التركيز على التاريخ والتحديات الحالية ووجهات نظر رايدر الفضاء
– أخبار 25 أبريل 2019 –
تطوير المكوكات الفضائية لنقل البضائع هو أمر عصري
على الرغم من السرية التامة ، يبدو أن المكوك الأمريكي X-37B يستخدم بشكل مستقل من قبل الجيش الأمريكي للإقامة الطويلة في الفضاء. القدرة على إرسال حمولة إلى المدار والاستعادة هي قدرة مثيرة للاهتمام للغاية ، وليس فقط للجيش. إنها في الوقت الحالي اختصاص لا تتحكم فيه أوروبا ، لكن هذا الوضع قد يتغير في السنوات القادمة.
منذ سبعينيات القرن العشرين ، كانت CNES ثم وكالة الفضاء الأوروبية مهتمة جدًا بمفهوم مكوك الفضاء ، وهي مركبة مدارية ذات خصائص معينة لصاروخ وخصائص معينة للطائرة. الاهتمام الرئيسي للمكوك هو أنه قابل لإعادة الاستخدام ، والذي من الناحية النظرية يجب أن يخفض تكلفة المهام المرتبطة. بعد فوات الأوان وتجربة المكوكات الأمريكية ، نعلم الآن أن الواقع أكثر تعقيدًا. أوروبا ، مثل الولايات المتحدة ، تخلت عن فكرة استخدام المكوكات الفضائية لرحلات الفضاء المأهولة.
ومع ذلك ، يعتبر نقل البضائع نشاطًا أقل تطلبًا. في هذا الجانب ، يشهد مفهوم مكوك الفضاء نهضة حقيقية. يطير مكوك Boeing X-37B منذ عام 2010. في الولايات المتحدة ، يجب أن تنضم إليه سييرا نيفادا دريم شاسر في غضون بضع سنوات. في أوروبا ، نتطلع إلى وصول Space Rider ، وهو مكوك فضائي يمكن إعادة استخدامه ، والذي سيتيح لأوروبا أخيرًا الحصول على وسيلة مستقلة لنقل الحمولات من المدار.
مكوك الفضاء الأوروبي سبيس رايدر هو وريث المتظاهر IXV
من المتوقع أن يقوم مكوك الفضاء سبيس رايدر بأول رحلة له في عام 2021. ومع ذلك ، يمكن تتبع منشأه إلى أبعد من ذلك بكثير. لطالما أرادت أوروبا إنشاء مكوك فضائي مأهول ، وهو مشروع يعرف باسم هيرميس احتل وكالة الفضاء الأوروبية حتى أوائل التسعينيات. كان هيرميس سيارة أخف من مكوك الفضاء الأمريكي. تم إطلاقه بواسطة Ariane 5 ليحل محل مرحلته العليا. مع وضع هذا النوع من المهام في الاعتبار ، تم تصميم Ariane 5. لم يتحقق الحلم الأوروبي للطيران المأهول منذ ذلك الوقت.
ومع ذلك ، لم تتخلى وكالة الفضاء الأوروبية عن طموحها في إنشاء مركبة مدارية قابلة لإعادة الاستخدام. في عام 1998 ، استخدمت الرحلة الثالثة لطائرة من طراز Ariane 5 لإطلاق متظاهر إعادة تنظيم الغلاف الجوي. كانت هذه الكبسولة الفضائية من نوع أبولو للتحقق من صحة عدد من التقنيات المتعلقة بعودة الغلاف الجوي. كانت المهمة ناجحة تماما. صمد درع الحرارة في كبسولة الفضاء في درجات حرارة جيدة للغاية قرب 900 درجة مئوية. جعلت أنظمة الطيران لها الهبوط خمسة كيلومترات فقط من النقطة المخطط لها. أدى هذا النجاح إلى تطوير مشروع جديد في عام 2005. في إيطاليا ولد الزخم المسؤول لمظاهرة IXV (المركبات الوسيطة التجريبية).
والفكرة هي استئناف رحلة العرض التوضيحي التي تمت في عام 1998 ولكن باستخدام مركبة مختلفة تمامًا. IXV ليس مشابهًا تمامًا لمكوك X-37B. إنها جزء من فئة المركبات الفضائية التي تسمى أجسام الرفع ، بدون أجنحة. ومع ذلك تمت دراسة جسم الطائرة لتوليد تأثير رفع بسرعة عالية للغاية في الغلاف الجوي. هذا يقلل من القيود أثناء إعادة الدخول في السرعة المدارية. الأجنحة هي بالفعل واحدة من أهم نقاط التدفئة لسيارة من نوع المكوك. من ناحية أخرى ، عندما تقل سرعتها بدرجة كافية ، يصبح جسم الرفع غير مستقر للغاية. لذلك لا يمكن أن تهبط عن طريق الانزلاق مثل Dream Chaser أو X-37B.
سفينة الفضاء رايدر لا يزال يواجه العديد من التحديات
لقد تطلب تصميم مثل هذه السيارة الكثير من التطورات الجديدة لإيطاليا وشركائها الأوروبيين. مرة أخرى ، قلب المشكلة هو الحماية الحرارية. يختلف شكل IXV تمامًا عن شكل المتظاهر السابق. وبالتالي ، فإن الدروس التي يمكن تعلمها منها محدودة. على غرار مكوك الفضاء الأمريكي ، يجب على المتظاهر الأوروبي الجديد أن يعود مع الإشارة إلى الأعلى.
كما يجب أن تكون قادرة على المناورة بالديناميكا الهوائية. لهذا ، وهي مجهزة اثنين من اللوحات مرتبة في الخلف. لأنه لا يمكن أن تهبط أثناء الطيران الشراعي ، فإنه يفتح المظلات التي يجب أن تفتح عندما تكون سرعتها منخفضة بما فيه الكفاية. يجب أن ينتهي IXV بعد ذلك في المحيط قبل أن يتعافى.
يخضع المتظاهر أيضًا لقيود الحجم. يجب أن تكون بالفعل قادرة على وضعها تحت أنف صغيرة من قاذفة فيغا ، وهو أقل صاروخ قوي متاح لوكالة الفضاء الأوروبية. يجب أن يكون IXV خفيفًا وصغيرًا بشكل خاص.
تم إجراء أول رحلة تجريبية لسبيس رايدر في عام 2015
تشرح هذه التحديات التقنية العديدة سبب ضرورة الانتظار حتى عام 2015 لمشاهدة رحلة العرض التوضيحي لمكوك الفضاء الصغير هذا. في 11 فبراير 2015 ، يضع قاذفة Vega IXV على مسار باليستي. لا يصل إلى المدار ولكنه يصعد إلى ارتفاع 412 كم. سرعته هي أيضا قريبة جدا من سرعة العائدة المدارية. هذه المرة مرة أخرى ، إنه نجاح. يتصرف مكوك الفضاء تمامًا كما هو مخطط له. باستشعارها ، يمكنها جمع معلومات قيمة حول سلوكها خلال جميع مراحل الرحلة. هذه المعلومات تسمح لمواصلة البرنامج.
في السنة التي تلت هذه الرحلة التجريبية ، أصدرت وكالة الفضاء الأوروبية أول أموال لتطوير مركبة تشغيلية. يجب أن تكون قادرة على نقل حمولة إلى المدار ، والبقاء هناك لمدة تصل إلى شهرين والعودة إلى الأرض في قطعة واحدة ، وهي لعبة Space Rider. هذه المرة مرة أخرى ، هي وكالة الفضاء الإيطالية وشركاؤها الصناعيون الذين يقودون المشروع بشكل أساسي. يشبه تصميم Space Rider تصميم IXV مع بعض الاختلافات الملحوظة.
يجب أن يتم Space Space Rider تحت أنف جهاز الإطلاق Vega C ، وهو أقوى بكثير من قاذفة Vega التي دفعت IXV ، وأنفها أكبر أيضًا. لن يكون مفاجئًا أن يتجاوز Space Rider مسافة 4.40 متر من المتظاهر. سيمكن هذا المركبة الفضائية الأوروبية الجديدة من بدء حمولة تصل إلى 800 كجم نيابة عن عميل واحد أو أكثر. هذا من شأنه أن يجعلها أداة حقيقية متعددة المهام يمكنها الشروع في تجارب الجاذبية الصغرى أو مراقبة الأرض ، وربما نشر أقمار صناعية صغيرة.
تسمح خصائص Space Rider بقدرة كبيرة على التكيف
في مدار الأرض ، سيتمكن Space Rider من المناورة طوال مدة إقامته في الفضاء. سيتم استخدام المرحلة العليا كوحدة خدمة توفر إمكانية الدفع للمركبة الفضائية وكذلك الألواح الشمسية لتزويد الطاقة. ومع ذلك سيتم إسقاطه قبل إعادة الدخول.
سيختار Space Rider إستراتيجية إعادة الدخول في الغلاف الجوي مختلفة قليلاً عن استراتيجية إعادة الدخول الخاصة بالمظاهرة. بمجرد تقليل سرعتها بدرجة كافية ، ستنتهي من سباقها بالمظلات بدلاً من المظلة. هذا يجب أن يتيح لها سيطرة كبيرة على نهاية مسارها. سيبدو هبوطها أيضًا كطائرة ذات سرعة أفقية عالية. سوف تسهل طريقة الهبوط هذه عملية الاسترداد لأنه على عكس IXV ، سيتم إعادة استخدام Space Space.
مثل قاذفة ، ستقلع سفينة الفضاء رايدر من كورو ، في غيانا الفرنسية. بناءً على ملف مهمتها ، يمكن الوصول إلى العديد من مواقع الهبوط: جويانا أو جزر الأزور أو جزيرة كوراكاو الواقعة في منطقة البحر الكاريبي. إلى جانب رحلتها الأولى ، التي يجب أن تتم في حوالي عام 2021 ، ليس من الواضح مدى أهمية رايدر الفضاء في استراتيجية الفضاء الأوروبية. حسب اختصارها ، لا يزال متظاهرًا. وبالتالي ، يمكن لوكالة الفضاء الأوروبية مواصلة تطوير المفهوم مع المركبات الفضائية الأخرى في السنوات المقبلة.
إن الإمكانات التي توفرها مكوكات الفضاء مثل Space Rider تهم الكثير من الناس
ولكن دور رايدر الفضاء سوف يتجاوز العرض التكنولوجي البسيط. أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بالفعل دعوة لملء قبضة المركبة الفضائية خلال رحلاتها المختلفة. على عكس X-37B ، فإن الجيش لن يكون له حصرية من Space Rider. لن تكون هناك قيود على جنسيات العملاء أيضا. سيكون بمقدور مكوك الفضاء إطلاق حمولات من جميع أنحاء العالم ، مؤسسية أو تجارية. سيتعين على العملاء مشاركة البضائع التي تبلغ مساحتها 1.2 متر مكعب. إنه ليس كبيرًا جدًا ولكن يجب أن يكون من الممكن أيضًا إجراء التلاعب في المدار باستخدام ذراع آلية.
على الرغم من أن وكالة الفضاء الأوروبية ستسيطر على العمليات في البداية ، من المتوخى بالفعل خصخصة سبيس رايدر. ومن المحتمل أن تقع بعد ذلك في حظيرة Arianespace حوالي عام 2025. وبالتالي ، يمكن للشركة أن تقدم خدمة عودة للمدار ، فرصة للتميز بعرض فريد من نوعه. وفقًا لمواصفاته ، يجب إعادة استخدام Space Rider ست مرات على الأقل مع ستة أشهر من الاستعادة بين كل رحلة. لا نعرف حتى الآن ما إذا كانت النسخة الأولى ستنضم إلى نسخ أخرى لتشكيل أسطول حقيقي.
ربما يعتمد على النجاح التجاري لأول سبايدر رايدر. حتى الآن ، يتمتع البرنامج بميزة كونه اقتصاديًا نسبيًا بتمويل محدود جدًا. قد يؤدي ذلك إلى إطلاق الأسعار وإرجاعها أعلى قليلاً من أسعار الإطلاق البسيط.
ستكون السنوات القادمة حاسمة بالنسبة إلى Space Rider ولتطوير المركبات الفضائية الأوروبية
سيكون من الضروري الانتظار لبضع سنوات قبل طرح مسألة الجدوى الاقتصادية للمكوك الصغير. لم تنجح مركبة الفضاء الأوروبية المستقبلية في مراجعة نقدية وبعض الاختبارات استعدادًا لأول رحلة لها ، مثل IXV. يمكننا أن نتوقع بعض اختبارات السقوط في وقت مبكر من هذا العام. يجب بالفعل التحقق من صحة نظام الهبوط بالمظلات في ظروف حقيقية.
على الرغم من صغر حجمها وقاذفتها الصغيرة ، فإن Space Rider سيكون ثورة في القدرات الفضائية الأوروبية. العالم كله يحاول الآن تطوير مركبات فضائية يمكن المناورة فيها إلى مدار للأغراض العسكرية. من المطمئن أن نرى أن أوروبا تسير على نفس المسار ، ولكن بنهج مدني وتجاري. نأمل أن يكون لدى Space Rider كل النجاح الذي يستحقه. يمكننا حينئذ أن نحلم بأن أوروبا يمكنها أن تصنع هذه المهارة الجديدة ، خاصة إذا أضفنا إلى المعادلة قاذفة قابلة لإعادة الاستخدام مثل Ariane Next. لماذا لا تتخيل لعبة Space Rider أكثر قدرة على الالتحام. يمكن لمثل هذه السيارة إحضار وحمل البضائع من المحطة الفضائية الدولية ، أو حتى من LOP-G.
ومن المقرر أن تجرى أول رحلة تجريبية للمكوك الفضائي Space Rider في عام 2020
– أخبار 5 ديسمبر 2017 –
ومن المقرر إطلاق المكوك الفضائي Space Rider في عام 2021 بفضل صاروخ فيجا سي الفضائي. وسوف تقدم أوروبا طريقة مستقلة تماما لإجراء تجارب في المدار ، تذكرنا بالمكوك X-37B Boeing. سيكون مكوك الفضاء رايدر الفضاء الآلي بشكل كبير وقابل لإعادة الاستخدام عدة مرات. تصميمه مستوحى من المكوك التجريبي “IXV” (المركبات المتوسطة التجريبية) التي أجرت رحلة دون مدارية في فبراير 2015. بالنسبة لأوروبا ، يعتبر هذا تقدمًا كبيرًا لأن أوروبا تعرف كيفية إرسال الحمولات في مدارها منذ فترة طويلة جدًا ، لكنه يواجه صعوبات في إعادتهم. صدق مكوك الفضاء التجريبي “IXV” على التحكم في عودة الغلاف الجوي لمكوك الفضاء.
سيكون بمقدور Space Rider حمل ما يصل إلى 800 كيلوغرام من الحمولة في مدار منخفض ، لفترات عدة أشهر. سيتم إطلاقه في مركز جويانا للفضاء في كورو ، وسيعود إلى سانتا ماريا ، جزر الأزور. يمكن تسويقها بواسطة Arianespace إذا كانت السوق واعدة. ومن المتوقع الانتهاء من مرحلة التصميم الأولي لراكب الفضاء رايدر بحلول عام 2018. وسوف يستمر مكوك الفضاء في تصميمه حتى أول رحلة تجريبية في عام 2020.
تطور ESA مكوكها القابل لإعادة الاستخدام ، Space Rider
– أخبار 4 يوليو 2017 —
قدمت وكالة الفضاء الأوروبية في معرض باريس للطيران مشروع مكوك الفضاء الخاص به والذي يدعى Space Rider. أوروبا تريد طريقة لإجراء تجارب في المدار ثم إعادتها إلى الأرض. ومن هذا المنطلق ، خصصت ميزانية قدرها 32 مليون يورو لتطوير هذا المفهوم. هذا التمويل يذهب إلى Thales Alenia Space ومركز أبحاث الفضاء الإيطالي.
يجب أن يكون راكب الفضاء راكب فضاء آليًا قابل لإعادة الاستخدام بالكامل. قريبا جدا من طائرة بوينغ X-37B ، سيكون قادرا على حمل حمولة 800 كيلو إلى 1000 كيلو إلى مدار منخفض على ارتفاع 400 كيلومتر ، ثم العودة تلقائيا بعد بضعة أشهر في الفضاء. لكن المكوك الأوروبي سيكون أصغر بكثير من طائرة البوينغ التي يقدر طولها بـ 4 أو 5 أمتار. كما سيتم إطلاقه بواسطة إصدار جديد من Vega ، وهو الصاروخ الخفيف لوكالة الفضاء الأوروبية.
صورة من قبل موقع وكالة الفضاء الأوروبية.
مصادر
