محركات التفاعل

كان مشروع سكايلون تصميمًا لمركبة فضائية مدارية تعمل بنظام الدورة المركبة ، ذات مرحلة واحدة للوصول إلى المدار .

كان يتم تطوير سكايلون، ومحرك سابر الذي كان من المقرر أن يعمل به، كمشروع خاص يهدف إلى التغلب على العقبات التي تم فرضها على المزيد من تطوير هوتول بسبب تصنيف الحكومة البريطانية لمحرك هوتول كسر رسمي ، والحفاظ على تصميم المحرك سريًا لسنوات عديدة بعد ذلك.

ركزت جهود الشركة التطويرية على تطوير نموذج أرضي تجريبي لقلب مفاعل سابر الذي يعمل بالهواء، مع تمويل إضافي تم الحصول عليه من بيع الاستشارات والتطبيقات المنبثقة عن خبرتها في مجال المبادلات الحرارية.

في فبراير 2009، أعلنت وكالة الفضاء الأوروبية عن تمويلها الجزئي لأعمال تطوير محرك سكايلون بهدف إنتاج نماذج تقنية تجريبية بحلول عام 2011. ^{[ 12 ] [ 13 ]} وبفضل هذا التمويل، أكملت شركة رياكشن إنجنز برنامجًا تجريبيًا لمبادل حراري يعمل في درجات حرارة تحت الصفر دون حدوث تجمد، وطورت جامعة بريستول فوهة التمدد/الانحراف STRICT، وأكمل المركز الألماني لأبحاث الفضاء (DLR) نموذجًا تجريبيًا لغرفة احتراق مبردة بالمؤكسد. وادعت رياكشن أن هذا العمل رفع مستوى جاهزية مشروع سكايلون التكنولوجية إلى 4/5 .

في يوليو 2016، في معرض فارنبورو الجوي ، أعلنت شركة Reaction Engines عن حصولها على تمويل بقيمة 60 مليون جنيه إسترليني من وكالة الفضاء البريطانية ووكالة الفضاء الأوروبية لإنشاء محرك تجريبي أرضي من طراز SABRE بحلول عام 2020. ^{[ 14 ]}

في تعليقها على العمل الذي تم إنجازه في TF2 في كولورادو، أعلنت شركة Reaction Engines في أبريل 2019 أنها اختبرت بنجاح تقنية التبريد المسبق في ظروف فوق صوتية ضرورية لمنع انصهار المحرك، ^{[ 15 ]} وفي أكتوبر 2019، أعلنت Reaction أنها نجحت في التحقق من صحة المبرد المسبق الخاص بها في ظروف فرط صوتية (ماخ 5). ^{[ 16 ]}

في 5 فبراير 2008، أعلنت الشركة أنها صممت طائرة ركاب وصلت إلى مرحلة التصميم المبدئي. ستكون طائرة LAPCAT A2 قادرة على الطيران دون توقف لمسافة نصف الكرة الأرضية بسرعة تفوق سرعة الصوت (ماخ 5+). ^{[ 20 ]}

يحتوي المحرك، SCIMITAR ، على تقنية تبريد مسبق تشبه إلى حد ما تقنية SABRE، ولكنه لا يحتوي على ميزات الصاروخ، وقد تم تحسينه لتحقيق كفاءة أعلى في الطيران الجوي.

على الرغم من أن سكايلون صُممت فقط لإطلاق واستعادة الأقمار الصناعية، وستكون غير مأهولة، فقد اقترحت شركة رياكشن إنجنز المحدودة وحدة ركاب في حجرة الحمولة الخاصة بمركبة سكايلون الفضائية التابعة لشركة رياكشن إنجنز. ^{[ 21 ]}

صُممت وحدة الركاب لتناسب حجرة الحمولة، وكانت التصاميم الأولية قادرة على استيعاب ما يصل إلى 24 راكبًا وطاقمًا واحدًا. احتوت الوحدة على منفذ إرساء وغرفة معادلة ضغط من نوع محطة الفضاء الدولية كميزة مركزية. كما زُودت ببابين أرضيين متوازيين مع الأبواب الجانبية لحجرة حمولة سكايلون، مما يُسهل الوصول إلى المقصورة من الأرض. زُودت الأبواب بزلاقات هوائية تقليدية ليتمكن الركاب من الخروج في حالات الطوارئ الأرضية. ربما احتوت الوحدة على نوافذ من نوع نوافذ مكوك الفضاء على سطحها ليتمكن الركاب من الاستمتاع بالمناظر الفضائية. كما وُفرت دورة مياه ومرافق صحية داخل المقصورة. ^{[ 21 ]}

أدت دراسات لاحقة إلى تحسين المفهوم، حيث تم تجهيز التكوين الأولي بخمسة مقاعد قذف، لأربعة ركاب وطاقم واحد، على غرار رحلات مكوك الفضاء الأربع الأولى . وبمجرد اعتماد وحدة الركاب بالكامل، ستُزال مقاعد القذف ويتم تركيب 16 مقعدًا قائمًا للإقامات القصيرة في الفضاء (أقل من 14 يومًا) وأربعة مقاعد مستلقية للإقامات الطويلة في الفضاء (أكثر من 14 يومًا). كما سيتم توفير مقعد قائم للطاقم. وتضمنت المركبة أيضًا أنظمة دعم الحياة أسفل أرضية المقصورة، وحجرات المعدات، ومخازن الشحن. ^{[ 22 ]}

كانت محطة القاعدة المدارية ( OBS ) مفهومًا لمحطة فضائية مستقبلية قابلة للتوسيع لتكون جزءًا لا يتجزأ من نظام النقل الفضائي المستقبلي، وكذلك في صيانة وبناء المركبات الفضائية المأهولة المستقبلية إلى القمر والمريخ. ^{[ 23 ]}

كان تصميم نظام مراقبة المدار (OBS) معياريًا، وافترض استخدام محركات التفاعل سكايلون في مدار أرضي منخفض. استند الهيكل إلى أسطوانة، مصممة لتوفير مساحة داخلية لبناء وإصلاح مختلف المركبات الفضائية. كما يوفر الهيكل الأسطواني مساحة لوحدات سكنية مزودة بمنافذ إرساء، وأذرع آلية، ومحطات وقود لتزويد المركبات الفضائية العابرة للكواكب بالوقود.

كانت مهمة محركات التفاعل تروي عبارة عن مفهوم لمهمة مأهولة مستقبلية إلى المريخ . وقد نشأ هذا المفهوم لتأكيد قدرة مركبة الإطلاق سكايلون على تمكين استكشاف بشري واسع النطاق لكواكب النظام الشمسي . ^{[ 24 ]}

تضمنت فكرة مركبة تروي الفضائية مهمة تمهيدية آلية، تشمل مرحلة مغادرة من الأرض ومرحلة نقل إلى المريخ. كان من المقرر أن تُطلق من المركبة الفضائية وحدة سكنية ووحدة تخزين ووحدة دفع، لتهبط جميعها معًا في موقع مُختار على سطح المريخ لتشكيل قاعدة. كما تضمنت مركبات نقل لنقل أفراد الطاقم من وإلى القاعدة إلى مركبة فضائية مأهولة تدور في المدار. كان من المفترض إرسال ثلاث مركبات تمهيدية إلى المريخ لإنشاء ثلاث قواعد على الكوكب، بهدف استكشاف سطحه على أوسع نطاق.

بعد 50 يومًا من الإطلاق، كان من المقرر إعادة مرحلة مغادرة الأرض إلى مدار أرضي منخفض بواسطة جاذبية الأرض، وكان من المقرر أن تقوم مركبة السحب الفضائية "فلوت " بإعادة المرحلة إلى محطة القاعدة المدارية لبناء المهمة المأهولة اللاحقة.

ستتألف المركبة الفضائية المأهولة من ثلاث وحدات سكنية، وثلاثة منافذ إرساء، ومركبتين ناقلتين. ستدور المركبة حول محورها المركزي لتوفير جاذبية اصطناعية . ستغادر الأرض بمرحلة المغادرة الأرضية، وتنتقل إلى المريخ بمرحلة الانتقال المريخية، حيث ستلتقي بالمركبة الفضائية السابقة في مدار المريخ. ستلتحم المركبتان معًا لتمكين الطاقم من الانتقال إلى المركبتين الناقلتين للهبوط على سطح المريخ في موقع محدد. سيقضي الطاقم، برفقة المركبات الجوالة المجهزة، 14 شهرًا لاستكشاف سطح المريخ. سيعود الطاقم إلى مدار المريخ بالمركبة الناقلة، ويلتحم بالمركبة الفضائية المأهولة في المدار. بعد فحص دقيق للمركبة، ستغادر المريخ عائدة إلى الأرض بمرحلة العودة الأرضية. عند دخول المركبة في مدار مولنيا حول الأرض، سيستقل الطاقم مركبة ناقلة للانتقال إلى مدار أرضي منخفض، والالتقاء بالمركبة الفضائية سكايلون المنتظرة والالتحام بها للعودة إلى الأرض.

سيتم بناء المركبة الفضائية في محطة القاعدة المدارية داخل الهيكل الأسطواني. ونظرًا لتصميمها المعياري للغاية، سيتم نقل مكوناتها بواسطة مركبة سكايلون الفضائية. وقد صُممت محركات الصواريخ وخزانات الوقود والمؤكسد ووحدات السكن لتناسب حجرة حمولة سكايلون، بحيث تتسع المركبة المجمعة بالكامل داخل الهيكل الأسطواني لمحطة القاعدة المدارية. ^{[ 25 ]}

كانت مركبة النقل المدارية فلوت ( OTV ) نموذجًا أوليًا لمركبة سحب فضائية مستقبلية . وكان من المفترض أن تتمتع بالقدرة على الالتحام بالمركبات الفضائية المدارية ونقل الحمولة في المدار. وقد صُممت لتجميعها من جزأين، كل منهما بحجم مناسب لحجرة الحمولة في مركبة سكايلون، على أن تُطلق من سكايلون، وأن تكون جزءًا لا يتجزأ من بناء محطة القاعدة المدارية، بالإضافة إلى محركات التفاعل تروي، واستعادة مرحلة مغادرة الأرض من مهمة بريكرسور التابعة لمهمة تروي. ^{[ 26 ] [ 27 ]}