مركبة إطلاق ثقيلة مشتقة من مكوك الفضاء

كانت مركبة الإطلاق الثقيلة المشتقة من المكوك الفضائي (" HLV ") اقتراحًا بديلًا لمركبة إطلاق فائقة الثقل لبرنامج ناسا كونستليشن . وقد عُرضت لأول مرة على لجنة أوغسطين في 17 يونيو 2009.

استنادًا إلى مفهوم المكوك الفضائي C ، الذي كان موضوعًا لدراسات عديدة منذ ثمانينيات القرن الماضي، كان المكوك الفضائي الثقيل (HLV) مركبة إطلاق مشتقة من المكوك الفضائي (SDLV) تهدف إلى استبدال المركبة المدارية المجنحة من هيكل المكوك الفضائي بحاملة حمولة جانبية. وكان من المقرر أن يبقى خزان الوقود الخارجي (ET) ومعززات الصواريخ الصلبة (SRBs) ذات الأجزاء الأربعة للمكوك الفضائي كما هي.

وفقًا للتقديرات الأولية، كان من الممكن تطوير المركبة الفضائية الثقيلة في غضون 4 سنوات ونصف مقابل حوالي 6.6 مليار دولار أمريكي، ^{[ 1 ]} وهو ما يمثل حوالي 20٪ من التكاليف المقدرة لتطوير مركبتي Ares I و Ares V.

تمت دراسة نموذج مكوك فضائي جانبي غير مأهول، أُطلق عليه اسم "شاتل-سي"، بين عامي 1984 و1995. ^{[ 2 ]} لم يُموّل خيار "شاتل-سي" المخصص للشحن فقط في ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي بسبب قيود ميزانية ناسا. بعد كارثة مكوك الفضاء كولومبيا ، أُعدّت دراسة صناعية لمدة عامين (2004 و2005) لمواصلة دراسة هذا النموذج كبديل للمكوك. كما بحثت دراسة هندسة أنظمة الاستكشاف (ESAS) في عام 2005 خيار "شاتل-سي" لمشروع كونستليشن، ولكن بنسخة غير مأهولة فقط. كانت جميع هذه النماذج تهدف إلى أن تكون المركبة الحاملة الجانبية مركبة فضائية ذاتية التشغيل، تنفصل عن الخزان الخارجي بعد إيقاف تشغيل المحرك الرئيسي، على غرار مكوك الفضاء. تضمنت بعض الدراسات إعادة استخدام المحركات الرئيسية لمكوك الفضاء على هذه المركبة الحاملة الجانبية. لم يتضمن أي من النماذج فصل غطاء الحمولة أثناء الصعود.

استند اقتراح المركبة الفضائية الثقيلة (HLV) المُقدّم في 17 يونيو 2009 جزئيًا إلى اقتراح المكوك الفضائي C الأصلي . تمثلت الاختلافات الرئيسية في عدم إمكانية فصل الحامل الجانبي عن المركبة الفضائية، واقتراح نقل الطواقم على متن المركبة الفضائية الثقيلة. شمل الاقتراح عمل حوالي 60 مهندسًا من وكالة ناسا. ^{[ 3 ]}

تم اقتراح أن تكون المركبة الثقيلة (HLV ) مركبة تزن 4,600,000 رطل (2,100,000 كجم) عند الإطلاق مع اثنين من معززات الصواريخ الصلبة لمكوك الفضاء المكونة من 4 أجزاء والتي تزن حوالي 2,600,000 رطل (1,200,000 كجم) مما يوفر قوة دفع إجمالية تبلغ 5,900,000 رطل (26 ميجا نيوتن) عند مستوى سطح البحر وخزان الوقود الخارجي لمكوك الفضاء الذي يزن حوالي 1,660,000 رطل (750,000 كجم) مع الوقود.    

كان من المقرر أن تتضمن المركبة الحاملة الجانبية ذيلًا مدببًا مستوحى من مكوك الفضاء، يحمل المحركات الرئيسية الثلاثة لمكوك الفضاء وعناصر الدفع الأخرى. وستشغل حاملة الحمولة، بقطر 7.5 متر (25 قدمًا) وغطاء قابل للفصل يزن 23,000 كيلوغرام (51,000 رطل)، المساحة التي يشغلها عادةً باقي أجزاء المركبة المدارية. ولن تحتوي المركبة الأساسية على مرحلة علوية، مما يتطلب من الحمولة إجراء عملية تدوير المدار، وربما عمليات حقن عابرة للقمر . ^{[ 4 ]}  

كان التطوير الوحيد الجديد كليًا للأجهزة المطلوبة لمركبة الإطلاق الثقيلة (HLV) هو الحامل الجانبي. أما جميع المكونات الأخرى المستخدمة في مركبة الإطلاق الثقيلة فكانت مستخدمة سابقًا في مكوك الفضاء، وحتى الرحلات الست الأولى للمركبة، كانت ستستخدم قطع غيار وأجهزة عاملة مُستعادة من المركبات المدارية، بما في ذلك وحدات إلكترونيات الطيران ، وبرامج الطيران، ومحركات SSME (رحلات المجموعة الأولى). لم يكن هناك حاجة لأي تغيير يُذكر في البنية التحتية الحالية لمكوك الفضاء، بدءًا من مبنى تجميع المركبات، مرورًا بحاملة الخزانات الخارجية، وصولًا إلى منصات الإطلاق.

صُممت مركبة الإطلاق الثقيلة (HLV) لنقل الطاقم والشحنات إلى محطة الفضاء الدولية، وكان هدفها الأساسي استبدال بنية مركبات آريس 1 - آريس 5 القمرية. اعتمدت بنية المهمة الأولية على مسار الالتقاء في مدار قمري . وكان من المقرر إطلاق مركبتي إطلاق ثقيلتين لإتمام مهمة واحدة. كان من المقرر إطلاق المركبة الأولى حاملةً مركبة الهبوط القمرية ، ووضعها مباشرةً في مسار انتقالي قمري. كان من المفترض أن تبلغ الكتلة الصافية لمركبة الهبوط القمرية 35 طنًا متريًا بعد هذا المسار، وأن تدخل في مدار قمري منخفض. في هذا المدار، كان من المفترض أن يبلغ وزن مركبة الهبوط القمرية حوالي 28 طنًا متريًا. ^{[ 6 ]}

كان من المقرر أن تحمل المركبة الفضائية الثقيلة الثانية مركبة أوريون الفضائية وطاقمها في عملية حقن عابرة للقمر. وستبقى مركبة أوريون الفضائية، التي تزن 20 طنًا متريًا، متصلة بالمرحلة العلوية، التي كان من المقرر أن تدخل مركبة أوريون الفضائية إلى مدار القمر المنخفض (LLO) وتلتحم بمركبة الهبوط القمرية.

كانت خيارات تطوير المركبة الفضائية الثقيلة محدودة. فبينما كان من الممكن استخدام معززات الصواريخ الصلبة ذات الخمسة أجزاء، إلا أن ذلك كان سيتطلب إعادة هندسة كبيرة لزيادة الحمولة بمقدار 7 أطنان مترية إلى مدار أرضي منخفض. وشملت خيارات التطوير الأخرى ترقية المحرك الرئيسي للصاروخ إلى مستوى دفع 106% أو 109%، أو استبدال المحرك العلوي J-2X بمحرك رئيسي للصاروخ قابل للإقلاع من الجو. ^{[ 4 ]}

• كوكب المشتري (عائلة الصواريخ)
• ماغنوم (صاروخ) ، وهو مفهوم مركبة رفع ثقيلة مشتق من مكوك الفضاء في التسعينيات.
• لجنة مراجعة خطط رحلات الفضاء البشرية في الولايات المتحدة

• مجلة هيفت حول مركبة الإطلاق الثقيلة
• يوتيوب: مفهوم مركبة الإطلاق الثقيلة الجانبية المشتقة من مكوك الفضاء التابع لناسا (تم عرضها لأول مرة في 17 يونيو 2009)
• مجلة يونيفرس توداي: طريق أسرع وأرخص (وأفضل؟) إلى القمر (1 يوليو 2009)
• صحيفة سان فرانسيسكو كرونيكل : خطة بديلة لإيصال ناسا إلى القمر بتكلفة أقل (5 يوليو 2009)
• ورقة هبوط القمر من تحالف الإطلاق المتحد
• يوتيوب: فيديو توضيحي لمفهوم مركبة الإطلاق الثقيلة المشتقة من مكوك الفضاء التابع لناسا، من إعداد مستخدم يوتيوب Hazegrayart