اليوم ، أي إطلاق صاروخ يتم عرضه في الأخبار يبدو وكأنه جزء مألوف من الحياة. لا ينشأ الاهتمام من جانب سكان المدينة ، كقاعدة عامة ، إلا عندما يتعلق الأمر بمشاريع ضخمة لاستكشاف الفضاء أو وقوع حوادث خطيرة. ومع ذلك ، منذ وقت ليس ببعيد ، في بداية النصف الثاني من القرن الماضي ، أدى كل إطلاق صاروخ إلى تجميد البلد بأكمله لفترة من الوقت ، وتابع الجميع النجاحات والحوادث. كان أيضًا في بداية عصر الفضاء في الولايات المتحدة ثم في جميع البلدان حيث أطلقوا برامجهم الخاصة للرحلات إلى النجوم. كانت النجاحات والإخفاقات في تلك السنوات هي التي أرست الأساس الذي نما عليه علم الصواريخ ، ومعه الكون ، والمزيد والمزيد من الأجهزة المتقدمة. باختصار ، الصاروخ بتاريخه وميزاته الهيكلية وإحصاءاته يستحق الاهتمام
أساسي باختصار
مركبة الإطلاق هي نوع مختلف من صاروخ باليستي متعدد المراحلالغرض هو إطلاق شحنات معينة في الفضاء الخارجي. اعتمادًا على مهمة المركبة التي تم إطلاقها ، يمكن للصاروخ وضعها في مدار حول مركزية الأرض أو إعطاء تسارع لمغادرة منطقة الجاذبية الأرضية.
في الغالبية العظمى من الحالات ، يتم إطلاق الصاروخ من موقعه الرأسي. نادرًا جدًا ما يتم استخدام نوع الإطلاق الجوي ، عندما يتم تسليم الجهاز لأول مرة بواسطة طائرة أو أي جهاز مشابه إلى ارتفاع معين ، ثم يتم تشغيله.
متعدد المراحل
إحدى طرق تصنيف مركبات الإطلاق هي عدد المراحل التي تحتوي عليها. الأجهزة التي تتضمن مستوى واحدًا فقط وقادرة على توصيل حمولة إلى الفضاء تظل اليوم مجرد حلم للمصممين والمهندسين. الشخصية الرئيسية في المطارات الفضائية في العالم هي جهاز متعدد المراحل. في الواقع ، إنها سلسلة من الصواريخ المتصلة التي يتم تشغيلها بالتسلسل أثناء الرحلة وفصلها بعد الانتهاء من مهمتها.
تكمن الحاجة لمثل هذا التصميم في صعوبة التغلب على الجاذبية. يجب أن يرفع الصاروخ وزنه عن السطح ، والذي يتضمن بشكل أساسي أطنانًا من الوقود والدفع ، فضلاً عن وزن الحمولة. من حيث النسبة المئوية ، يمثل الأخير 1.5-2٪ فقط من كتلة إطلاق الصاروخ. يجعل فصل المراحل التي تم قضاؤها في الرحلة الأمر أسهل بالنسبة للمراحل المتبقية ويجعل الرحلة أكثر كفاءة. هذا البناء له أيضًا جانب سلبي: إنه يعرضالمتطلبات الخاصة للمطارات الفضائية. هناك حاجة إلى منطقة خالية من الناس حيث ستقع المراحل المستهلكة.
قابلة لإعادة الاستخدام
من الواضح أنه مع هذا التصميم ، لا يمكن استخدام المعزز أكثر من مرة. ومع ذلك ، يعمل العلماء باستمرار على إنشاء مثل هذه المشاريع. لا يوجد صاروخ قابل لإعادة الاستخدام بالكامل اليوم بسبب الحاجة إلى استخدام تقنيات عالية لم تتوفر بعد للناس. ومع ذلك ، هناك برنامج مطبق لجهاز قابل لإعادة الاستخدام جزئيًا - هذا هو مكوك الفضاء الأمريكي.
وتجدر الإشارة إلى أن أحد أسباب محاولة المطورين إنشاء صاروخ قابل لإعادة الاستخدام هو الرغبة في تقليل تكلفة إطلاق المركبات. ومع ذلك ، فإن مكوك الفضاء لم يحقق النتائج المتوقعة بهذا المعنى.
إطلاق الصاروخ الأول
إذا عدنا إلى تاريخ المشكلة ، فإن ظهور مركبات الإطلاق الفعلية قد سبقه إنشاء صواريخ باليستية. أحدها ، الألماني "V-2" ، استخدمه الأمريكيون في أولى المحاولات "للوصول" إلى الفضاء. حتى قبل نهاية الحرب ، في بداية عام 1944 ، تم تنفيذ عدة عمليات إطلاق عمودية. بلغ ارتفاع الصاروخ 188 كلم
تم تحقيق نتائج أكثر أهمية بعد خمس سنوات. كان هناك إطلاق صاروخ في الولايات المتحدة ، في موقع اختبار وايت ساندز. تتكون من مرحلتين: صواريخ V-2 و VAK-Kapral وتمكنت من الوصول إلى ارتفاع 402 كم.
المعزز الأول
ومع ذلك ، يعتبر عام 1957 بداية عصر الفضاء. ثم تم إطلاق أول مركبة إطلاق حقيقية بكل معنى الكلمة ، وهي المركبة السوفييتية سبوتنيك. تم الإطلاق في قاعدة بايكونور كوزمودروم. نجح الصاروخ في التعامل مع المهمة - أطلق أول قمر صناعي أرضي في المدار.
تم إطلاق صاروخ Sputnik وتعديله Sputnik-3 أربع مرات في المجموع ، ثلاث منها كانت ناجحة. بعد ذلك ، بناءً على هذا الجهاز ، تم إنشاء عائلة كاملة من مركبات الإطلاق ، تتميز بقيم الطاقة المتزايدة وبعض الخصائص الأخرى.
كان إطلاق صاروخ في الفضاء عام 1957 حدثًا تاريخيًا في كثير من النواحي. لقد كانت بداية مرحلة جديدة في استكشاف الإنسان للفضاء المحيط ، وفتحت بالفعل عصر الفضاء ، وأشارت إلى إمكانيات وقيود التكنولوجيا في ذلك الوقت ، كما أعطت الاتحاد السوفيتي ميزة ملحوظة على أمريكا في سباق الفضاء.
المرحلة الحديثة
اليوم ، تعتبر مركبات الإطلاق Proton-M الروسية الصنع و Delta-IV Heavy الأمريكية و Ariane-5 الأوروبية هي الأقوى. يتيح إطلاق صاروخ من هذا النوع إطلاق حمولة تصل إلى 25 طنًا إلى مدار أرضي منخفض على ارتفاع 200 كيلومتر. هذه الأجهزة قادرة على حمل ما يقرب من 6-10 أطنان إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض و 3-6 أطنان إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض.
يجدر التوقف عند مركبات إطلاق بروتون. لعب دورًا مهمًا في استكشاف الفضاء السوفيتي والروسي. تم استخدامه لتنفيذ برامج مأهولة مختلفة ، بما في ذلك إرسال وحدات إلى محطة مير المدارية. بمساعدته ، تم تسليم Zarya و Zvezda ، أهم كتل من محطة الفضاء الدولية ، إلى الفضاء. على الرغم من حقيقة أنه لم تكن جميع عمليات الإطلاق الأخيرة للصواريخ من هذا النوع ناجحة ، تظل بروتون أكثر مركبات الإطلاق شعبية: يتم إطلاق ما يقرب من 10-12 من عمليات الإطلاق سنويًا.
الزملاء الأجانب
"Ariane-5" هو نظير لـ "Proton". تحتوي مركبة الإطلاق هذه على عدد من الاختلافات عن المركبة الروسية ، على وجه الخصوص ، فإن إطلاقها أغلى بكثير ، ولكنها تتمتع أيضًا بقدرة تحمل كبيرة. Ariane-5 قادر على إطلاق قمرين صناعيين في مدار جغرافي متوسط في وقت واحد. كان إطلاق صاروخ فضائي من هذا النوع بداية مهمة مسبار روزيتا الشهير ، والذي أصبح بعد عشر سنوات من الطيران قمرًا صناعيًا للمذنب تشوريوموف-جيراسيمنكو.
بدأت "Delta-IV" "حياتها المهنية" عام 2002. أحد تعديلاته ، Delta IV Heavy ، وفقًا لعام 2012 ، كان لديه أكبر حمولة بين مركبات الإطلاق في العالم.
مقومات النجاح
لا يعتمد الإطلاق الناجح للصاروخ على الخصائص التقنية المثالية للجهاز فقط. يعتمد الكثير على اختيار نقطة البداية. يلعب موقع الميناء الفضائي دورًا مهمًا في نجاح مهمة مركبة الإطلاق.
يتم تقليل تكاليف الطاقة لإطلاق قمر صناعي إلى مدار إذا كانت زاوية ميله تتوافق مع خط العرض الجغرافي للمنطقة التي يتم فيها الإطلاق. الشيء الأكثر أهمية هو مراعاة هذه المعلمات لإطلاق المركبات التي يتم تسليمها إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض. المكان المثالي للبدءمن هذه الصواريخ هو خط الاستواء. يُترجم الانحراف لكل درجة عن خط الاستواء إلى الحاجة إلى زيادة السرعة بمقدار 100 م / ث. وفقًا لهذه المعلمة ، من بين أكثر من 20 ميناءًا فضائيًا في العالم ، يحتل Kourou الأوروبي الموقع الأكثر فائدة ، والذي يقع على خط عرض 5º ، الكانتارا البرازيلية (2 ، 2º) ، وكذلك Sea Launch ، وهو ميناء فضائي عائم يمكنه إطلاق الصواريخ مباشرة من خط الاستواء
الاتجاه يهم
نقطة أخرى تتعلق بدوران الكوكب. الصواريخ التي يتم إطلاقها من خط الاستواء تحصل على الفور على سرعة مذهلة نحو الشرق ، والتي ترتبط بدقة مع دوران الأرض. في هذا الصدد ، يتم وضع جميع مسارات الطيران ، كقاعدة عامة ، في اتجاه الشرق. إسرائيل غير محظوظة في هذا الصدد. عليه أن يرسل صواريخ إلى الغرب ، وبذل جهود إضافية للتغلب على دوران الأرض ، حيث توجد دول معادية في شرق البلاد.
إسقاط الحقل
كما ذكرنا سابقًا ، تسقط مراحل الصواريخ المستهلكة على الأرض ، وبالتالي يجب وضع منطقة مناسبة بالقرب من مركز الفضاء. خيار رائع هو المحيط. معظم الموانئ الفضائية وبالتالي تقع على الساحل. وخير مثال على ذلك هو Cape Canaveral والميناء الفضائي الأمريكي الموجود هنا.
مواقع الإطلاق الروسية
تم إنشاء الموانئ الفضائية لبلدنا خلال الحرب الباردة ، وبالتالي لا يمكن أن تكون موجودة في شمال القوقاز أو الشرق الأقصى. كان موقع بايكونور ، الذي يقع في كازاخستان ، أول موقع اختبار لإطلاق الصواريخ.هناك نشاط زلزالي منخفض وطقس جيد معظم أيام السنة. السقوط المحتمل لعناصر صاروخية على الدول الآسيوية يترك بصمة معينة على عمل موقع الاختبار. في بايكونور ، هناك حاجة إلى تحديد مسار الرحلة بعناية حتى لا تنتهي المراحل المستنفدة في المناطق السكنية ولا تسقط الصواريخ في المجال الجوي الصيني.
Svobodny Cosmodrome ، الواقعة في الشرق الأقصى ، لديها أنجح موضع لحقول الخريف: فهي تقع على المحيط. ميناء فضائي آخر حيث يمكنك غالبًا رؤية إطلاق صاروخ هو Plesetsk. تقع شمال جميع المواقع المماثلة الأخرى في العالم وهي مكان مثالي لإرسال المركبات إلى المدارات القطبية.
إحصائيات إطلاق الصواريخ
بشكل عام ، منذ بداية القرن ، انخفض النشاط في الموانئ الفضائية في العالم بشكل ملحوظ. إذا قارنا الدولتين الرائدتين في هذه الصناعة ، الولايات المتحدة وروسيا ، فإن الأول ينتج عددًا أقل بكثير من عمليات الإطلاق سنويًا مقارنة بالثاني. في الفترة من 2004 إلى 2010 ضمناً ، تم إطلاق 102 صاروخ من موانئ الفضاء الأمريكية ، والتي أكملت مهمتها بنجاح. بالإضافة إلى ذلك ، كانت هناك خمس عمليات إطلاق غير ناجحة. في بلدنا ، تم الانتهاء بنجاح من 166 بداية ، وانتهت ثمانية بحادث.
من بين عمليات الإطلاق غير الناجحة للأجهزة في روسيا ، تبرز حوادث Proton-M. بين عامي 2010 و 2014 ، نتيجة لمثل هذه الإخفاقات ، لم تفقد مركبات الإطلاق فحسب ، بل فقدت أيضًا العديد من الأقمار الصناعية الروسية ، بالإضافة إلى جهاز أجنبي واحد. لم يمر موقف مشابه مع واحدة من أقوى مركبات الإطلاق دون أن يلاحظه أحد: تم فصل المسؤولين ،المشاركة في حدوث هذه الإخفاقات ، بدأ تطوير المشاريع لتحديث صناعة الفضاء في بلدنا.
اليوم ، كما كان الحال قبل 40-50 عامًا ، لا يزال الناس مهتمين باستكشاف الفضاء. تتميز المرحلة الحالية بإمكانية التعاون الدولي الكامل ، والذي يتم تنفيذه بنجاح في مشروع محطة الفضاء الدولية. ومع ذلك ، فإن العديد من النقاط تتطلب صقلًا أو تحديثًا أو مراجعة. أود أن أصدق أنه مع إدخال المعرفة والتقنيات الجديدة ، ستصبح إحصاءات الإطلاق أكثر متعة.
