رواد الفضاء في روسيا. الفضاء القابل لإعادة الاستخدام: المشاريع الواعدة للمركبات الفضائية الأمريكية

في نوفمبر الماضي، خلال TVIW (ورشة عمل علم الفلك في تينيسي حول السفر بين النجوم)، قدم روب سويني - قائد سرب سلاح الجو الملكي السابق والمهندس والماجستير المسؤول عن مشروع إيكاروس - تقريرًا عن العمل المنجز في المشروع مؤخرا. أنعش سويني ذاكرة الجمهور بقصة إيكاروس: من إلهام أفكار مشروع ديدالوس التي أبرزها تقرير BIS (جمعية الكواكب البريطانية - أقدم منظمة تدعم أبحاث الفضاء) في عام 1978، حتى القرار المشترك لبنك التسويات الدولية وشركة تاو زيرو المتحمسة لاستئناف الأبحاث في عام 2009، وحتى آخر الأخبار عن المشروع بتاريخ 2014.

كان للمشروع الأصلي لعام 1978 هدف بسيط ولكنه صعب التنفيذ، وهو الإجابة على السؤال الذي طرحه إنريكي فيرمي: "إذا كانت هناك حياة ذكية خارج الأرض، والرحلات بين النجوم ممكنة، فلماذا لا يوجد دليل على وجود حضارات فضائية أخرى؟" ". ركز بحث ديدالوس على تطوير تصميم مركبة فضائية بين النجوم باستخدام التكنولوجيا الموجودة في استقراءات معقولة. وكانت نتائج العمل رعدية في جميع أنحاء العالم العلمي: إن إنشاء مثل هذه السفينة أمر ممكن حقًا. تم دعم التقرير الخاص بالمشروع بخطة مفصلة لسفينة تستخدم الاندماج النووي الحراري للديوتيريوم-الهيليوم-3 من الكريات التي تم حصادها مسبقًا. ثم كان ديدالوس بمثابة المعيار لجميع التطورات اللاحقة في السفر بين النجوم لمدة 30 عامًا.

ومع ذلك، بعد هذا طويل الأمدكان من الضروري إعادة النظر في الأفكار و الحلول التقنيةتم اعتمادها في ديدالوس لتقييم مدى صمودها أمام اختبار الزمن. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء اكتشافات جديدة خلال هذه الفترة، وتغيير التصميم وفقًا لها من شأنه أن يحسن الأداء العام للسفينة. أراد المنظمون أيضًا إثارة اهتمام جيل الشباب بعلم الفلك وبناء محطات فضائية بين النجوم. مشروع جديدسُميت على اسم إيكاروس ابن ديدالوس، والتي، على الرغم من الدلالة السلبية للاسم، تقابل الكلمات الأولى في تقرير السنة 78:

"نأمل أن يحل هذا البديل محل التصميم المستقبلي، المشابه لإيكاروس، والذي سيعكس أحدث الاكتشافات والابتكارات التقنية، حتى يتمكن إيكاروس من الوصول إلى ارتفاعات لم يغزوها ديدالوس بعد. نأمل أنه بفضل تطوير أفكارنا، سيأتي اليوم الذي تلمس فيه الإنسانية النجوم حرفيًا.

لذلك، تم إنشاء إيكاروس على وجه التحديد كاستمرار لديدالوس. تبدو مؤشرات المشروع القديم حتى يومنا هذا واعدة للغاية، لكنها لا تزال بحاجة إلى الانتهاء والتحديث:

1) استخدم ديدالوس حزم الإلكترونات النسبية لضغط كريات الوقود، لكن الدراسات اللاحقة أظهرت أن هذه الطريقة لم تكن قادرة على توفير النبض اللازم. وبدلا من ذلك، يتم استخدام الحزم الأيونية في المختبرات للاندماج النووي الحراري. ومع ذلك، فإن مثل هذا الحساب الخاطئ، الذي كلف مجمع الاندماج الوطني 20 عامًا من التشغيل و4 مليارات دولار، أظهر صعوبة التعامل مع الاندماج النووي حتى في ظل الظروف المثالية.

2) العقبة الرئيسية التي تواجه ديدالوس هي الهيليوم 3. إنه غير موجود على الأرض، وبالتالي يجب استخراجه من عمالقة الغاز البعيدين عن كوكبنا. هذه العملية مكلفة للغاية ومعقدة.

3) المشكلة الأخرى التي سيتعين على إيكاروس حلها هي دمج المعلومات حول التفاعلات النووية. كان الافتقار إلى المعلومات هو الذي جعل من الممكن قبل 30 عامًا إجراء حسابات متفائلة للغاية لتأثير تشعيع السفينة بأكملها بأشعة جاما والنيوترونات، والتي بدون إطلاقها لا يمكن لمحرك الاندماج النووي الحراري القيام به.

4) تم استخدام التريتيوم في كريات الوقود للاشتعال، ولكن تم إطلاق الكثير من الحرارة نتيجة لتحلل ذراته. وبدون نظام تبريد مناسب، فإن اشتعال الوقود سوف يكون مصحوبا باشتعال كل شيء آخر.

5) يمكن أن يؤدي تخفيف الضغط على خزانات الوقود بسبب التفريغ إلى حدوث انفجار في غرفة الاحتراق. ولحل هذه المشكلة تم إضافة أوزان إلى تصميم الخزان لموازنة الضغط في أجزاء مختلفة من الآلية.

6) الصعوبة الأخيرة هي صيانة السفينة. وفقًا للمشروع، تم تجهيز السفينة بزوج من الروبوتات المشابهة لـ R2D2، والتي ستقوم، باستخدام خوارزميات التشخيص، بتحديد وإصلاح الأضرار المحتملة. تبدو مثل هذه التقنيات معقدة للغاية حتى الآن، في عصر الكمبيوتر، ناهيك عن السبعينيات.

لم يعد فريق التصميم الجديد يقتصر على بناء سفينة رشيقة. ولدراسة الأشياء، يستخدم إيكاروس مجسات محمولة على متن السفينة. وهذا لا يبسط مهمة المصممين فحسب، بل يقلل بشكل كبير من الوقت اللازم لدراسة الأنظمة النجمية. بدلاً من الديوتيريوم-الهيليوم-3، تعمل المركبة الفضائية الجديدة على الديوتيريوم-الديوتيريوم النقي. وعلى الرغم من الإطلاق الأكبر للنيوترونات، فإن الوقود الجديد لن يزيد من كفاءة المحركات فحسب، بل يلغي أيضًا الحاجة إلى استخراج الموارد من سطح الكواكب الأخرى. يتم استخراج الديوتيريوم بشكل نشط من المحيطات ويستخدم في محطات الطاقة النووية التي تعمل بالماء الثقيل.

ومع ذلك، لم تتمكن البشرية بعد من الحصول على تفاعل تحلل متحكم فيه مع إطلاق الطاقة. إن السباق المطول للمختبرات حول العالم من أجل الاندماج النووي الطارد للحرارة يؤدي إلى إبطاء تصميم السفينة. لذا فإن مسألة الوقود الأمثل لسفينة بين النجوم تظل مفتوحة. وفي محاولة لإيجاد حل، أقيمت في عام 2013 مسابقة داخلية بين وحدات بنك التسويات الدولية. فاز فريق WWAR Ghost من جامعة ميونيخ. يعتمد تصميمها على الاندماج النووي الحراري باستخدام الليزر، مما يضمن تسخين الوقود بسرعة إلى درجة الحرارة المطلوبة.

وعلى الرغم من أصالة الفكرة وبعض التحركات الهندسية، إلا أن المتسابقين لم يتمكنوا من حل المعضلة الرئيسية وهي اختيار الوقود. بالإضافة إلى ذلك، فإن السفينة الفائزة ضخمة. وهو أكبر بـ 4-5 مرات من ديدالوس، وقد تحتاج طرق الاندماج الأخرى إلى مساحة أقل.

وبناء على ذلك، تقرر الترويج لنوعين من المحركات: على أساس الاندماج النووي الحراري وعلى أساس قرصة بينيت (محرك البلازما). بالإضافة إلى ذلك، بالتوازي مع الديوتيريوم-الديوتيريوم، يتم أيضًا النظر في النسخة القديمة التي تحتوي على التريتيوم-الهيليوم-3. في الواقع، يعطي الهيليوم-3 أفضل النتائج في أي نوع من أنواع الدفع، لذلك يعمل العلماء على إيجاد طرق للحصول عليه.

يمكن تتبع علاقة مثيرة للاهتمام في أعمال جميع المشاركين في المسابقة: بعض العناصر الهيكلية (مجسات البحث بيئةوتخزين الوقود وأنظمة إمداد الطاقة الثانوية وما إلى ذلك) لأي سفينة تبقى دون تغيير. ويمكن بيان ما يلي بشكل لا لبس فيه:

1. السفينة سوف تكون ساخنة. أي طريقة لحرق أي من أنواع الوقود المعروضة تكون مصحوبة بإطلاق كمية كبيرة من الحرارة. يتطلب الديوتيريوم نظام تبريد ضخم بسبب الإطلاق المباشر للطاقة الحرارية أثناء التفاعل. سيعمل محرك البلازما المغناطيسي على خلق تيارات دوامية في المعادن المحيطة، مما يؤدي أيضًا إلى تسخينها. توجد بالفعل مشعات على الأرض تتمتع بقدرة كافية لتبريد الأجسام بدرجة حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية بشكل فعال، ويبقى تكييفها مع احتياجات وظروف المركبة الفضائية.
2. السفينة سوف تكون هائلة. كانت إحدى المهام الرئيسية المخصصة لمشروع إيكاروس هي تقليل الحجم، ولكن مع مرور الوقت أصبح من الواضح أن التفاعلات النووية الحرارية مطلوبة مساحة كبيرة. حتى أصغر خيارات التصميم الشامل تزن عشرات الآلاف من الأطنان.
3. السفينة سوف تكون طويلة. كان "Dedalus" مضغوطًا جدًا، حيث تم دمج كل جزء منه مع جزء آخر، مثل دمية التعشيش. في إيكاروس، أدت محاولات تقليل التأثير الإشعاعي على السفينة إلى إطالة أمدها (وهذا واضح تمامًا في مشروع Firefly لروبرت فريلاند).

وقال روب سويني إن مجموعة من جامعة دريكسيل انضمت إلى مشروع إيكاروس. يروج "الوافدون الجدد" لفكرة استخدام PJMIF (نظام يعتمد على تدفق البلازما باستخدام المغناطيس، بينما تكون البلازما طبقية، مما يوفر الظروف اللازمة للتفاعلات النووية). هذا المبدأ هو الأكثر فعالية حاليا. في الواقع، هذا هو التعايش بين طريقتين للتفاعلات النووية، وقد دمج جميع مزايا الاندماج النووي الحراري بالقصور الذاتي والمغناطيسي، مثل انخفاض كتلة الهيكل، وانخفاض كبير في التكلفة. مشروعهم يسمى زيوس.

وأعقب هذا الاجتماع TVIW، حيث حدد سويني موعدًا مبدئيًا لإنجاز مشروع إيكاروس في أغسطس 2015. سيتضمن التقرير النهائي إشارات إلى التعديلات على تصميمات وابتكارات ديدالوس القديمة التي أنشأها الفريق الجديد بالكامل. وانتهت الندوة بمونولوج لروب سويني قال فيه: “إن أسرار الكون تنتظرنا في مكان ما هناك! حان الوقت للخروج من هنا!"

يستمر العمل على التصميم الأولي للمركبة الفضائية المستقبلية منذ أكثر من عام. حصلت شركة Rocket and Space Corporation (RKK) Energia، التي فازت بالمناقصة، على 800 مليون روبل للمرحلة الأولى من التطوير ومن المقرر أن تقدم المشروع في يونيو. قدمت شركة الفضاء لقطات فيديو حصرية توضح الشكل الذي يجب أن يكون عليه الجيل القادم من المركبات الفضائية.

يتم تنفيذ العمل في مشروع السفينة الجديدة بسرية تامة، ورسوماتها هي سر كامل لشركة RSC Energia. لم تكن تحت تصرف قناة "روسيا 24" سوى رسومات أولية. في البداية، كان من المفترض أن المركبة الفضائية سوف تحصل على الاسم المختصر "روس". أصبح من المعروف الآن أن هذا هو أحد الأسماء العاملة لمركبة الإطلاق بقدرة حمل تبلغ 20 طنًا. وقال فيتالي لوبوتا، رئيس شركة Energia Rocket and Space Corporation: "تم تخصيص اسم Rus لأحد مشاريع مركبات الإطلاق، لكننا لم نخرج على متن السفينة بمثل هذه المبادرة، لأنه الآن تم تصميم مسودة و "البحث جارٍ عن مظهر. أو بالأحرى، تم فهم وتشكيل مظهر سفينة جديدة بالفعل. ونأمل أن نبدأ اختبارات الطيران بحلول عام 2015."

وفي وقت سابق، قال رئيس وكالة الفضاء الفيدرالية، أناتولي بيرمينوف: "المصطلح محدود للغاية في الوقت الحالي - في عام 2015، يجب تنفيذ الرحلة الأولى في نسخة شحن، وفي عام 2018 - بطاقم".

حتى الآن، اسم السفينة هو "Promising Manned Transport System"، والمختصر بـ PPTS. يسميها البعض أيضًا "Clipper" قياسًا على. واعتبرت وكالة روسكوزموس أن المشروع لا يفي بالمتطلبات. على سبيل المثال، الأجنحة ليست مطلوبة للمركبة الفضائية وقد تكون مشكلة عند العودة إلى الأرض. تحدث فيتالي لوبوتا عن التفاصيل الفنية تطور جديد: "نحن مجبرون على البحث عن الأشكال، ووجدناها. هذه الأشكال تذكرنا إلى حد ما بعجلة دوارة، نصف مقطوعة - شكل مخروطي. ستكون هذه السفينة أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية في التصنيع، وستستخدم مواد جديدة بشكل أساسي، سيكون خفيفًا جدًا."

ووفقا للتطورات الأولية، سيكون للسفينة شكل مخروطي. بعد كل شيء، المخروط هو الشكل الأمثل للمرور عبر طبقات كثيفة من الغلاف الجوي. تصطدم بهم مركبة الهبوط بالسرعة الكونية الأولى - أكثر من سبعة كيلومترات في الثانية. "المركبة الفضائية، التي تطير في غلافنا الجوي بالسرعة الكونية الأولى، تسخن حتى 2-2.5 ألف درجة. لا توجد مواد ولا فولاذ ولا معادن يمكنها تحمل ذلك. لذلك، نحن مضطرون للتخلي عن السطح المطور. سيكون وأوضح فيتالي لوبوتا أن "المركبة عبارة عن مزيج من أنظمة الهبوط المختلفة، أي المظلة والطائرة النفاثة".

وفقًا لنفس المبدأ تقريبًا، اتبعت وكالة ناسا الأمريكية إنشاء مركبة أوريون الفضائية المستقبلية. ومن المقرر أن تكون أول رحلة لها في عام 2014. تم تصميم المركبة الفضائية الروسية من الجيل التالي لمدة 15 عامًا من التشغيل وما لا يقل عن 10 رحلات، ولكن لن تكون جميع أجزائها قابلة لإعادة الاستخدام. "عند دخول الغلاف الجوي، وفي هذا الموقف الحرج، ستكون حجرة تجميع الأدوات غير ضرورية - سيتم إطلاقها، وللاستخدام التالي سيكون من الضروري تثبيت واحدة جديدة. سيتم إطلاق الدرع الحراري، والذي سوف "تأخذ أقصى قدر من الطاقة عند الدخول إلى الغلاف الجوي. إنها مركبة عائدة، إنها أشخاص، إنها نظام دعم الحياة، ونظام التحكم، ونظام الدفع،" حدد رئيس RSC Energia.

ومن المعروف عن سفن النظام الجديد أن وزنها سيتراوح من 18 إلى 20 طنا حسب الغرض. وستكون السفن الجديدة قادرة على وضع ما يصل إلى ستة من أفراد الطاقم في مدار أرضي منخفض وحمل ما لا يقل عن 500 كيلوغرام من البضائع. وسيكونون قادرين على إيصال أربعة رواد فضاء و100 كيلوغرام من البضائع إلى المدار القمري. من المفترض أن تكون النسخة غير المأهولة من PPTS قادرة على وضع ما لا يقل عن طنين من البضائع في مدار أرضي منخفض وإعادة حوالي نصف طن إلى الأرض.

تحدث فيتالي لوبوتا أيضًا عن الميزات الأخرى للنظام الذي يتم إنشاؤه: "في الواقع، يجب أن توفر السفينة الإقلاع والالتحام السريع مع المجمع الاستكشافي للالتحام بالمحطة، إما للطيران إلى كواكب أخرى، أو لأداء المهام في المدار. إذا كانت طويلة هناك حاجة إلى رحلات جوية، ونحن قادرون على إرساء المقصورة المنزلية.

وكما ذكر رئيس روسكوزموس أناتولي بيرمينوف سابقًا، فإن طاقم السفينة سيتكون من أربعة إلى ستة أشخاص على الأقل. "يجب أن تطير السفينة بنجاح إلى مدار قريب من الأرض، أي إلى محطات أخرى من نفس النوع، إلى مجمع التجميع المستقبلي في مدار قريب من الأرض، وتكون قادرة على الطيران إلى مدار حول القمر، وتكون في رحلة مستقلة لمدة 30 يومًا على الأقل"، - على حد تعبيره.

يعد التجميع المستقبلي والمجمع التجريبي في المدار القريب من الأرض استمرارًا للبرنامج المأهول على مدى العقدين أو حتى العقود الثلاثة القادمة. ربما حتى عندما تكون محطة الفضاء الدولية قد انتهت بالفعل من مدة صلاحيتها. روسكوزموس لديها آمال كبيرة لهذا البرنامج. وتحدث أليكسي كراسنوف، رئيس قسم البرامج المأهولة في روسكوزموس، عن المهام المقترحة: "إمكانية تجميع مركبة فضائية صغيرة على أساس محطة الفضاء الدولية تطير من مدار فضائي خارج الفضاء القريب من الأرض. حتى يتم تحديد الهدف "لا يزال يتعين القيام بذلك، ولكن من الممكن أن يكون مدارًا حول القمر، أو قد يكون كويكبًا. لقد طار بعيدًا وعاد."

من المحتمل أن يصبح الجهاز الجديد جزءًا من برنامج المريخ. سيتم تجميع المجمع الكوكبي المستقبلي في ما يسمى بالمدار الأرضي المنخفض. يمكن أن يصل وزنها إلى 500 طن. وبمجرد تجميع الهيكل، سيتم رفعه تدريجياً إلى ارتفاع 200 ألف كيلومتر، وسيستغرق ذلك عدة أشهر. سيتم تسليم طاقم رحلة المريخ في اللحظة الأخيرة قبل الإطلاق حتى لا يتلقى رواد الفضاء جرعة إضافية اشعاع شمسيوبالفعل من مدار مرتفع يبدأ المجمع باتجاه الكوكب الأحمر.

أوريون

بعد مأساة مكوك كولومبيا، تم تقويض سلطة برنامج المكوك الفضائي بشكل خطير، وواجهت ناسا مهمة إنشاء مكوك مأهول جديد قابل لإعادة الاستخدام. في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أُطلق على هذا المشروع اسم "مركبة استكشاف الطاقم"، ولكنه اكتسب لاحقًا اسمًا أكثر رنانًا وقوة. اسم جميل- أوريون.

"أوريون" هي مركبة فضائية مأهولة جزئيًا وقابلة لإعادة الاستخدام، وهو ما يتكرر في الواقع التصميم الفنيسفن سلسلة أبولو، ولكن لديها "حشو" أكثر مثالية، وخاصة الإلكترونية. تم تحديث كل شيء تقريبًا - حتى المراحيض الموجودة في المكوك الجديد ستكون على نفس صورة تلك المستخدمة في محطة الفضاء الدولية.

من المفترض أن تبدأ سفن أوريون بالأنشطة القريبة من الأرض - حيث ستشارك بشكل أساسي في توصيل رواد الفضاء إلى المحطة المدارية. ثم تبدأ المتعة: يقول ممثلو وكالة ناسا إن المكوك الجديد سيكون قادرًا على إعادة رجل إلى القمر، والمساعدة في هبوط رواد الفضاء على كويكب، وحتى القيام "بالقفزة العملاقة التالية" (القفزة العملاقة التالية هي بالفعل أحد الشعارات رسميًا) المصاحب لبرنامج أوريون) - للسماح للإنسان أخيرًا بوضع قدمه على سطح المريخ.

سيبدأ أول اختبار جدي (اختبار الطيران الاستكشافي 1) لسفينة مكتملة إلى حد كبير في ديسمبر 2014 - ومع ذلك، ستكون مجرد رحلة مدارية وغير مأهولة للاختبارات الأولية. ومن المقرر أن تتم أول رحلة لرواد الفضاء على أوريون في أوائل عام 2020. إن المهمة المأهولة الأكثر جاذبية، وبالتالي الأكثر ترجيحًا (بسبب تكلفتها المنخفضة نسبيًا) للمكوك الجديد التابع لناسا حتى الآن، هي زيارة كويكب تم تسليمه مسبقًا إلى المدار القمري.

مفهوم مكوك أوريون / © NASA

سفينة الفضاء اثنان

تعد شركة فيرجن جالاكتيك البريطانية، التي يرأسها الملياردير ريتشارد برانسون، إحدى قاطرات السياحة الفضائية وستنتقل قريبًا بالفضاء التجاري إلى مستوى جديد.

بحلول نهاية عام 2014 تقريبًا، ستبدأ أولى عمليات إطلاق المكوك دون المداري للركاب، والتي ستتمكن مقابل 250 ألف دولار من ركوب ستة أشخاص محظوظين على ارتفاع 110 كم فوق مستوى سطح البحر. وهذا أعلى بمقدار 10 كيلومترات من خط كرمان، وهو الحد الذي وضعه الاتحاد الدولي للطيران بين الغلاف الجوي للأرض والفضاء الخارجي.

لا تُستخدم الصواريخ عند إطلاق SpaceShipTwo؛ وبدلاً من ذلك، يقوم المكوك برفع الطائرة الرئيسية، WhiteKnightTwo، إلى الارتفاع المطلوب، ثم يتم إسقاط السفينة، ويتم تشغيل المحرك الرئيسي - الصاروخي بالفعل - المصمم خصيصًا لها (RocketMotorTwo)، والذي يجلب السفينة ل سمة العزيزة 110 كم. ثم تهبط السفينة وتعود إلى الغلاف الجوي بسرعة 4200 كم/ساعة (ويمكنها القيام بذلك بأي زاوية)، ثم تجلس في المطار من تلقاء نفسها.

يقترب عدد الأشخاص المسجلين في الرحلات الجوية الأولى لـ SpaceShipTwo من الألف. ومن بينهم الممثلون أشتون كوتشر وأنجلينا جولي، وكذلك جاستن بيبر على سبيل المثال. تم سحب مقاعد الطيران مع ليوناردو دي كابريو بشكل عام في مزاد خيري - اتضح أن الكثيرين لم يمانعوا في دفع مليون دولار مقابل هذه الخدمة.

وبالمناسبة، فإن القرار الذي اتخذته المملكة المتحدة مؤخراً ببناء ميناء فضائي تجاري خاص بها كان مدفوعاً، من بين أمور أخرى، بالحاجة إلى إنشاء بنية تحتية لشركات مثل فيرجن غالاكتيك. تدير الشركة حاليا Spaceport America، وتقع في ولاية أمريكيةالمكسيك جديدة.

SpaceShipTwo في رحلة منفردة / ©MarsScientific

فَجر

تعد مهمة محطة Dawn الأوتوماتيكية بين الكواكب ("Dawn") فريدة من نوعها: يجب على القمر الصناعي استكشاف زوج من الكواكب القزمة في حزام الكويكبات (بين المريخ والمشتري)، ومباشرة من مدارهما. إذا سارت الأمور على ما يرام، سيصبح هذا الجهاز أول قمر صناعي في التاريخ يزور مدارات جرمين سماويين مختلفين (لا يشمل ذلك الأرض).

تم تطوير المركبة بواسطة وكالة ناسا وتم إطلاقها في عام 2007، وهي مجهزة بمحرك أيوني تجريبي، وقد أكملت المركبة بنجاح مهمتها لاستكشاف الكوكب الأولي الصخري فيستا في عام 2012. جميع البيانات التي يتلقاها القمر الصناعي موجودة في المجال العام.

في هذه اللحظة، يتجه داون نحو جسم أكثر إثارة للاهتمام، وهو سيريس الجليدي. يبلغ قطر هذا الكوكب الأولي (المصنف سابقًا على أنه كويكب) 950 كيلومترًا وهو قريب جدًا من الشكل الكروي. نظرًا لكتلته ثلث حزام الكويكبات بأكمله ، يمكن أن يصبح سيريس رسميًا كوكبًا (الخامس من الشمس) ، ولكن في عام 2006 ، حصل مع بلوتو على وضع كوكب قزم. وفقًا للحسابات، يمكن أن يصل عمق الوشاح الجليدي الموجود على سطحه إلى 100 كيلومتر؛ هذا يعني انه مياه عذبةأكثر على سيريس من الأرض.

كلا الجسمين - فيستا وسيريس - لهما أهمية كبيرة للعلماء. ستسمح لنا دراستهم بالتعمق أكثر في فهم العمليات التي تحدث أثناء تكوين الكواكب، وكذلك العوامل المؤثرة عليها.

ومن المتوقع أن يدور داون حول سيريس في فبراير 2015.

مفهوم الفجر يقترب من فيستا / © NASA/JPL-Caltech

آفاق جديدة

وبعد ذلك بقليل، في يوليو 2015، تم التخطيط لحدث كبير آخر يتعلق بمهمة محطة أوتوماتيكية أخرى بين الكواكب. في هذا الوقت تقريبًا، ستصل مركبة الفضاء نيوهورايزنز التابعة لناسا، والتي تم إطلاقها في عام 2006، إلى مدار بلوتو، وتتمثل مهمتها في إجراء دراسة شاملة لبلوتو وأقماره الصناعية، بالإضافة إلى اثنين من الأجسام الموجودة في حزام كويبر (اعتمادًا على أيهما سيكون الأكثر أهمية). يمكن الوصول إليها في جميع أنحاء القمر الصناعي في عام 2015)

في الوقت الحالي، يحتوي الجهاز على سجل مشرق - لقد وصل السرعة القصوىمقارنة بأي جهاز ينطلق من الأرض، ويتجه نحو بلوتو بسرعة 16.26 كم/ث. ولتحقيق ذلك، ساعد تسارع الجاذبية الذي تلقاه نيوهورايزنز أثناء تحليقه بالقرب من كوكب المشتري.

وبالمناسبة، فقد تم اختبار العديد من الوظائف البحثية للجهاز على كوكب المشتري وأقماره الصناعية. بعد مغادرة نظام جوفيان، انغمس الجهاز الموفر للطاقة في "نوم" لن يستيقظ منه إلا عند اقتراب بلوتو.

مفهوم نيوهورايزنز على خلفية كوكب بلوتو وقمره الصناعي / ©NASA

دون كيجوت

إن مهمة المحطة الأوتوماتيكية بين الكواكب "دون كيشوت"، التي طورتها وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، هي مهمة نبيلة حقًا. يتكون "دون كيشوت" من مركبتين - البحث "سانشو" و"التأثير" "هيدالجو"، وسيتعين عليهما إثبات مرة واحدة وإلى الأبد ما إذا كان من الممكن إنقاذ البشرية من سقوط كويكب وشيك من خلال إجبار قاتل محتمل على تغيير مساره.

ومن المفترض أن يصل كلا جزأين الجهاز إلى كويكب محدد مسبقًا يبلغ قطره حوالي 500 متر. "سانشو" سوف يدور حوله، ويقوم بالأبحاث اللازمة.

وعندما يصبح كل شيء جاهزًا، سيبتعد سانشو عن الكويكب إلى مسافة آمنة، وسيصطدم به هيدالغو بسرعة 10 كم/س. ثم سيقوم "سانشو" بدراسة الجسم مرة أخرى - وبشكل أكثر دقة، ما هي العواقب التي خلفها الاصطدام: ما إذا كان مسار الكويكب قد تغير، وما مدى قوة الدمار في بنيته، وما إلى ذلك.

ومن المقرر إطلاق دون كيشوت في عام 2016 تقريبًا.

مفهوم Don Quijote مع كويكب غير مسمى في الخلفية / ©ESA - AOES Medialab

لونا غلوب

يتم إحياء مشاريع المركبات القمرية في روسيا، ويتحدث المسؤولون عن صناعة الفضاء الروسية بشكل متزايد عن إنشاء مستعمرة قمرية ذات ألوان ثلاثية.

لا يزال إنشاء قاعدة فضائية على القمر احتمالًا بعيدًا، لكن مشاريع المحطات الأوتوماتيكية بين الكواكب لدراسة القمر الصناعي الاصطناعي للأرض ممكنة تمامًا في الوقت الحالي، ومنذ عدة سنوات كان برنامج Luna-Glob قيد التنفيذ الخطوة الرئيسية في روسيا هي في الواقع الخطوة الأولى الضرورية في الطريق إلى تسوية محتملة على سطح القمر.

سيتألف المسبار الأوتوماتيكي بين الكواكب "Luna-Glob" بشكل أساسي من مركبة هبوط. وسوف تهبط على سطح القمر في المنطقة القطبية الجنوبية، ومن المفترض أن تكون في فوهة بوغوسلافسكي، وتعمل على وضع آلية الهبوط على سطح القمر. سيقوم المسبار أيضًا بدراسة التربة القمرية - الحفر من أجل أخذ عينات من التربة وتحليلها بشكل أكبر بحثًا عن وجود الجليد (الماء ضروري لحياة رواد الفضاء وربما كوقود هيدروجين للصواريخ).

تم تأجيل إطلاق الجهاز عدة مرات لأسباب مختلفة، في الوقت الحالي، عام الإطلاق هو 2015. في المستقبل، قبل الرحلة المأهولة المخطط لها في ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين، من المخطط إطلاق العديد من المجسات الأثقل، بما في ذلك Luna-Resource، والتي سوف تكون دراسة القمر وغيرها ضرورية الأنشطة التحضيريةللهبوط المستقبلي لرواد الفضاء.

مفهوم مركبة الهبوط لونا غلوب / ©Rusrep

ملاحق الاحلام

يتم تطوير المكوك الصغير Dream Chaser من شركة Sierra Nevada لصالح وكالة ناسا كمركبة مأهولة موثوقة وقابلة لإعادة الاستخدام للرحلات الجوية شبه المدارية والمدارية. من المفترض أن يتم استخدام Dream Chaser لتوصيل رواد الفضاء إلى محطة الفضاء الدولية.

ويتم إطلاق الجهاز بواسطة صاروخ أطلس-5. المكوك نفسه، قادر على حمل 7 أشخاص، مدعوم بمحركات صاروخية هجينة. يتم الهبوط، مثل SpaceShipTwo، بشكل مستقل وأفقي - في ميناء الفضاء.

إلى جانب Dragon's SpaceX وCST-100 من Boeing، يعد Dream Chaser منافسًا تجاريًا للمركبة الفضائية المأهولة الأساسية الجديدة للولايات المتحدة وناسا (جميع المشاريع الثلاثة تلقت تمويلًا حكوميًا). ومن الجدير بالذكر أن هذه الأجهزة يتم تطويرها من قبل القطاع الخاص في صناعة الفضاء الأمريكية بدعم جزئي من الدولة وتهدف إلى العمليات في الفضاء القريب من الأرض. أما بالنسبة للأنشطة في الفضاء الأعمق، فإن ناسا لديها بالفعل برنامجها الخاص للمركبات الفضائية المأهولة، وهذا هو أوريون المذكور أعلاه.

في الآونة الأخيرة (22 يوليو 2014)، تم إجراء اختبارات Dream Chaser، والتي أظهرت جاهزية جميع الأنظمة الرئيسية للرحلات الفضائية. ومن المقرر إجراء أول رحلة تجريبية مأهولة للمكوك في عام 2016.

مفهوم Dream Chaser، يرسو على محطة الفضاء الدولية / © NASA

إلهام المريخ

بالطبع، يعرف الكثير من الناس عن مشروع Mars One - برنامج الواقع الفضائي المخطط له، والذي يستضيف مؤلفوه حاليًا المنافسة في جميع أنحاء العالمبشأن اختيار المتقدمين لرحلة مأهولة إلى المريخ بحلول أوائل عام 2020 وإنشاء مستوطنة بشرية دائمة هناك. ومع ذلك، هناك مشروع آخر مماثل - إلهام المريخ.

مؤسسة Inpsiration Mars هي منظمة غير ربحية أنشأها أول سائح فضاء أمريكي، دينيس تيتو. يقترح تيتو جمع الأموال اللازمة وإرسال شخصين على متن سفينة فضائية إلى المريخ. لا توجد خطط للهبوط أو الدخول إلى المدار؛ فقط التحليق فوق الكوكب الأحمر والعودة إلى الأرض. مع الحظ، من المفترض أن تستغرق المهمة 501 يومًا.

ومن المفترض أن يجتذب التمويل من القطاع الخاص ومن ميزانية الولايات المتحدة؛ في المجموع، مطلوب من 1 إلى 2 مليار دولار، ولم يتم تحديد التكلفة الدقيقة بعد. يُطلق على American Orion اسم الجهاز الذي يمكن أن يشارك في المهمة.

يعتقد تيتو أن الرحلة يجب أن تكتمل بالفعل في عام 2018 (سيكون المريخ في هذه اللحظة أقرب ما يمكن إلى الأرض مرة أخرى، مما سيخلق ظروفًا مواتية للطيران بين الكواكب؛ في المرة التاليةوهذا لن يحدث إلا في عام 2031).

هناك أيضًا "خطة بديلة" في حالة عدم جاهزية المهمة بحلول عام 2018: تمديد المهمة إلى 589 يومًا، وإطلاق الجهاز في عام 2021، والتحليق ليس فقط بالقرب من المريخ، ولكن أيضًا عبر كوكب الزهرة.

مسار الرحلة المحتملة لـ Inspiration Mars / ©Inpsiration Mars Foundation

جيمس ويبتلسكوب

تلسكوب فضائي يكلف أكثر من ثلاث مركبات كيوريوسيتي. يعد تلسكوب جيمس ويب خليفة لتلسكوب هابل الشهير عالميًا (والذي يستمر في التقدم في السن). ولم تشارك الولايات المتحدة فحسب، بل شاركت أيضًا 16 دولة أخرى في تطوير المشروع. تلقت ناسا مساعدة كبيرة من وكالات الفضاء في أوروبا وكندا.

ومن المتوقع إطلاق التلسكوب الذي تبلغ تكلفته 8 مليارات دولار (أحدث رقم أصدره الكونجرس) على صاروخ أريان 5 في أكتوبر 2018 ووضعه عند نقطة لاغرانج بين الشمس والأرض.

تتكون المرآة الرئيسية للتلسكوب من 18 مرآة مذهبة متحركة متصلة في مرآة واحدة، ويبلغ قطرها 6.5 متر. سوف "يرى" التلسكوب في النطاقات البصرية والأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة. ومن المفترض بمساعدتها دراسة المراحل الأولى من تطور الكون ورؤية الأجرام السماوية البعيدة جدًا عن مجرتنا، بالإضافة إلى التقاط صور أوضح من أي وقت مضى للأجسام الموجودة في النظام الشمسي.

من حيث قدراته، لن يتفوق جيمس ويب على هابل فحسب، بل سيتفوق أيضًا على تلسكوب فضائي مهم آخر، وهو تلسكوب سبيتزر الفضائي.

مفهوم تلسكوب جيمس ويب / © NASA

عصير

بين الكواكب محطة أوتوماتيكيةمن المرجح أن يغير مستكشف كوكب المشتري الجليدي فهمنا للأجسام الصغيرة النظام الشمسي. سيذهب القمر الصناعي JUICE، الذي طورته وكالة الفضاء الأوروبية، إلى كوكب المشتري في عام 2022 وسيشارك في دراسات طال انتظارها لبعض الأجسام الأكثر إثارة للاهتمام في النظام الشمسي - أقرب وأكبر ثلاثة أقمار صناعية لكوكب المشتري من المجموعة الجليلية المزعومة : أوروبا وجانيميد وكاليستو.

ومن المفترض أن كل واحد من هذه الأجرام السماوية لديه محيط تحت الجليد، وهذا، نظريا، شروط نشوء الحياة. سوف يقوم JUICE بدراسة الخصائص الفيزيائية لهذه الأقمار الصناعية، والبحث عن الجزيئات العضوية ودراسة تكوين الجليد (عن بعد، من خلال المعدات العلمية الموجودة على متن الطائرة).

ستساعد البيانات التي حصل عليها JUICE في تحليل أقمار المشتري كأهداف محتملة للبعثات المأهولة المستقبلية. متى إطلاق ناجحوفي الموعد المحدد، ستصل المركبة إلى نظام المشتري في عام 2030.

مفهوم JUICE مع كوكب المشتري وأوروبا في الخلفية / ©ESA

Dream Chaser ("Dream Runner") - مركبة مأهولة جديدة من شركة خاصةشركة سييرا نيفادا (الولايات المتحدة الأمريكية). ستقوم هذه المركبة الفضائية المأهولة القابلة لإعادة الاستخدام بتوصيل البضائع وطاقم يصل إلى 7 أشخاص إلى مدار أرضي منخفض. ووفقا للمشروع، ستستخدم المركبة الفضائية الأجنحة، وستهبط بمساعدتها على مدرج تقليدي. يعتمد التصميم على تصميم الطائرة المدارية HL-20

© شركة سييرا نيفادا

بينما كان الأمريكيون في منتصف القرن الماضي يفكرون بشكل محموم في كيفية مواكبة "إمبراطورية الشر"، كانت مليئة بالشعارات: "كومسومول - على متن طائرة"، "مساحة مرصعة بالنجوم - نعم!". اليوم، تطلق الولايات المتحدة سفن الفضاء بسهولة باستخدام الطائرات الورقية، بينما تُترك سفننا لركوب الأمواج في الوقت الحالي، ربما في مسرح البولشوي. دخلت في تفاصيل العلوم العارية.

قصة

خلال الحرب الباردة، كان الفضاء أحد ساحات القتال بين الاتحاد السوفييتي والولايات المتحدة. كانت المواجهة الجيوسياسية بين القوى العظمى هي الحافز الرئيسي في تلك السنوات لتطوير صناعة الفضاء. لقد تم تخصيص قدر هائل من الموارد لتنفيذ برامج استكشاف الفضاء. وعلى وجه الخصوص، أنفقت الحكومة الأمريكية حوالي خمسة وعشرين مليار دولار على تنفيذ مشروع أبولو، الذي كان هدفه الرئيسي هو هبوط الإنسان على سطح القمر. بالنسبة للسبعينيات من القرن الماضي، كان هذا المبلغ هائلا ببساطة. البرنامج القمري لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، والذي لم يكن من المقرر أن يتحقق أبدًا ، كلف ميزانية الاتحاد السوفيتي 2.5 مليار روبل. تطوير مركبة فضائية محلية قابلة لإعادة الاستخدام"بوران" تكلف ستة عشر مليار روبل. وفي الوقت نفسه، أعد القدر بوران للقيام برحلة فضائية واحدة فقط.

والأكثر حظاً كانت نظيرتها الأمريكية. أجرى المكوك الفضائي مائة وخمسة وثلاثين عملية إطلاق. لكن المكوك الأمريكي لم يكن أبديا. ونفذت السفينة، التي تم إنشاؤها في إطار البرنامج الحكومي "نظام النقل الفضائي"، في 8 يوليو 2011، آخر إطلاق لها إلى الفضاء، والذي انتهى في الصباح الباكر من يوم 21 يوليو من نفس العام. أثناء تنفيذ البرنامج، أنتج الأمريكيون ستة "مكوكات"، كان أحدها نموذجا أوليا لم يقم أبدا برحلات فضائية. لقد تحطمت سفينتان.

الإقلاع من الأرض "أبولو 11"

© ناسا

من وجهة نظر الجدوى الاقتصادية، لا يمكن وصف برنامج المكوك الفضائي بالنجاح. أثبتت المركبات الفضائية التي يمكن التخلص منها أنها أكثر اقتصادا بكثير من نظيراتها القابلة لإعادة الاستخدام والتي تبدو أكثر تقدما من الناحية التكنولوجية. نعم، وكانت سلامة الرحلات الجوية على "المكوكات" موضع شك. خلال عمليتهم، ونتيجة لحادثين، أصبح أربعة عشر من رواد الفضاء ضحايا. ولكن السبب وراء هذه النتائج المختلطة السفر إلى الفضاءلا تكمن أهمية السفينة الأسطورية في عيبها الفني، بل في تعقيد مفهوم المركبة الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام.

ونتيجة لذلك، أصبحت المركبة الفضائية الروسية سويوز، التي تم تطويرها في الستينيات من القرن الماضي، هي النوع الوحيد من المركبات التي تقوم حاليًا برحلات مأهولة إلى محطة الفضاء الدولية (ISS). وتجدر الإشارة على الفور إلى أن هذا لا يشير على الإطلاق إلى تفوقهم على المكوك الفضائي. تحتوي المركبة الفضائية سويوز، وكذلك شاحنات الفضاء غير المأهولة، التي تم إنشاؤها على أساسها، على عدد من أوجه القصور المفاهيمية. فهي محدودة للغاية في القدرة الاستيعابية. وأيضا الاستخدام أجهزة مماثلةيؤدي إلى تراكم الحطام المداري المتبقي بعد تشغيلها. ستصبح الرحلات الفضائية على متن سفن من نوع سويوز جزءًا من التاريخ قريبًا. وفي الوقت نفسه، اليوم لا يوجد بدائل حقيقية. غالبًا ما تظل الإمكانات الهائلة الكامنة في مفهوم السفن القابلة لإعادة الاستخدام غير قابلة للتحقيق من الناحية الفنية حتى في عصرنا.

المشروع الأول للطائرة المدارية السوفيتية القابلة لإعادة الاستخدام OS-120 "Buran"، التي اقترحتها شركة NPO Energia في عام 1975 والتي كانت بمثابة نظير لمكوك الفضاء الأمريكي

©buran.ru

مركبة فضائية أمريكية جديدة

في يوليو/تموز 2011، أعلن الرئيس الأميركي باراك أوباما أن إرسال مهمة إلى المريخ يشكل هدفاً جديداً، وبقدر ما يمكن للمرء أن يفترض، أن يكون الهدف الرئيسي لرواد الفضاء الأميركيين في العقود المقبلة. أحد البرامج التي نفذتها وكالة ناسا كجزء من استكشاف القمر والرحلة إلى المريخ كان برنامج كونستيليشن الفضائي واسع النطاق.

وهو يعتمد على إنشاء مركبة فضائية مأهولة جديدة "أوريون"، ومركبتي الإطلاق "آريس-1" و"آريس-5"، بالإضافة إلى الوحدة القمرية "ألتير". على الرغم من حقيقة أن حكومة الولايات المتحدة قررت في عام 2010 تقليص برنامج كوكبة، تمكنت ناسا من مواصلة تطوير أوريون. ومن المقرر إجراء أول رحلة تجريبية غير مأهولة للمركبة الفضائية في عام 2014. ومن المفترض أنه أثناء الرحلة سيبتعد الجهاز عن الأرض مسافة ستة آلاف كيلومتر. وهذا أبعد بحوالي خمسة عشر مرة من محطة الفضاء الدولية. وبعد الرحلة التجريبية، ستتوجه السفينة إلى الأرض. وسيكون الجهاز الجديد قادرا على دخول الغلاف الجوي بسرعة 32 ألف كيلومتر في الساعة. وبحسب هذا المؤشر فإن "أوريون" يتفوق على "أبولو" الأسطوري بمسافة ألف ونصف كيلومتر. تهدف أول رحلة تجريبية بدون طيار لأوريون إلى إظهار إمكاناتها. وينبغي أن يكون اختبار السفينة خطوة مهمة نحو تنفيذ إطلاقها المأهول، المقرر إجراؤه في عام 2021.

وفقًا لخطط ناسا، سيكون دلتا-4 وأطلس-5 بمثابة مركبات إطلاق أوريون. تقرر التخلي عن تطوير آريس. بالإضافة إلى ذلك، لاستكشاف الفضاء السحيق، يقوم الأمريكيون بتصميم مركبة إطلاق جديدة فائقة الثقل SLS.

أوريون هي مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا وهي أقرب من الناحية النظرية إلى سويوز منها إلى المكوك الفضائي. المركبات الفضائية الواعدة هي أكثر المركبات الفضائية الواعدة التي يمكن إعادة استخدامها جزئيًا. يفترض هذا المفهوم أنه بعد الهبوط على سطح الأرض، يمكن إعادة استخدام كبسولة السكن الخاصة بالمركبة الفضائية للانطلاق إلى الفضاء الخارجي. وهذا يجعل من الممكن الجمع بين التطبيق العملي الوظيفي للمركبات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام والفعالية من حيث التكلفة لتشغيل المركبات من نوع سويوز أو أبولو. مثل هذا القرار هو مرحلة انتقالية. من المحتمل، في المستقبل البعيد، أن تصبح جميع المركبات الفضائية قابلة لإعادة الاستخدام. لذا فإن مكوك الفضاء الأمريكي وبوران السوفييتي كانا، إلى حد ما، سابقين لعصرهما.

أوريون هي مركبة فضائية مأهولة متعددة الأغراض وقابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا تابعة للولايات المتحدة، تم تطويرها منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين كجزء من برنامج كوكبة.

© ناسا

يبدو أن كلمتي "التطبيق العملي" و"الحكمة" هما أفضل طريقة لوصف الأمريكيين. قررت حكومة الولايات المتحدة عدم تحميل كل طموحاتها الفضائية على أكتاف أوريون وحدها. حاليًا، تعمل العديد من الشركات الخاصة بتكليف من وكالة ناسا على تطوير مركباتها الفضائية الخاصة المصممة لتحل محل الأجهزة المستخدمة اليوم. تعمل شركة Boeing على تطوير المركبة الفضائية المأهولة القابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا CST-100 في إطار برنامج تطوير المركبات الفضائية المأهولة تجاريًا (CCDev). تم تصميم الجهاز للقيام برحلات قصيرة إلى مدار قريب من الأرض. وستكون مهمتها الرئيسية هي تسليم الطاقم والبضائع إلى محطة الفضاء الدولية.

يمكن أن يصل طاقم السفينة إلى سبعة أشخاص. وفي الوقت نفسه، أثناء تصميم CST-100، تم إيلاء اهتمام خاص لراحة رواد الفضاء. مساحة المعيشة للجهاز أكبر بكثير من سفن الجيل السابق. ومن المحتمل أن يتم إطلاقه باستخدام مركبات الإطلاق Atlas أو Delta أو Falcon. في الوقت نفسه، أطلس 5 هو الأكثر خيار مناسب. سيتم تنفيذ هبوط السفينة بمساعدة المظلة والوسائد الهوائية. وفقا لخطط بوينغ، في عام 2015، ينتظر CST-100 سلسلة من عمليات الإطلاق التجريبية. وستكون أول رحلتين بدون طيار. مهمتهم الرئيسية هي إطلاق الجهاز في المدار واختبار أنظمة الأمان. خلال الرحلة الثالثة، من المقرر الالتحام المأهول بمحطة الفضاء الدولية. إذا نجحت الاختبارات، فسيكون CST-100 قادرًا قريبًا على استبدال المركبة الفضائية الروسية Soyuz وProgress، التي تقوم حصريًا برحلات مأهولة إلى محطة الفضاء الدولية.

CST-100 - مركبة فضائية للنقل المأهولة

©بوينغ

سفينة خاصة أخرى ستقوم بتسليم البضائع والطاقم إلى محطة الفضاء الدولية ستكون عبارة عن جهاز تم تطويره بواسطة SpaceX، وهو جزء من شركة Sierra Nevada Corporation. تم تطوير السفينة أحادية الكتلة "Dragon" القابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا في إطار برنامج "النقل المداري التجاري" (COTS) التابع لناسا. ومن المخطط بناء ثلاثة تعديلات عليه: المأهولة والبضائع والمستقلة. يمكن أن يتكون طاقم المركبة الفضائية المأهولة، كما في حالة CST-100، من سبعة أشخاص. في تعديل البضائع، ستستوعب السفينة أربعة أشخاص وطنين ونصف طن من البضائع.

وفي المستقبل، يريدون استخدام التنين للرحلات إلى الكوكب الأحمر. لماذا سيقومون بتطوير نسخة خاصة من السفينة - "التنين الأحمر". ووفقا لخطط سلطات الفضاء الأمريكية، ستتم رحلة الجهاز بدون طيار إلى المريخ في عام 2018، ومن المتوقع أن يتم تنفيذ أول رحلة تجريبية مأهولة للمركبة الفضائية الأمريكية في غضون سنوات قليلة.

إحدى ميزات "Dragon" هي إمكانية إعادة استخدامها. بعد الرحلة، سينزل جزء من أنظمة الطاقة وخزانات الوقود إلى الأرض مع كبسولة سكن المركبة الفضائية ويمكن استخدامها مرة أخرى في الرحلات الفضائية. هذه القدرة البناءة تميز السفينة الجديدة عن معظم التطورات الواعدة. في المستقبل القريب، سوف يكمل "Dragon" وCST-100 بعضهما البعض وسيكونان بمثابة "شبكة أمان". في حالة عدم تمكن أحد أنواع السفن لسبب ما من أداء المهام الموكلة إليه، فإن النوع الآخر سيتولى جزءًا من عمله.

Dragon SpaceX هي مركبة فضائية نقل خاصة (SC) تابعة لشركة SpaceX، تم تطويرها بأمر من وكالة ناسا كجزء من برنامج النقل المداري التجاري (COTS)، وهي مصممة لتوصيل الحمولات، وفي المستقبل، الأشخاص إلى محطة الفضاء الدولية.

© سبيس اكس

تم إطلاق التنين إلى المدار لأول مرة في عام 2010. تم الانتهاء من الرحلة التجريبية غير المأهولة بنجاح، وبعد بضع سنوات، وبالتحديد في 25 مايو 2012، تم إرساء الجهاز في محطة الفضاء الدولية. بحلول ذلك الوقت، لم يكن لدى السفينة نظام إرساء تلقائي، ولتنفيذه كان من الضروري استخدام مناور المحطة الفضائية.

وتعتبر هذه الرحلة بمثابة أول إلتحام لمركبة فضائية خاصة بمحطة الفضاء الدولية. دعونا نبدي تحفظًا على الفور: لا يمكن تسمية Dragon وعدد من المركبات الفضائية الأخرى التي طورتها الشركات الخاصة بأنها خاصة بالمعنى الكامل للكلمة. على سبيل المثال، خصصت وكالة ناسا مبلغ 1.5 مليار دولار لتطوير مركبة دراجون. تتلقى المشاريع الخاصة الأخرى أيضًا دعمًا ماليًا من وكالة ناسا. لذلك، نحن لا نتحدث كثيرًا عن تسويق الفضاء، بل عن استراتيجية جديدة لتطوير صناعة الفضاء، بناءً على التعاون بين الدولة ورأس المال الخاص. كانت تقنيات الفضاء السرية التي كانت في السابق متاحة للدولة فقط، أصبحت الآن ملكًا لعدد من الشركات الخاصة العاملة في مجال الملاحة الفضائية. يعد هذا الظرف في حد ذاته حافزًا قويًا لنمو القدرات التكنولوجية للشركات الخاصة. بالإضافة إلى ذلك، جعل هذا النهج من الممكن الترتيب في المجال الخاص عدد كبير منمتخصصو صناعة الفضاء الذين تم فصلهم سابقًا من قبل الدولة بسبب إغلاق برنامج المكوك الفضائي.

عندما يتعلق الأمر ببرنامج تطوير المركبات الفضائية من قبل الشركات الخاصة، فربما يكون الأكثر إثارة للاهتمام هو مشروع SpaceDev، المسمى Dream Chaser. كما شارك في تطويره اثنا عشر شريكًا للشركة وثلاث جامعات أمريكية وسبعة مراكز لناسا.

مفهوم المركبة الفضائية المأهولة القابلة لإعادة الاستخدام Dream Chaser، التي طورتها شركة SpaceDev الأمريكية، وهي فرع من شركة Sierra Nevada Corporation

© سبيس ديف

هذه السفينة مختلفة تمامًا عن جميع التطورات الفضائية الواعدة الأخرى. يبدو Dream Chaser القابل لإعادة الاستخدام وكأنه مكوك فضائي مصغر وقادر على الهبوط مثل الطائرة العادية. وما زالت المهام الرئيسية للسفينة تشبه مهام Dragon و CST-100. سيعمل الجهاز على نقل البضائع والطاقم (ما يصل إلى نفس الأشخاص السبعة) إلى مدار أرضي منخفض، حيث سيتم إطلاقه باستخدام مركبة الإطلاق Atlas-5. هذا العام، يجب أن تقوم السفينة بأول رحلة لها بدون طيار، وبحلول عام 2015 من المخطط إعداد نسختها المأهولة للإطلاق. تفصيل آخر مهم. يتم إنشاء مشروع Dream Chaser على أساس التطوير الأمريكي في التسعينيات - الطائرة المدارية HL-20. أصبح المشروع الأخير نظيرًا للنظام المداري السوفيتي "الحلزوني". جميع الأجهزة الثلاثة لها نفس الشيء مظهروالوظيفة المقصودة. وهذا يثير سؤالاً مشروعًا تمامًا. هل كان يستحق الاتحاد السوفياتيطي نظام الفضاء الجوي نصف النهائي "الحلزوني"؟

ما الذي نملكه؟

في عام 2000، بدأت شركة RSC Energia في تصميم مجمع Clipper الفضائي متعدد الأغراض. كان من المفترض أن يتم استخدام هذه المركبة الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام، والتي تشبه ظاهريًا مكوكًا أصغر، لحل مجموعة واسعة من المهام: توصيل البضائع، وإجلاء طاقم المحطة الفضائية، والسياحة الفضائية، والرحلات الجوية إلى الكواكب الأخرى. كانت هناك آمال معينة للمشروع. وكما هي الحال دائماً، كانت النوايا الحسنة مغطاة بحوض نحاسي من نقص التمويل. وفي عام 2006، تم إغلاق المشروع. وفي الوقت نفسه، من المفترض أن يتم استخدام التقنيات التي تم تطويرها ضمن مشروع كليبر في تصميم نظام النقل المأهول المتقدم (PPTS)، المعروف أيضًا باسم مشروع روس.

نسخة مجنحة من كليبر في رحلة مدارية. رسم مشرف الموقع بناءً على نموذج Clipper 3D

© فاديم لوكاشيفيتش

إن PPTS (بالطبع، لا يزال هذا مجرد اسم "عملي" للمشروع)، وفقًا للخبراء الروس، سيكون من المقدر له أن يصبح جيلًا جديدًا من نظام الفضاء المحلي القادر على استبدال نظامي سويوز وبروجرس المتقادمين بسرعة. وكما هو الحال مع Clipper، تعمل شركة RSC Energia على تطوير المركبة الفضائية. سيكون التعديل الأساسي للمجمع هو سفينة النقل المأهولة من الجيل الجديد (PTK NK). وستكون مهمتها الرئيسية مرة أخرى هي تسليم البضائع والطاقم إلى محطة الفضاء الدولية. على المدى الطويل - تطوير تعديلات قادرة على الطيران إلى القمر والقيام بمهام بحثية طويلة المدى. تعد السفينة نفسها بأن تكون قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا. يمكن إعادة استخدام كبسولة السكن بعد الهبوط. حجرة المحرك - لا. الميزة الغريبة للسفينة هي القدرة على الهبوط دون استخدام المظلة. وسيتم استخدام نظام نفاث للفرملة والهبوط السلس على سطح الأرض.

على عكس سويوز، التي تقلع من أراضي قاعدة بايكونور الفضائية في كازاخستان، سيتم إطلاق السفن الجديدة من قاعدة فوستوشني الفضائية الجديدة، التي يتم بناؤها على أراضي منطقة أمور. سيكون الطاقم ستة أشخاص. المركبة المأهولة قادرة أيضًا على حمل حمولة تصل إلى خمسمائة كيلوغرام. في النسخة غير المأهولة، ستكون السفينة قادرة على تقديم "الأشياء الجيدة" الأكثر إثارة للإعجاب إلى المدار القريب من الأرض - والتي تزن طنين.

إحدى المشاكل الرئيسية لمشروع PPTS هي عدم وجود مركبات إطلاق ذات خصائص ضرورية. اليوم، تم وضع الجوانب الفنية الرئيسية للمركبة الفضائية، لكن عدم وجود مركبة إطلاق يضع مطوريها في موقف صعب للغاية. ومن المفترض أن تكون مركبة الإطلاق الجديدة قريبة من الناحية التكنولوجية من مركبة الإطلاق Angara التي تم تطويرها في التسعينيات.

نموذج PPTS في معرض MAKS-2009

©sdelanounas.ru

من الغريب أن هناك مشكلة خطيرة أخرى وهي الغرض الأساسي من تصميم PPTS (اقرأ: الواقع الروسي). لن تكون روسيا قادرة على تحمل تكاليف تنفيذ برامج استكشاف القمر والمريخ، على غرار تلك التي تنفذها الولايات المتحدة. حتى لو كان تطوير المجمع الفضائي ناجحا، فمن المرجح أن مهمته الحقيقية الوحيدة ستكون تسليم البضائع والطاقم إلى محطة الفضاء الدولية. ولكن تم تأجيل بدء اختبارات الطيران لـ PPTS حتى عام 2018. بحلول هذا الوقت، من المرجح أن تكون المركبات الأمريكية الواعدة قادرة بالفعل على القيام بالوظائف التي تؤديها حاليا المركبة الفضائية الروسية سويوز وبروجرس.

آفاق ضبابية

العالم الحديث محروم من رومانسية الرحلات الفضائية - هذه حقيقة. بالطبع، نحن لا نتحدث عن إطلاق الأقمار الصناعية والسياحة الفضائية. لا داعي للقلق بشأن مجالات الملاحة الفضائية هذه. تعتبر الرحلات الجوية إلى محطة الفضاء الدولية ذات أهمية كبيرة لصناعة الفضاء، ولكن مدة تواجد محطة الفضاء الدولية في المدار محدودة. ومن المقرر إغلاق المحطة في عام 2020. تعتبر المركبة الفضائية المأهولة الحديثة في المقام الأول جزءًا لا يتجزأ من برنامج معين. ليس من المنطقي تطوير سفينة جديدة دون أن تكون لديك فكرة عن مهام تشغيلها. يجري تصميم مركبات فضائية أمريكية جديدة ليس فقط لتوصيل البضائع والأطقم إلى محطة الفضاء الدولية، بل أيضًا للطيران إلى المريخ والقمر. ومع ذلك، فإن هذه المهام بعيدة كل البعد عن الاهتمامات الأرضية اليومية بحيث لا يمكننا أن نتوقع أي اختراقات كبيرة في مجال الملاحة الفضائية في السنوات المقبلة.

وكما تتذكرون، فإن آخر إطلاق للمكوك الأمريكي تم بواسطة وكالة ناسا في عام 2011. وهكذا فقدت الولايات المتحدة القدرة على إيصال روادها وحمولاتها إلى الفضاء الخارجي. ولكن هذا لم يدوم طويلا.

بدأ جيل جديد من المركبات الفضائية المدارية وشبه المدارية الخاصة في الظهور في الأفق. نحن ندعوك لإلقاء نظرة على المركبات الفضائية الخاصة الواعدة المصممة لنقل الطاقم والبضائع.

المركبة الفضائية لينكس

XCOR Aerospace's Lynx هي طائرة فضائية شبه مدارية تتسع لشخصين. وهي مصممة للإقلاع والهبوط على مدرج مطار عادي. وبالإضافة إلى الرحلات السياحية المدفوعة الأجر، فإن هذه المركبة الفضائية مخصصة أيضًا لإجراء تجارب علمية خلال الرحلات الجوية قصيرة المدى.

وبعد الانتهاء بنجاح من الاختبارات، ستمكن المركبة الفضائية لينكس السائحين الذين دفعوا 95 ألف دولار من الارتفاع مع طيار إلى ارتفاع 100 كيلومتر فوق سطح الكرة الأرضية والاستمتاع بمناظر الأرض على الحدود بين الفضاء والغلاف الجوي، كما وكذلك تجربة حالة من انعدام الوزن.

SpaceShipTwo هي مركبة فضائية شبه مدارية مملوكة للقطاع الخاص يمكنها حمل 6 ركاب و2 من أفراد الطاقم. اقصى ارتفاعومن المتوقع أن تتراوح رحلة هذه السفينة، بحسب مصمم الطائرات بيرت روتان، بين 160 و320 كيلومترا. سيؤدي ذلك إلى زيادة الوقت الذي يقضيه في انعدام الوزن إلى 6 دقائق. ويبلغ سعر تذكرة السفر على متن المركبة الفضائية SpaceShipTwo حوالي 200 ألف دولار، وتم إجراء أول رحلة تجريبية في عام 2010. سيتم تشغيله التجاري بعد سلسلة من الاختبارات.

تأسست شركة Armadillo Aerospace، التي طورت المركبة الفضائية للرحلات شبه المدارية، على يد أكبر مليونير، جون كارماك، وهو المؤسس المشارك للشركة التي أصدرت الفيلم الشهير العاب كمبيوترزلزال، ولفنشتاين 3D و DOOM. ستتسع هذه المركبة الفضائية لراكبين. تتعاون شركة Space Adventures مع شركة Armadillo Aerospace لبيع تذاكر سفينة الفضاء مقابل 110.000 دولار، وسيكون من الممكن أيضًا الطيران حول القمر مقابل 100.000.000 دولار.

تقوم شركة Bigelow Aerospace الأمريكية بتطوير مجمع فضائي مداري خاص، ومن المقرر إطلاقه في أواخر عام 2015. وهذه المحطة مخصصة ليس فقط للسياحة الفضائية، بل للبحث العلمي أيضًا. وقد تم بالفعل إطلاق وحدتين تجريبيتين في عامي 2006 و 2007. يتم الاحتفاظ بتكنولوجيا التصنيع للمحطة الجديدة من Bigelow Aerospace بسرية تامة. ومن المعروف فقط أن سطح الوحدة يحتوي على 20 طبقة، ويمكن للقذيفة أن تتحمل درجات حرارة تتراوح من -120 إلى +120 درجة مئوية، كما أن هذه المحطة قادرة أيضًا على تحمل تأثير جسم كوني كبير جدًا.

بدأ مشروع طائرات إطلاق الصواريخ Stratolaunch بشكل مشترك من قبل المؤسس المشارك لشركة Microsoft بول ألين وعالم تكنولوجيا الفضاء بيرت روتين. وسيصل طول جناحي هذه الطائرة الضخمة إلى 117 مترًا، وسيبلغ وزنها حوالي 544 طنًا. والغرض منه هو رفع صاروخ إلى الفضاء يبلغ وزنه 222 طنا. والغرض الرئيسي من تصميم Stratolaunch هو إيصال البضائع والأقمار الصناعية إلى الفضاء الخارجي، ومن المخطط أيضًا إرسال رواد فضاء على هذه الطائرة. ومن المتوقع أن يتم الإطلاق التشغيلي الأول للطائرة في عام 2016.

بدأ تطوير نظام لإطلاق رواد الفضاء في مدار منخفض من قبل شركة Liberty Launch Vehicle مع شركة Lockheed Martin وAstrium. سيعمل صاروخ Liberty المحسّن الذي يبلغ طوله 91 مترًا على توصيل كبسولة تحمل ما يصل إلى 7 ركاب إلى المدار. ومن المقرر إطلاق أول رائد فضاء في وقت لاحق من هذا العام. وفي حالة نجاح هذا المشروع، فيمكن تشغيل الرحلات الجوية التجارية اعتبارًا من عام 2016.

بلو أوريجن هي شركة طيران خاصة أنشأها جيفري بيزوس، مؤسس موقع أمازون، للسياحة الفضائية. ستكون مركبته الفضائية قادرة على حمل حوالي 7 أشخاص بالإضافة إلى البضائع. وتقوم الشركة أيضًا بتطوير مرحلة أولى قابلة لإعادة الاستخدام من مركبة الإطلاق لتقليل تكلفة الإطلاق. ومن المقرر رحلات تجارية منتظمة لعامي 2016-2018. بالإضافة إلى ذلك، شاركت شركة Blue Origin في إنشاء مركبة فضائية شبه مدارية New Shepard، مصممة لطاقم مكون من 3 أشخاص وبضائع. وقد تم بالفعل إجراء اختبارات الطيران لهذه السفينة في ولاية تكساس.

هذه السفينة مقدمة من شركة سييرا نيفادا التي تلقت أكثر من 100 مليون دولار من وكالة ناسا لدعم مشاريعها. Dream Chaser هي مركبة فضائية صغيرة قادرة على حمل 7 رواد فضاء وإيصالهم إلى مدار منخفض. يعتمد هذا المشروع على تطورات وكالة ناسا التي يزيد عمرها عن 20 عامًا. من المفترض أن يكون إطلاق السفينة عموديًا، والهبوط أفقيًا، مثل المكوك. في عام 2016، قد تكون المركبة الفضائية Dream Chaser جاهزة بالفعل للرحلات الجوية.

يتم تطوير المركبة الفضائية ذات المدار المنخفض CST-100 بواسطة شركة Boeing. وهي قادرة على استيعاب 7 رواد فضاء. ناسا تمول بنشاط هذا المشروع. وقد استثمرت الدولة فيه بالفعل أكثر من 100 ألف دولار، وستكون سفينة CST-100 قادرة على القيام بهبوط سلس في حالة الطوارئ. تم التخطيط لبدء الرحلات الجوية غير المأهولة بالفعل هذا العام، وفي عام 2017 سيتم تنفيذ رحلة مدارية مأهولة بطاقم مكون من شخصين.

تعد Dragon حتى الآن مركبة الشحن الفضائية الوحيدة العاملة في العالم القادرة على العودة إلى الأرض. وتم تطويره بواسطة شركة SpaceX بأمر من وكالة ناسا التي استثمرت أكثر من مليار دولار في هذا المشروع. الغرض الرئيسي من مركبة Dragon الفضائية هو توصيل الحمولات وإعادتها إلى محطة الفضاء الدولية. ومن المخطط في المستقبل تسليم الناس إلى المحطة.

شكرا لإخبار أصدقائك عنا!