مساعدة الإطلاق الجوي للوصول إلى الفضاء

برنامج الوصول الفضائي بمساعدة الإطلاق المحمول جواً ( DARPA ALASA) هو برنامج ملغي تابع لوكالة مشاريع البحوث الدفاعية الأمريكية (DARPA )، وكان يهدف إلى إنتاج صاروخ قادر على إطلاق قمر صناعي يزن 100 رطل إلى مدار أرضي منخفض بتكلفة تقل عن مليون دولار. ^{[ 1 ]} تم وضع تصور البرنامج، ثم الإعلان عنه في عام 2011، وبدأ العمل على تطويره الممول في عام 2012. وتم إنهاء المشروع في أواخر عام 2015.

تُعدّ طرق إطلاق الأقمار الصناعية التقليدية مكلفة للغاية لوضع حمولات صغيرة في المدار دون حمولة أكبر مصاحبة لها، ما يجعل عملية الإطلاق مُجدية اقتصاديًا. تُجرى عمليات إطلاق الأقمار الصناعية التي يقل وزنها عن 45 كيلوغرامًا حاليًا كحمولات مُلحقة على متن مركبات فضائية أكبر حجمًا، تتجه عادةً إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض ، وتُطلق على ارتفاع الحمولة الرئيسية. إضافةً إلى ذلك، ارتفعت تكاليف التشغيل من البنية التحتية الأرضية مع تقادمها، لتُشكّل ما يصل إلى 35% من تكلفة الإطلاق. هذا يُقيّد عدد عمليات إطلاق الأقمار الصناعية الخفيفة إلى 10-12 عملية سنويًا، وهو عدد يُمكن زيادته إذا أمكن إطلاق حمولات صغيرة إلى الفضاء بتكلفة معقولة ودون قيود على المدى الأرضي. وقد طُرحت فكرة إطلاق الأقمار الصناعية جوًا بجدية لأول مرة خلال خمسينيات وستينيات القرن الماضي، لكن الحمولات الصغيرة التي تزن حوالي 45 كيلوغرامًا في ذلك الوقت لم تكن تتمتع بقدرات فعّالة، لذا تم تجاهل هذه الطريقة. كان صاروخ بيغاسوس التابع لشركة أوربيتال ساينسز أول صاروخ يُطلق من الجو لوضع قمر صناعي في مداره ، وذلك في 13 يونيو 1990؛ إلا أنه يُطلق حاليًا من طائرة ركاب من طراز لوكهيد إل-1011 مُعدّلة بشكل كبير ومكلفة . يهدف برنامج ألاسا إلى استخدام منصة طائرة غير مُعدّلة (باستثناء البرمجيات) لا تتطلب تخصيصها لهذه المهمة، لوضع قمر صناعي يزن 100 رطل في مداره، ولا يتطلب ذلك سوى إشعار مسبق لمدة 24 ساعة لدمج الحمولة وإطلاقها، مع إمكانية إعادة تخطيط الإطلاق أثناء الطيران ونقل الطائرة إلى أي مطار مدني أو قاعدة جوية عسكرية في حالات الطوارئ، وذلك باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو نظام تحديد المواقع بالقصور الذاتي الموجود على متن الطائرة بدلاً من تتبع الرادار الأرضي. ^{[ 2 ]}

تم الإعلان عن طلب تقديم العروض للبرنامج في عام 2011، وتم منح ست شركات عقودًا في يوليو 2012. وشملت الشركات الست الفائزة التي وقعت عقود المرحلة الأولى مع داربا ما يلي: ^{[ 1 ]}

• بوينغ - مفهوم النظام
• لوكهيد مارتن - يستخدم التصميم "طائرة تكتيكية لتوفير مرحلة أولى قابلة لإعادة الاستخدام ذات حالة طاقة عالية ، مما يتيح عمليات الإطلاق من قواعد في جميع أنحاء العالم" ^{[ 1 ]}
• نورثروب غرومان
• مختبرات معلومات الفضاء - "توفر ثلاث تقنيات تمكينية رئيسية يمكن استخدامها في أنظمة إطلاق متعددة، بما في ذلك نظام التتبع المتري لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS )، ونظام إنهاء الرحلة المستقل (AFTS)، ونطاق الإطلاق الفضائي لتقليل تكلفة إطلاق المدى." ^{[ 1 ]}
• فينتونس – مركبة الإطلاق للمرحلة الثانية
• تستخدم شركة فيرجن غالاكتيك طائراتها الحاملة من طراز وايت نايت 2 الموجودة لديها

في المرحلة الأولى، تم تمويل شركات بوينغ ولوكهيد مارتن وفيرجن غالاكتيك لاستكشاف مفاهيم مختلفة لنظام ألاسا، بينما تم التعاقد مع شركات نورثروب غرومان ومختبرات معلومات الفضاء وفينتونز للعمل على التقنيات التمكينية التي يمكن استخدامها من قبل أي من فرق النظام أو جميعها. ^{[ 3 ]}

في ديسمبر 2012، أعلنت داربا أن برنامج ألاسا سيوفر معزز مركبة الإطلاق لبرنامج داربا آخر يهدف إلى إطلاق " مجموعة من 24 قمرًا صناعيًا صغيرًا (يبلغ وزن كل منها حوالي 20 كيلوغرامًا (44 رطلاً) ) بدقة تصوير تبلغ مترًا واحدًا ." ^{[ 4 ]} 

في مايو 2013، طلبت داربا 40 مليون دولار أمريكي لتمويل برنامج ALASA للسنة الثانية في ربيع 2013. ^{[ 5 ]}

في مارس 2014، فازت بوينغ بعقد المرحلة الثانية الضخم لمشروع ALASA من وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، والذي تتراوح قيمته بين 32 و104 ملايين دولار أمريكي . ^{[ 6 ]} ستستخدم بوينغ مقاتلتها من طراز F-15E سترايك إيغل لحمل صاروخ ALASA إلى ارتفاع يصل إلى 12,000 متر (39,000 قدم) ، ثم تطلق الصاروخ الذي يبلغ طوله 7.3 متر (24 قدمًا) ليشتعل ويحمل نفسه إلى المدار. سيؤدي استخدام طائرة مقاتلة معدلة لإطلاق الصاروخ إلى زيادة مواقع إطلاق الأقمار الصناعية من أربعة مواقع ( محطة كيب كانافيرال الجوية ، فلوريدا؛ قاعدة فاندنبرغ الجوية ، كاليفورنيا؛ منشأة والوبس للطيران ، فرجينيا؛ وجزيرة كودياك ، ألاسكا) إلى أي مدرج متاح. يُستهدف أن تبلغ تكلفة وضع قمر صناعي صغير يزن 45 كيلوغرامًا (99 رطلًا) في المدار مليون دولار أمريكي، أي بانخفاض قدره 66%. وكان من المأمول إجراء إطلاق تجريبي في السنة المالية 2015. ^{[ 7 ]}      

لم يكن إطلاق حمولة ALASA يتطلب أي تعديلات على مركبة الإطلاق F-15E، ولا حتى تعديلات برمجية، لأن الصاروخ سيستخدم نفس بروتوكولات الاتصالات المستخدمة في أنظمة الأسلحة التقليدية. وهذا يُمكّن الطائرة من مواصلة تنفيذ مهام أخرى، مما يوفر تكلفةً مقارنةً بتخصيصها لمهام محددة. كما سيتميز الصاروخ بتقنيات تصميم جديدة لتقليل التعقيد والتكاليف. وسيعمل بوقود أحادي، وهو مزيج من أكسيد النيتروز والأسيتيلين ، يُخلطان معًا في خزان وقود واحد عند درجة حرارة أقل بقليل من درجة حرارة الغرفة؛ ويُعد اختيار هذا الوقود تبسيطًا كبيرًا لتعقيد الصاروخ. كما أن تصميم الصاروخ غير تقليدي، حيث تُركّب المحركات الأربعة للمرحلة الأولى في المقدمة بدلًا من المؤخرة. وتخطط وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) لتطوير نظام إطلاق ثانٍ أصغر حجمًا يُسمى مركبة الإطلاق الجوية الصغيرة إلى المدار (SALVO) لفهم تكلفة التشغيل، وتجربة تقنيات جديدة مثل المضخات التي تعمل بالبطاريات لمحركات الصاروخ، وتقديم برنامج شامل قبل إطلاق ALASA. كان من المقرر إطلاق مشروع سالفو في ربيع عام 2015، قبل ستة إلى تسعة أشهر من أول رحلة طيران لمشروع ألاسا في أواخر عام 2015. وكان من المقرر إجراء 12 رحلة جوية حتى منتصف عام 2016 من قاعدة إيجلين الجوية في فلوريدا فوق المحيط الأطلسي. ^{[ 8 ]}

بحلول يونيو 2015، أفادت التقارير أن وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) والقوات الجوية قد بدأتا رحلات SALVO، وربما كانتا قد بدأتاها بالفعل لمواجهة المراقبة الإلكترونية والأشعة تحت الحمراء الصينية والروسية؛ وهذا قد يعني أن برنامج ALASA سيمنح الولايات المتحدة قدرة "إطلاق أقمار صناعية خفية". ^{[ 9 ]}

كان للبرنامج ميزانية قدرها 46 مليون دولار أمريكي للمرحلة الأولى التي امتدت 18 شهرًا حتى سبتمبر 2013، حين خططت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) لمسابقة أخرى لاختيار فريق واحد على الأقل لإجراء ما يصل إلى 36 عملية إطلاق في عام 2015 بهدف إثبات فعالية نظام ألاسا على نطاق واسع. ^{[ 3 ]} وقد طُلب مبلغ 40 مليون دولار أمريكي للسنة الثانية. ^{[ 5 ]}

بعد أن أعلنت داربا في ديسمبر 2012 أنه سيتم اختيار مركبة الإطلاق ALASA التي يتم إطلاقها جواً لإطلاق الأقمار الصناعية الصغيرة لبرنامج داربا SeeMe ، ظهرت بعض التساؤلات حول سبب عدم النظر في الخيارات التجارية الأخرى قيد التطوير حاليًا، مثل Virgin Galactic LauncherOne و XCOR Aerospace Lynx . ^{[ 4 ]}

أنهت وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA) البرنامج في أواخر عام 2015، بسبب مخاوف تتعلق بالسلامة بشأن الوقود الأحادي الفريد من نوعه، NA-7 ، الذي انفجر في اختبارين أرضيين. وأُفيد بأن تطوير الوقود سيستمر، وكذلك الجهود المبذولة لتطبيق التقنيات التي طُوّرت في البرنامج. ^{[ 10 ]}

• إطلاق جوي إلى المدار
• XS-1 (مركبة فضائية)
• أسترا روكيت

• صفحة برنامج داربا ألاسا على موقع مكتب التكنولوجيا التكتيكية
• طلبات عقود ALASA ومنحها – FedBizOpps.gov