 |
يتلخص المبدأ الواجب تطبيقه عند بناء صاروخ جيد في الاجتهاد في نفـث أكبر صبيب ممكن الغاز بأكبر سرعة ممكنة، وبذلك تكون خير الصواريخ أداء أقدرها على النفث بكثافة وسرعة في آن.
فما الذي تنفثه هذه الصواريخ يا ترى؟ إنها تنفث الغازات الناتجة عن عملية إحراق المحروقات الخاصة بها، والمتكونة في العادة من مـادة محترقـة ومـادة مساعدة على الاحتراق، أي بلسان الكيميائيين من مادة مختزنة ومـادة مؤكسدة. وتتغير هذه المواد من صانع إلى آخر، لكن الشائع استعماله منهـا هـو الثنـائي أكسجين هيدروجين، حيث يجري تحويل هذين الغازين إلى الحالـة السـائلة، ثـم يضخان في خزانات الصاروخ قبيل ساعة الإطلاق. وقد تستبدل بهما مواد أخـرى من مثل الثنائي ديميثيلهيدرازين رابع أكسيد الأزوت وغيره. كما أن المحروقـات قد تكون موادا صلية، من مثل ما هو حاصل مع صارو- Ariane V الذي يملأ خزانا الدفع الجانبيان الكبيران فيه بخليط من مسحوق الألمنيوم ومسحوق كلوريـد الأمونيوم المشبع الذي يعد مختزلا عالي الأداء. ويذكر أن صـاروخ Ariane V مجهز إلى ذلك بمحرك مركزي (ونعني محرك Vulcain) العامـل بالهيدروجين والأكسجين السائلين.
يهتدي صانع الصاروخ في عمله بالمبدأ المتمثل في ضرورة تخفيض "الكتلة الخالصة" masse séche، أي كل ما ليس من المحروقات، إلى أقصى حد ممكـن.
وقد نجح الصانعون حتى اليوم في جعل تلك الكتلة تنحصر في حدود 15 بالمائـة من مجموع كتلة الصاروخ.فما الذي تنفثه هذه الصواريخ يا ترى؟ إنها تنفث الغازات الناتجة عن عملية إحراق المحروقات الخاصة بها، والمتكونة في العادة من مـادة محترقـة ومـادة مساعدة على الاحتراق، أي بلسان الكيميائيين من مادة مختزنة ومـادة مؤكسدة. وتتغير هذه المواد من صانع إلى آخر، لكن الشائع استعماله منهـا هـو الثنـائي أكسجين هيدروجين، حيث يجري تحويل هذين الغازين إلى الحالـة السـائلة، ثـم يضخان في خزانات الصاروخ قبيل ساعة الإطلاق. وقد تستبدل بهما مواد أخـرى من مثل الثنائي ديميثيلهيدرازين رابع أكسيد الأزوت وغيره. كما أن المحروقـات قد تكون موادا صلية، من مثل ما هو حاصل مع صارو- Ariane V الذي يملأ خزانا الدفع الجانبيان الكبيران فيه بخليط من مسحوق الألمنيوم ومسحوق كلوريـد الأمونيوم المشبع الذي يعد مختزلا عالي الأداء. ويذكر أن صـاروخ Ariane V مجهز إلى ذلك بمحرك مركزي (ونعني محرك Vulcain) العامـل بالهيدروجين والأكسجين السائلين.
يهتدي صانع الصاروخ في عمله بالمبدأ المتمثل في ضرورة تخفيض "الكتلة الخالصة" masse séche، أي كل ما ليس من المحروقات، إلى أقصى حد ممكـن.
وهاك سؤالا غالبا ما نسمع الناس يطرحونه، يتعلق بسبب كـون صـواريخ الإطلاق متكونة من طبقات عديدة، والجواب أن الصانعين يتعمدون ذلـك ليسهل على الصاروخ التخلص بأسرع وقت ممكن من المكونات التي تصبح عديمة الفائدة بعد أن ينتهي دورها في عملية الانطلاق.
يقدر مجموع كتلة صاروخ Ariane عند الإطلاق بأربعين وسبعمائة طـن، وعلوه بواحد وخمسين مترا. وهو قادر اليوم على وضع كتل صافية من نحو ستة أطنان في مدار حول الأرض، وينتظر في القريب إدخال تعديلات عليـه ترفـع قدرته إلى ما يفوق عشرة أطنان. وقد بدأت فرنسا بتحمل ما يفوق ستين بالمائة من كلفة برنامج Ariane عند انطلاق البرنامج في السبعينات من القرن الماضي، وهي لا تزال إلى اليوم على رأس قائمة الممولين بنحو ستة وأربعين بالمائة من مجموع نفقات المشروع، كما أن الفرنسيين أنشأوا في عـام ١٩٨٠ شركة Arianespace التي تسهر على تدبير الصاروخ وتسويقه. وقد جرى إنجاز أكثر من ثلاثين ومائـة عملية إطلاق استعمل فيها هذا النوع من الصواريخ، لم تفشل منهـا سـوى ثمـان عمليات، وهو في حد ذاته إنجاز لم يحقق مثله على حد علمـا أحـد. ولا ننسـى التنويه في هذا الصدد بقاعدة الإطلاق Kourou وما بهينه هذا الموقع المتميز مـن ظروف حسنة لعمليات الإطلاق.
لا يعدم صاروخ Ariane منافسين في السوق العالمية. ومن ذلك عمد إليه مسؤولو وكالة الفضاء الأمريكية منذ نحو ثلاثين سنة، من جديدة نحو الفضاء، متمثلة في المكوك الفضائي Shuttle صاروخ الإطلاق القابل لإعادة الاستعمال، ويتعلق الأمر بصاروح مهول يقلع عن ظهر الأرض كما يقلـع الصاروح ثم يعود ليحط عليه كما تحط الطائرة، تنبأ له صانعوه بمستقل قريب بصير فيه بمتابة سفينة فضاء صالحة لكل عمل، تستطيع الاضطلاع بدور سيارة الأجرة والشاحنة، ومحطة التجارب الفضائية مما يراد بها، ناهيك عن أن قابليته لإعادة الاستعمال ستجعله مغريا من الناحية الاقتصادية. لكن المعجزة لم تتحقق، إذ اتضح أن عملية صيانة المكوكات عملية جد مكلفة. ولا غرو، فلا ينبغي لآلة تذهب بالناس إلى الفضاء وتعود بهم منه أن تشـكو خلـلا... بـذلك بقيـت صواريخ الإطلاق "التقليدية" عماد كل الأنشطة ذات الطبيعة التجاريـة. وبمعنـي آخر، فإن "ولاعة السجائر" القابلة للاستعمال لم تستطع الحلول محل "عود الثقـاب" الذي لا يقدح سوى مرة واحدة... ولا يزال الصانعون الأمريكيون يطرحـون فـي السوق صواريخ من النوع التقليدي، نذكر منها صواريخ Delta و Atlas-Centaur Titan. وليس الروس بغائبين عن الساحة - رغم اضمحلال نشاطهم الفضائي بعد انهيار الاتحاد السوفياتي – إذ وقعوا عقودا مع عدد من الدول من بينها على وجـه الخصوص فرنسا (شركة Starsem)، كما أن الصينيين واليابانيين حاضرون هـم أيضا في سوق صواريخ الإطلاق.
لا يعدم صاروخ Ariane منافسين في السوق العالمية. ومن ذلك عمد إليه مسؤولو وكالة الفضاء الأمريكية منذ نحو ثلاثين سنة، من جديدة نحو الفضاء، متمثلة في المكوك الفضائي Shuttle صاروخ الإطلاق القابل لإعادة الاستعمال، ويتعلق الأمر بصاروح مهول يقلع عن ظهر الأرض كما يقلـع الصاروح ثم يعود ليحط عليه كما تحط الطائرة، تنبأ له صانعوه بمستقل قريب بصير فيه بمتابة سفينة فضاء صالحة لكل عمل، تستطيع الاضطلاع بدور سيارة الأجرة والشاحنة، ومحطة التجارب الفضائية مما يراد بها، ناهيك عن أن قابليته لإعادة الاستعمال ستجعله مغريا من الناحية الاقتصادية. لكن المعجزة لم تتحقق، إذ اتضح أن عملية صيانة المكوكات عملية جد مكلفة. ولا غرو، فلا ينبغي لآلة تذهب بالناس إلى الفضاء وتعود بهم منه أن تشـكو خلـلا... بـذلك بقيـت صواريخ الإطلاق "التقليدية" عماد كل الأنشطة ذات الطبيعة التجاريـة. وبمعنـي آخر، فإن "ولاعة السجائر" القابلة للاستعمال لم تستطع الحلول محل "عود الثقـاب" الذي لا يقدح سوى مرة واحدة... ولا يزال الصانعون الأمريكيون يطرحـون فـي السوق صواريخ من النوع التقليدي، نذكر منها صواريخ Delta و Atlas-Centaur Titan. وليس الروس بغائبين عن الساحة - رغم اضمحلال نشاطهم الفضائي بعد انهيار الاتحاد السوفياتي – إذ وقعوا عقودا مع عدد من الدول من بينها على وجـه الخصوص فرنسا (شركة Starsem)، كما أن الصينيين واليابانيين حاضرون هـم أيضا في سوق صواريخ الإطلاق.
الأسواق والثورات التقنية
رسم المدير الإداري بوكالة الفضاء الأمريكيـة Daniel Goldin الخطـوط العريضة في سياسة تحديد البرامج الفضائية الأمريكية وتدبيرها في قوله: "أفضـل وأسرع وأرخص". وليس للائم أن يلومه في ذلك، وبخاصة لو كان قد أضاف إلـى صفات التفضيل الثلاث هذه صفة رابعة، هي "آمن"، من الأمن والأمان. فيكفـي أن نذكر أن تكاليف عملية إطلاق صاروخ واحد تعادل تلك التي يتطلبها شراء طـائرة نفاثة ضخمة. ورغم اختلاف ما تستعمل هذه وتلك له من غايات، فـإن الشـركات التي تصنعها واحدة، مما يجعل التشبيه الذي أقمناه هاهنـا مفيـدا. لـذلك يجمـع المختصون على وجوب العمل على خفض كلفة الصواريخ، وهو ما يبدو أن مـن الممكن تحقيقه في حدود 15 إلى ٢٠ بالمانة، عبر إدخال بعض التعديلات علـى سبيل التدبير. وذاك لعمري أمر سيكون كبير الفائدة، شريطة أن لا تغضـي تلـك التعديلات إلى نقص في الأداء أو مس بشروط السلامة والأمان.
وليست سوق الأقمار الاصطناعية بمنأى عن هذا التطور. فكتلـة القمـر الصناعي التي كانت في الماضي لا تجاوز ٢٤٠٠ كيلو غرام، صارت اليوم تتراوح ما بين ٢٥٠٠ و 4000 كيلوغرام، وسيكون بمقدور الصاروخ Arrane في القريب أن يحمل إلى الفضاء أوزانا من سبعة أطنان وثمانية، ستصبح عشرة فما فوقها بعد ذلك، وهذا يعني أن صاروخا مثل هذا الصاروخ سيكون قادرا على وضع قمـرين اصطناعيين كبيرين في مدار حول الأرض، ولا يستهان في هذا الصدد بسـوق الأقمار الاصطناعية الصغيرة، وذاك ما جعل وكالة الفضاء الأوروبية تدعم برنامجا لتطوير صاروخ إطلاق يكون مهيأ لحمل مثل هذه الأقمار.
وقد يتساءل متسائل عن السر في كون وسيلة الدفع في صواريخ الإطـلاق الفضائية بقيت معتمدة منذ منشا تلك الصواريخ على نفث غازات الاحتـراق فلـم تتغير. والحق أنه رغم التحسينات الكبرى التي دخلت على طريقة تطبيق المبـادئ العامة المتبعة في هذا المجال، فإن المبادئ نفسها قد بقيت قائمة لم يشبها أي تغيير. لكن ألا يصح الشيء نفسه في حق السيارات التي بقيت منذ ما يزيد عن القرن من الزمان تعتمد على المحرك العامل بمبدأ الانفجار المتحكم فيه؟
د على هذا أن المختصين لا ينون يتقدمون بأفكار بديلة، نذكر منها علـى سبيل المثال طريقة الدفع الأيونية التي تقوم على نفث غاز مؤين يجـري تسـريع جزيئاته المشحونة كهربائيا، تسريعها عبر تعريضها لجاذبية حقل كهربائي يصطنع لهذه الغاية.
تستدعي التقنيات الفضائية تدخل فروع من العلوم شتى، من فيزياء وكيمياء متخصصتين في العناصر والمواد، وميكانيك وإلكترونيات ومعلوميات وطب وغير ذلك من أنواع العلوم، التي تعد الأبحاث الفضائية اليوم بحق رائدتها وقاطرتها فـي استكشاف سبل التجديد والإبداع. واليوم فإن التطبيقات المدنية الرامية إلى تحقيـق تدبير أمثل لكوكبنا واستكشاف أصق للنظام الشمسي ومراقبة أدق للقضاء البعيـده تمثل كلها تتويجا وتكملة للبرامج العسكرية التي كانت الأصـل وراء تطـوير تقية الصواريخ.
وقد يتساءل متسائل عن السر في كون وسيلة الدفع في صواريخ الإطـلاق الفضائية بقيت معتمدة منذ منشا تلك الصواريخ على نفث غازات الاحتـراق فلـم تتغير. والحق أنه رغم التحسينات الكبرى التي دخلت على طريقة تطبيق المبـادئ العامة المتبعة في هذا المجال، فإن المبادئ نفسها قد بقيت قائمة لم يشبها أي تغيير. لكن ألا يصح الشيء نفسه في حق السيارات التي بقيت منذ ما يزيد عن القرن من الزمان تعتمد على المحرك العامل بمبدأ الانفجار المتحكم فيه؟
د على هذا أن المختصين لا ينون يتقدمون بأفكار بديلة، نذكر منها علـى سبيل المثال طريقة الدفع الأيونية التي تقوم على نفث غاز مؤين يجـري تسـريع جزيئاته المشحونة كهربائيا، تسريعها عبر تعريضها لجاذبية حقل كهربائي يصطنع لهذه الغاية.
تستدعي التقنيات الفضائية تدخل فروع من العلوم شتى، من فيزياء وكيمياء متخصصتين في العناصر والمواد، وميكانيك وإلكترونيات ومعلوميات وطب وغير ذلك من أنواع العلوم، التي تعد الأبحاث الفضائية اليوم بحق رائدتها وقاطرتها فـي استكشاف سبل التجديد والإبداع. واليوم فإن التطبيقات المدنية الرامية إلى تحقيـق تدبير أمثل لكوكبنا واستكشاف أصق للنظام الشمسي ومراقبة أدق للقضاء البعيـده تمثل كلها تتويجا وتكملة للبرامج العسكرية التي كانت الأصـل وراء تطـوير تقية الصواريخ.
----------------------------------------------
Chung, Victoria I.; Crues, Edwin Z.; Blum, Mike G.; Alofs, Cathy (2007). An Orion/Ares I Launch and Ascent Simulation - One Segment of the Distributed Space Exploration Simulation (DSES)
Polmar, Norman; Moore, Kenneth J. (2004). Cold War submarines : the design and construction of U.S. and Soviet submarines. Washington, DC: Brassey's.. ISBN 978-1-57488-594-1.
Crosby, Alfred W. (2002). Throwing Fire: Projectile Technology Through History. Cambridge: Cambridge University Press. . ISBN 978-0-521-79158-8.
https://de.wikipedia.org/wiki/Ariane_5
0 comments
إرسال تعليق