نوفا (صاروخ ناسا)

كانت نوفا سلسلة من تصاميم الصواريخ التي اقترحتها وكالة ناسا قبل وبعد صاروخ ساتورن 5 المستخدم في برنامج أبولو . وكانت نوفا أول صاروخ إطلاق كبير تقترحه ناسا عام 1958، لمهام مشابهة لتلك التي استُخدم فيها ساتورن 5 لاحقًا. تشابه تصميما نوفا وساتورن 5 بشكل كبير في المفهوم الأساسي والطاقة والحجم والوظيفة. كانت الاختلافات طفيفة ولكنها عملية، وفي النهاية تم اختيار ساتورن لبرنامج أبولو، ويرجع ذلك أساسًا إلى إمكانية إعادة استخدام المنشآت القائمة على نطاق أوسع، وقدرته على الوصول إلى منصة الإطلاق في وقت أبكر.

خلال سلسلة من الدراسات التي أُجريت بعد برنامج أبولو في أواخر الستينيات، كشفت دراسة إمكانية إرسال مهمة مأهولة إلى المريخ عن الحاجة إلى معززات أكبر بكثير من تلك المستخدمة في برنامج أبولو، فتم تطوير سلسلة جديدة من التصاميم تضم ما يصل إلى ثمانية محركات من طراز روكيتداين إف-1 تحت اسم نوفا (إلى جانب ساتورن إم إل في ). تُستخدم صورة نوفا سي 8 عادةً كمثال على سلسلة نوفا بأكملها، وتشير العديد من المراجع إلى نوفا تحديدًا إلى هذه الإصدارات التي طُورت بعد برنامج أبولو. كانت سلسلتا التصميم منفصلتين في الأساس، لكنهما تشتركان في الاسم. وبالتالي، فإن "نوفا" لا تشير إلى تصميم صاروخي محدد، بل إلى صاروخ أكبر من ساتورن 5 في معظم الحالات. كان نوفا هو الاسم الذي استخدمته ناسا في أوائل الستينيات لصاروخ معزز فائق القوة يتراوح دفعه بين 10 و40 مليون رطل (44 إلى 178 ميغا نيوتن) . ^{[ 1 ] [ 2 ]} 

صُممت سلسلة نوفا الأولى داخليًا في وكالة ناسا عام 1958. درس هذا المشروع عدة تصاميم، أصغرها يتكون من أربع محركات F-1 في المرحلة السفلية ومحركات J-2 في المراحل العلوية. وضع هذا التصميم حمولة 24 طنًا في مسار حقن قمري. عُرضت هذه التصاميم على الرئيس دوايت د. أيزنهاور في 27 يناير 1959. ^{[ 3 ]}

لم تكن تصاميم نوفا هي الصواريخ القمرية الوحيدة قيد الدراسة آنذاك. فقد كان سلاح الجو الأمريكي بصدد تحديد مشروع لونكس ، الذي تضمن تصميمًا ضخمًا للمعززات باستخدام مجموعة من صواريخ الوقود الصلب في المرحلة السفلية، مع مراحل علوية تعمل بالهيدروجين السائل تحمل صواريخ J-2 أو M-1 . في الوقت نفسه، في ترسانة ريدستون التابعة للجيش الأمريكي ، كان فيرنر فون براون يطور تصميمه " جونو 5 "، مستخدمًا مجموعة من محركات وخزانات جوبيتر وريدستون للمرحلة السفلية، وصاروخ تيتان 1 للمرحلة الثانية.

في عام ١٩٥٩، قرر الجيش أنه لم يعد مهتمًا بتطوير معززات كبيرة، إذ لم تكن لديه حاجة ملحة لها، فأحال فريق فون براون إلى وكالة ناسا. وبذلك، أصبح لدى ناسا تصميمان لمعززات كبيرة: تصميمها الخاص "نوفا"، وتصميم فون براون الذي أعيد تسميته مؤخرًا "ساتورن" (نسبةً إلى كوكب المشتري ). وعلى مدى العامين التاليين، استمرت الدراسات المتنافسة بين ناسا والقوات الجوية، ولكن فور دعوة الرئيس جون إف. كينيدي للوصول إلى القمر قبل نهاية العقد، أُسندت المهمة إلى ناسا، وانتهى العمل على مشروع "لونكس".

صممت ناسا في الأصل مركبة نوفا الفضائية لمهمة " الصعود المباشر "، حيث يتم وضع مركبة فضائية كبيرة واحدة في مدار حول الأرض، وبعد انتقالها إلى مدار قمري، تهبط مباشرة على سطح القمر وتنطلق دون الحاجة إلى الالتقاء والالتحام بمركبات فضائية متعددة، وهو أمر لم يُجرَّب بعد وكان يُعتقد أنه صعب. وقد أدى ذلك إلى زيادة كبيرة في كتلة الإطلاق للمركبة الفضائية.

فضّل فون براون تصميمًا يُبنى فيه هيكل المركبة الفضائية في مدار أرضي، مما يقلل من كتلة الإطلاق اللازمة لكل عملية إطلاق. مع ذلك، ومع بدء الدراسات حول المركبة الفضائية اللازمة للمهمة، اتضح أن الأنظمة ستكون أثقل بكثير مما كان متوقعًا في البداية؛ إذ كانت تصاميم نوفا الحالية صغيرة جدًا، وكان تصميم ساتورن الأصلي سيحتاج إلى ما يصل إلى خمس عشرة عملية إطلاق لوضع جميع الأجزاء والوقود في المدار. ونتيجة لذلك، أُعيد تصميم كلا التصميمين.

كانت نوفا لا تزال تستهدف أسلوب الصعود المباشر، الذي يتطلب أعلى قدرة رفع. وقد احتوى أقوى تصميم من بين التصاميم "العادية" الناتجة، وهو 8L، على ثمانية محركات F-1 في المرحلة السفلية، ووضع 68 طنًا في مسار عابر للقمر. ^{[ 4 ]} واستبدلت تصاميم أخرى في السلسلة محركات F-1 بصواريخ صلبة كبيرة. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]}

اقترحت شركة جنرال دايناميكس محركات صاروخية نووية للمراحل العليا. ^{[ 9 ] [ 10 ]} وتراوحت حمولة القمر للنماذج المختلفة بين 48 و75 طنًا.

تمت دراسة عدد من صواريخ ساتورن المطورة. أصبح تصميم الدكتور فون براون الأصلي لصاروخ ساتورن هو النموذج A-1 ، بينما استبدل النموذج A-2 صاروخ تيتان بصاروخ جوبيتر. استخدم النموذج B-1 الأكثر قوة مجموعة من صواريخ تيتان في مرحلته الثانية، ولكنه كان مشابهًا للنموذج A-1 في باقي الجوانب. أما المقترحات الأكثر "جذرية"، والتي تتطلب محركات جديدة، فقد جُمعت في "سلسلة C". كان النموذج C-1 مشابهًا للنموذج A-1، ولكنه استخدم مراحل علوية جديدة مشتقة من محركات تيتان، بينما استخدم النموذج C-2 المشابه مراحل علوية جديدة تعمل بمحركات J-2. استخدمت النماذج من C-3 إلى C-5 نفس المراحل العلوية التي تعمل بمحركات J-2، ولكنها أضافت مرحلة أولى جديدة تعمل بثلاثة أو أربعة أو خمسة محركات F-1 (ومن هنا جاءت التسميات). ظل النهج المفضل للدكتور فون براون هو الالتقاء في مدار الأرض (EOR)، ولكن هذه المرة بالاعتماد على صاروخين من طراز ساتورن C-3.

بلغ الجدل بين مختلف المناهج ذروته عام ١٩٦١، وكانت النتيجة غير متوقعة لكلا الفريقين. فبدلاً من الصعود المباشر أو الالتقاء في مدار الأرض، اختار فريق العمل خيارًا ثالثًا، وهو الالتقاء في مدار القمر (LOR). كان لـ LOR متطلبات كتلة متوسطة تقريبًا بين ساتورن C-3 ونوفا 8L. بعد دراسة متطلبات تعديل أي من الصاروخين لتلبية المتطلبات الجديدة البالغة حوالي ٢٠٠,٠٠٠ رطل (٩١,٠٠٠ كجم) في مدار أرضي منخفض (LEO)، بدا أن ساتورن C-5 هو الحل الأمثل. كما تم بناء نموذج C-2 كنظام اختبار، لإطلاق مجموعات فرعية إلى المدار لإجراء اختبارات الطيران قبل أن يصبح C-5 جاهزًا. كان العامل الحاسم في اختيار ساتورن على نوفا هو إمكانية بناء ساتورن C-5 في مصنع قائم خارج نيو أورليانز ، والذي عُرف لاحقًا باسم منشأة ميشود للتجميع ، بينما كان من الضروري بناء مصانع جديدة لـ نوفا ذات القطر الأكبر. 

استمرت الدراسات على سلسلة نوفا حتى عام 1962 كنسخة احتياطية لكوكب زحل، ولكن تم إنهاؤها في النهاية عندما ترسخ ملف تعريف LOR القائم على زحل.

مع استمرار برنامج أبولو، بدأ مصممو ناسا بدراسة احتياجاتهم لما بعد أبولو، وبدا أن إرسال مهمة مأهولة إلى المريخ سيكون الخطوة "البديهية" التالية. كان صاروخ ساتورن 5 صغيرًا جدًا لهذه المهمة، فبدأت سلسلة ثانية من دراسات تصميم نوفا لصواريخ إطلاق تصل حمولتها إلى 588,000 كيلوغرام (1,296,000 رطل) مُخطط لها في عام 1977 ^{[ 13 ]} للوصول إلى مدار أرضي منخفض. وعلى عكس سلسلة نوفا الأصلية التي صممتها ناسا، دُرست التصاميم الجديدة بموجب عقود من قبل شركات الطيران والفضاء الكبرى التي لم تحصل على عقود رئيسية متعلقة بأبولو، وتحديدًا جنرال دايناميكس ومارتن ماريتا . كما قرر فيليب بونو من شركة دوغلاس للطائرات تقديم مقترحاته الخاصة غير المطلوبة. 

قدمت جميع الشركات مجموعة واسعة من التصاميم. استند العديد منها إلى تقنيات موجودة، مع تطويرها بشكل مناسب. على سبيل المثال، استخدم أصغر تصميم لشركة مارتن، وهو 1B، أربعة عشر محركًا من طراز F-1 في المرحلة الأولى، وبلغت حمولته في المدار الأرضي المنخفض 300,000 كيلوغرام (662,000 رطل ) . ^{[ 14 ]} كما اقترحت الشركات عددًا من التصاميم "المتقدمة" باستخدام أحدث التقنيات (غير المطورة)، ولا سيما محركات إيروسبايك . كان مفهوم نوفا C8 مطابقًا تقريبًا لمفهوم " ساتورن C-8 " المقترح؛ مع وجود اختلافات في محركات المراحل وفي ترتيب الزعانف/التوهج في المرحلة الأولى. 

بعد وقت قصير من تقديم المقترحات، اتضح أن التمويل بعد برنامج أبولو سيكون أقل بكثير. تخلت ناسا عن خططها لمشروع نوفا في عام 1964.

• قائمة بتصاميم مركبات الإطلاق الملغاة

• جدول مقارنة بين تكوينات ساتورن 5 ونوفا
• مدخل موسوعة رواد الفضاء