كان المحرك لا يلوم ،وفي السبعينيات ، سيكون لدى اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية الإرادة السياسية لإعطاء إجابة غير متكافئة على النصر الأمريكي في السباق القمري ، "N-1" يمكن أن تطلق محطات مدارية ثقيلة ، أو مركبات علمية أو بين الكواكب.

قتل سياسات "زحل الخامس" على رأس النجاح. أغلقت فكرة إطلاق محطة مدارية Apollo-20 ، وبحلول عام 71 ، حل نفس المصير -19 و -18. كان تخفيض الميزانية حادًا للغاية ، ولم يكن لدى الصواريخ والسفن التي تم بناؤها بالفعل ما يمكن إطلاقه ، وبدلاً من الفضاء ، ذهبوا إلى المتاحف. على خلفية فكرة المكوك القابل لإعادة الاستخدام الذي بدا جيدًا على الورق ، ربما لم يكن لدى Saturn V فرصة حقيقية للبقاء. قام "Saturn V" بـ 13 رحلة - اختباران ، عشرة مع أشخاص إلى القمر وواحدة مع محطة مدارية في مدار أرضي منخفض.

أوه مرة أخرى ، مرة أخرى

الجيل الثاني التقليدي من الصواريخ فائقة الثبات يدور حول فكرة إعادة الاستخدام. وإذا كان بإمكان مكوك الفضاء أن يضع في المدار 27 طنًا فقط من الحمولة ، فإن المدار نفسه مع الأجنحة والحماية من الحرارة وسبعة رواد فضاء مع الطعام والماء والأكسجين يزن أقل من مائة طن - الكتلة القصوى للمكوك والحمولة كانت 122.5 طن. سيكون من المنطقي إنشاء وحدة شحن لمرة واحدة للأحمال الثقيلة الإضافية ، وقد ولد مشروع Shuttle-C. بدلاً من مكوك كبير وثقيل ، سيتم إطلاق وحدة أصغر وأخف بدون طيار ، والتي ، مع ذلك ، ستسمح بإطلاق مئات الأطنان في المنطقة.

كان المشروع يسير على ما يرام ، حتى تمكن من عمل تخطيط كامل الحجم ، ولكن في عام 1986 ضربت كارثة تشالنجر. بعد ذلك ، تضاءلت طموحات برنامج المكوك بشكل كبير - تم إغلاق برنامج إطلاق المكوك من فاندربيرغ إلى مدار قطبي ، وتم إلغاء بعض التحسينات التقنية. تمكن مشروع Shuttle-C من النجاة من هذا ، وفي التسعينات ، خططت وكالة ناسا لإطلاق وحدات 80 طن من السفينة المريخية عليه. ولكن بعد ذلك وقعت كارثة كولومبيا ، وخسر برنامج مكوك الفضاء أي مستقبل. حقيقة أن الرحلات المخطط لها نفذت لمدة ثماني سنوات أخرى لم تعد ذات أهمية. من حيث المبدأ ، كان لدى Shuttle-C فرصة غير صفرية ليصبح بديلاً للسفن المأهولة - يمكن إنتاج نسخة غير مأهولة في نفس المصانع ولا تتحمل خطر فقدان الطاقم ، ولكن يبدو أن السياسيين لم يرغبوا في العبث بأي شيء ،التي تحمل اسم "المكوك".

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، جعلوا مرة أخرى خيارًا أكثر شمولاً - يمكن لمركبة الإطلاق Energia ، عادةً ، دون أي تعديلات ، أن تحمل حمولة لمرة واحدة أو سفينة بوران قابلة لإعادة الاستخدام.

ولكن هنا لن يعمل على إيجاد فرص لتطوير بديل للأحداث. تم تغطية الطاقة والعديد من الأنظمة التقنية المعقدة الأخرى من قبل حطام الاتحاد السوفيتي ، ولم يكن من الممكن استمرار رحلتين ناجحتين (واحدة مع منصة بوليوس ، والأخرى مع بوران بدون طيار) ، ولم تذهب الأجهزة التي تم إنشاؤها للبرنامج حتى إلى المتاحف - تبين أن صاروخين تم تجميعهما في بايكونور فجأة ملكا لكازاخستان ، ووقفا لمدة تسع سنوات في حظيرة ومات بشكل غير مؤذ تحت سقف منهار.

لن تكون الكسالى

هل من الممكن إحياء Saturn V أو Energy؟ إذا كنت تفكر قليلاً ، يصبح الجواب واضحاً. الأشخاص الذين صمموا وصنعوا هذه الصواريخ يعرفون بعض الميزات التقنية ، متقاعدين أو في قبر. يتم فقدان الوثائق في الغالب. تم كسر معدات المصانع التي تم فيها صنع مئات الآلاف من المكونات المختلفة أو عفا عليها الزمن وتخلص منها بشكل ميؤوس منه. والمصانع نفسها لم تعد تلك التي كانت في الستينيات أو الثمانينيات. نحن كإنسانية ، على جانبي المحيط ، لم ننس كيفية صنع الصواريخ ، ولكن إذا أردنا بناء مركبة إطلاق فائقة الثقل ، حتى مع استخدام المشاريع القديمة ، فسوف نحصل على شيء جديد. لقد تعلمنا كيفية صنع مواد أخرى ، وحتى إلكترونيات أكثر تقدمًا ، والتكرار الأعمى للقرارات القديمة أمر غبي ، ويمكن تحسين الكثير.لذلك ، يمكن لبعض الصواريخ الجديدة الفائقة الثقل استخدام مكونات قديمة حديثة ، وبمعنى ما ستكون من نسل ماض مجيد.

سيخرج المنحنى

عندما أصبح من الواضح ، بعد كارثة كولومبيا ، أنه سيتم إغلاق مشروع مكوك الفضاء ، نشأ السؤال حول ما يجب القيام به مع المصانع والشركات والعمال الذين شاركوا في المشروع. بالإضافة إلى ذلك ، نشأت فكرة العودة إلى القمر بهدف نهائي - رحلة إلى المريخ. وعلى الرغم من كل ذلك ، من المستحسن إطلاق صاروخ ثقيل جدًا حتى لا تطلق أجزاء من السفينة عدة مرات ولا ترسوها في مدار الأرض. لذا ولد مشروع كوكبة ("كوكبة") بصاروخ آريس الخامس الثقيل سعة 188 طنًا في مدار منخفض.

في تخطيط الصاروخ ، يمكنك بسهولة التعرف على إرث مكوك الفضاء - معززات الوقود الصلبة الجانبية وطلاء مميز مقاوم للحرارة لخزان المرحلة الأولى باللون البرتقالي. كانت محركات RS-25 من المكوك في المرحلة الأولى ، وفي المرحلة الثانية - نسخة محدثة من محركات برنامج القمر J-2 - J-2X.

كان البرنامج يسير على ما يرام ، ولكن بعد الانتخابات الجمهورية المقبلة ، تم استبدال بوش بالديمقراطي أوباما. وتم إغلاق برنامج Constellation في عام 2009. لكن مشكلة إغلاق المصانع وخسائر الشركات لم تختف ، لذلك تم فتح المشروع بالفعل في عام 2010 ، ولكن تحت اسم مختلف. الآن أصبح يعرف باسم نظام إطلاق الفضاء ، SLS. في صور المؤامرة ، قاموا حتى بإعادة طلاء دبابة المرحلة الأولى باللون الأبيض.

ولكن بمرور الوقت ، تطور البرنامج ، وأصبح من الممكن عدم ملاحظة المؤامرة - تم إعادة طلاء الخزان في الصور.

بشكل عام ، SLS تشبه إلى حد كبير Ares V - نفس معززات الوقود الصلب على الجانبين ، نفس محركات RS-25 من المكوك في المرحلة الأولى. ومع ذلك ، في الدرجات العليا ، تم استبدال محرك J-2X بـ RL-10 من وحدة معززة Centaur.

من ناحية ، تعد SLS في واحدة من أكثر الدول استعدادًا لجميع المشاريع. العمل جار ، ويتم تخصيص الأموال ، ومن المقرر الإطلاق القادم في نوفمبر 2018 ، وحتى إذا كان ، كما هو الحال عادة مع التكنولوجيا ، يمضي قدمًا لمدة عام أو عامين ، فلا يزال بإمكانه أن يكون الأول بين المنافسين. من ناحية أخرى ، فإن الانتخابات الجديدة في الولايات المتحدة على وشك الانتهاء ، ومن غير المعروف تمامًا كيف سيطور الرئيس الجديد برنامج الفضاء. علاوة على ذلك ، يمكن أن يتأثر SLS سلبًا فقط بالدافع السياسي للمشروع - لا يمكن تقليل هذا الصاروخ واستخدامه في عمليات الإطلاق التجارية ، وهو مناسب فقط للمهام الكبيرة والمكلفة إلى كويكب أو قمر. ويتوقع الإطلاق الثاني فقط في عام 2022 ، وكلما زادت المسافة بين عمليات الإطلاق ، زادت المشاكل والمخاطر الإضافية التي ستؤثر عليها الأخبار التالية سلبًا على البرنامج.

اثنان يكتبان ، ثلاثة في الاعتبار

تمتلك الشركة الخاصة SpaceX بالفعل مشروعين للصواريخ فائقة الثقل ، واستنادًا إلى اعتبارات هندسية واضحة ، قد يكون هناك ثلاثة على الإطلاق. مشروع فالكون الثقيل في أعلى درجات الاستعداد. يجب أن تكون مركبة الإطلاق التي تم تجميعها من المراحل الثلاث الأولى من Falcon 9 قادرة على الإطلاق ، وفقًا لتقديرات SpaceX ، 54 طنًا في مدار منخفض.

الميزة الكبيرة لـ Falcon Heavy هي أنه يحتوي على الحد الأدنى من الأجزاء الجديدة - الخطوات الأولى من Falcon 9 ، حتى مع التعديلات ، لن تختلف كثيرًا عن الأجزاء العادية التي تطير بالفعل. الميزة الثانية هي أن عمليات إطلاق Falcon Heavy قد أعلنت بالفعل عن طلبات تجارية. ومع ذلك ، هناك حالة مثيرة للاهتمام هنا - مركبة إطلاق ثقيلة للغاية ، والتي ، كما يكتب SpaceX ، ستكون قادرة على إطلاق ما يصل إلى 22 طنًا في مدار انتقالي جغرافي ، يتم التعاقد عليه مع الأقمار الصناعية العادية تمامًا ، وفقًا للمعلومات المفتوحة ، ستبدأ عند 6 أطنان ، أي أنها ستطلق من حمولة كبيرة. إن الفائدة الاقتصادية لمثل هذا الإطلاق هي سؤال لا يستطيع سوى SpaceX الإجابة عليه ، لكنهم لم يرغبوا بعد في القيام بذلك.

يمكن أن تسمى المشكلة الرئيسية لـ Falcon Heavy التأجيلات المستمرة ، في البداية تم التخطيط لإطلاقها الأول بالفعل في عام 2013. كان هناك بعض الأمل في الإطلاق الأول في عام 2016 ، لكن تحطم طائرة فالكون 9 الأخيرة أنهى هذه الخطط. يمكن للمرء أن يأمل فقط ألا ينتقل الإطلاق إلى عام 2018.

لكن مسك لم يتوقف عند مشروع واحد لصاروخ فائق الثقل قابل للتحقيق بالكامل. في المؤتمر الدولي الأخير للملاحة الفضائية ، أعلن عن مشروع وحشي تمامًا لمركبة الإطلاق المريخية لـ 550 طنًا من الحمولة في نسخة لمرة واحدة و 300 طن في نسخة قابلة لإعادة الاستخدام.

إن جدوى مثل هذا المشروع خارج نطاق قدرات القناع اليوم - فهو مكلف للغاية بالنسبة له وليس لديه سيناريوهات حقيقية للاستخدام التجاري (تسليم البضائع بالصواريخ هو حلم رواد علوم الصواريخ ، التي لا تتحد مع اقتصاديات اللوجستيات). ولكن في نفس الوقت ، نجحت SpaceX في اختبار محرك الميثان Raptor الجديد بثلاثمائة طن من الدفع. على الرغم من أنه لا يمكنك فقط وضعه على Falcon 9 بدلاً من الأكسجين والكيروسين Merlin - تملي المكونات الأخرى أحجام دبابات مختلفة ، ولا يصعد محرك 2.7 متر على صاروخ 3.7 متر. وهنا بالنسبة إلى Musk ، هناك خيار عقلاني للغاية يتم تعثره - مع أربعة محركات في المرحلة الأولى وقطرها ، على سبيل المثال ، 4.5 متر ، نحصل على مركبة إطلاق ممتازة مع كتلة إطلاق في منطقة 1000 طن وحمولة حوالي 30 إلى 40 طنًا في مدار منخفض.سوف يسحب صاروخ من ثلاث كتل من هذا القبيل 70-100 طن ، وخمسة - في منطقة 150-200 طن. يتم إعطاء جميع الأرقام تقريبًا تقريبًا ، لأن هناك الكثير من المجهول ، ولكن المعلمات الناتجة مثيرة للإعجاب. على قطعة واحدة ، سيكون من الممكن كسب أموال كبيرة عن طريق إطلاق أي أقمار صناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، وخيارات أثقل مناسبة لطموحات Mask أو العقود مع وكالة ناسا. ولكن لسبب ما ، اختار مسك أن يعلن بدلاً من صاروخ واقعي.ولكن لسبب ما ، اختار مسك أن يعلن بدلاً من صاروخ واقعي.ولكن لسبب ما ، اختار مسك أن يعلن بدلاً من صاروخ واقعي.مثير للإعجاب ، ولكنه غير واقعي .

الحصان الاسود

كما فوجئت شركة خاصة أخرى ، Blue Origin ، التي تطور بنجاح صاروخًا وسفينة للسياحة تحت المدارية ، بالإعلان عن تطوير مركبة إطلاق ثقيلة من طراز New Glenn. لم يتم الإعلان عن قدرتها الاستيعابية الرسمية بعد ، لذلك يجب أن أخمن. بقطر 7 أمتار ودفع محركات المرحلة الأولى التي تبلغ 1700 طن ، يمكن لمركبة الإطلاق هذه أن تضع في مدار منخفض في منطقة 100 طن من البضائع. السؤال الرئيسي هو لماذا ولماذا اختار بيزوس مثل هذا الصاروخ الكبير ، لأنه ليس من الواضح كيف سيكسب المال عليه.

Ale هي الشرق

الحصان الأسود الآخر هو الصين. من المعروف أن العمل يجري هناك على برنامج قمري مأهول ، وبناءً على ذلك ، سيحتاجون إلى صاروخ فائق الثقل. من المعروف أن اسم العمل هو "9 مارس" ، ومن المتوقع أن تكون أول رحلة في 2020s ، ويجب أن تكون القدرة الاستيعابية 130 طنًا تقريبًا. من الممكن بشكل أساسي صنع مركبة إطلاق للصين ، التي ربما تكون أول اقتصاد في العالم ، فالسؤال هو في الرغبة السياسية.

Penates الأصلية

يجري العمل على إنشاء مركبة إطلاق ثقيلة للغاية معنا. لن يعمل الصاروخ الفائق الثقل "أنغارا" بأي شكل من الأشكال - حجم الوحدات صغير. لذلك ، قد يتطلب برنامج القمر المحتمل 4 عمليات إطلاق على الأقل. هذا ليس فعالا للغاية ، لذلك كان مشروع مركبة الإطلاق على وحدات عالمية أثقل معلقة في الهواء لفترة طويلة. علاوة على ذلك ، فإن تقنيات أقوى محرك صاروخي يعمل بالوقود السائل RD-170 حية تمامًا في RD-171 لصاروخ زينيت. على مدى السنوات الخمس والعشرين الماضية ، تم تسميم حياة زينيت بسبب المشاكل السياسية ، وعلى الأرجح انتهت. لكن الصواريخ ذات البعد المماثل ، والتي تسمى الآن فينيكس وسنكار ، تبدو مثيرة للاهتمام للغاية. كتلة طن واحدة عند 17 ،إن الإصدار المكون من ثلاث كتل من 40 طنًا والنسخة المكونة من خمس كتل مع خطوة هيدروجينية كبيرة تبلغ 100 طن ، سيجعل من الممكن ، من حيث المبدأ ، تحقيق رحلة إلى القمر مع إطلاق نسخة فائقة الثقل.

لماذا؟

هل هناك حاجة إلى صواريخ ثقيلة على الإطلاق؟ لديهم ميزة فريدة واحدة - عدم الحاجة إلى تجميع السفينة إلى القمر أو المريخ مع عدد كبير من عمليات الإطلاق. ولكن تاريخيا ، فقدت جميع مركبات الإطلاق الثقيلة ، وتم إغلاق مشاريعها. لماذا - من السهل فهمه. إذا كان لديك شاحنة تعدين ، فيمكنك بالطبع نقل مئات الأطنان من الأرض في رحلة واحدة ، ولكن لن يكون من الملائم أن تقودها للعمل كل يوم. لن يعمل على جني الأموال من صاروخ فائق الثقل - فالأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض ، على الرغم من أنها تنمو ، لا تفعل ذلك بسرعة.

نعم ، تقول ، إذا ظهر صاروخ ثقيل للغاية ، فيمكننا إطلاق أقمار صناعية ضخمة بعشرات الأطنان في GSO. لكن الصواريخ الثقيلة كانت تطير قبل وأثناء حياتها الطويلة في الغالب ، ولسبب ما لم ينجو أي منها من عقد مثل هذا القمر الصناعي. يبدو لي أنه سيكون هناك تطور بطيء بدلاً من التشنج. وهذا يعني أن الصاروخ الفائق الثقل يجب أن يكون عالميًا وأن يكون قادرًا على كسب المال في إصدار أخف.

الفجر الجديد للعمالقة