مركبة الإطلاق

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Launch vehicle" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (August 2009) (Learn how and when to remove this message)

Part of a series on
Spaceflight
History History of spaceflight Space Race Timeline of spaceflight Space probes Lunar missions Mars missions
Applications Communications Earth observation Exploration Espionage Military Navigation Settlement Telescopes Tourism
Spacecraft Robotic spacecraft Satellite Space probe Cargo spacecraft Crewed spacecraft Apollo Lunar Module Space capsules Space Shuttle Space stations Spaceplanes Vostok
Space launch Spaceport Launch pad Expendable and reusable launch vehicles Escape velocity Non-rocket spacelaunch
Spaceflight types Sub-orbital Orbital Interplanetary Interstellar Intergalactic
List of space organizations Space agencies Space forces Companies
Spaceflight portal
v t e

مركبة الإطلاق هي مركبة تعمل بالصواريخ مصممة لحمل حمولة ( مركبة فضائية مأهولة أو أقمار صناعية ) من سطح الأرض أو الغلاف الجوي السفلي إلى الفضاء الخارجي . الشكل الأكثر شيوعًا هو الصاروخ متعدد المراحل على شكل صاروخ باليستي ، لكن المصطلح أكثر عمومية ويشمل أيضًا مركبات مثل مكوك الفضاء . تعمل معظم مركبات الإطلاق من منصة إطلاق ، مدعومة بمركز تحكم في الإطلاق وأنظمة مثل تجميع المركبة والتزود بالوقود. ^[1] تم تصميم مركبات الإطلاق باستخدام تقنيات وديناميكيات هوائية متقدمة، مما يساهم في ارتفاع تكاليف التشغيل.

يجب على مركبة الإطلاق المدارية رفع حمولتها على الأقل إلى حدود الفضاء، أي ما يقرب من 150 كم (93 ميلاً) وتسريعها إلى سرعة أفقية لا تقل عن 7814 م/ث (17480 ميلاً في الساعة). ^{[2] تطلق المركبات} دون المدارية حمولاتها بسرعة أقل أو يتم إطلاقها بزوايا ارتفاع أكبر من الأفقي.

تستخدم مركبات الإطلاق المدارية العملية الدوافع الكيميائية مثل الوقود الصلب ، أو الهيدروجين السائل ، أو الكيروسين ، أو الأكسجين السائل ، أو الدوافع شديدة الاشتعال .

يتم تصنيف المركبات الإطلاقية حسب قدرتها على حمل الحمولة المدارية، بدءًا من الصغيرة والمتوسطة والثقيلة إلى فائقة الثقل .

تصنف وكالة ناسا مركبات الإطلاق وفقًا لقدرة الحمولة المنخفضة للمدار الأرضي : ^[7]

• مركبة إطلاق صغيرة الحجم : < 2000 كيلوغرام (4400 رطل) - على سبيل المثال فيجا ^[8]
• مركبة الإطلاق متوسطة الرفع : 2000 إلى 20000 كيلوغرام (4400 إلى 44100 رطل) - على سبيل المثال Soyuz ST ^[9]
• مركبة الإطلاق ذات الرفع الثقيل : > 20,000 إلى 50,000 كيلوغرام (44,000 إلى 110,000 رطل) - على سبيل المثال أريان 5 ^[9]
• مركبة رفع فائقة الثقل : > 50000 كيلوغرام (110000 رطل) - على سبيل المثال ساتورن 5 ^[10]

تتشابه الصواريخ التجريبية مع مركبات الإطلاق الصغيرة، إلا أنها عادة ما تكون أصغر حجمًا ولا تضع حمولات في المدار. تم استخدام صاروخ تجريبي معدل من طراز SS-520 لوضع حمولة تزن 4 كيلوجرام ( TRICOM-1R ) في المدار في عام 2018. ^[11]

تتطلب الرحلات الفضائية المدارية تسريع حمولة القمر الصناعي أو المركبة الفضائية إلى سرعة عالية جدًا. في فراغ الفضاء، يجب توفير قوى رد الفعل عن طريق طرد الكتلة، مما يؤدي إلى معادلة الصاروخ . إن فيزياء الرحلات الفضائية هي أن مراحل الصاروخ مطلوبة عادةً لتحقيق المدار المطلوب. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تم تصميم مركبات الإطلاق القابلة للاستهلاك للاستخدام لمرة واحدة، مع معززات تنفصل عادةً عن حمولتها وتتفكك أثناء إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي أو عند ملامستها للأرض. على النقيض من ذلك، تم تصميم مركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام ليتم استعادتها سليمة وإطلاقها مرة أخرى. فالكون 9 هو مثال على مركبة إطلاق قابلة لإعادة الاستخدام. ^[12] اعتبارًا من عام 2023، كانت جميع مركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام التي كانت تعمل على الإطلاق قابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا، مما يعني أن بعض المكونات يتم استعادتها والبعض الآخر لا يتم استعادته. وهذا يعني عادةً استعادة مراحل معينة، وعادةً ما تكون المرحلة الأولى فقط، ولكن في بعض الأحيان قد يتم استعادة مكونات معينة من مرحلة الصاروخ بينما لا يتم استعادة البعض الآخر. على سبيل المثال، استعاد مكوك الفضاء وأعاد استخدام معززات الصواريخ الصلبة ، ومركبة مكوك الفضاء المدارية التي عملت أيضًا كمرحلة ثانية، والمحركات المستخدمة في المرحلة الأساسية ( RS-25 ، والتي كانت تقع في الجزء الخلفي من المركبة المدارية)، ومع ذلك، لم يتم إعادة استخدام خزان الوقود الذي استمدت منه المحركات الوقود، والذي كان منفصلاً عن المحركات. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

على سبيل المثال، وكالة الفضاء الأوروبية مسؤولة عن صاروخ أريان 5 ، كما تقوم تحالف الإطلاق المتحد بتصنيع وإطلاق صواريخ دلتا 4 وأطلس 5. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يمكن وضع منصات الإطلاق على الأرض ( الميناء الفضائي )، أو على منصة محيطية ثابتة ( سان ماركو )، أو على منصة محيطية متحركة ( إطلاق بحري )، أو على غواصة . كما يمكن إطلاق مركبات الإطلاق من الجو . ^{[ بحاجة لمصدر ]}

تبدأ مركبة الإطلاق بحمولتها في مكان ما على سطح الأرض. وللوصول إلى المدار، يجب أن تتحرك المركبة عموديًا لمغادرة الغلاف الجوي وأفقيًا لمنع إعادة الاتصال بالأرض. تختلف السرعة المطلوبة حسب المدار ولكنها ستكون دائمًا متطرفة عند مقارنتها بالسرعات التي نواجهها في الحياة العادية. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

توفر مركبات الإطلاق درجات متفاوتة من الأداء. على سبيل المثال، يمكن إدخال قمر صناعي متجه إلى مدار ثابت جغرافيًا (GEO) مباشرةً بواسطة المرحلة العليا من مركبة الإطلاق أو إطلاقه إلى مدار انتقالي ثابت جغرافيًا (GTO). يفرض الإدخال المباشر متطلبات أكبر على مركبة الإطلاق، في حين أن مدار GTO يتطلب متطلبات أكبر من المركبة الفضائية. بمجرد دخول المدار، يمكن أن تتداخل قدرات المراحل العليا لمركبة الإطلاق والأقمار الصناعية، على الرغم من أن المراحل العليا تميل إلى أن يكون لها عمر مداري يقاس بالساعات أو الأيام بينما يمكن أن تدوم المركبة الفضائية عقودًا من الزمن. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتضمن الإطلاق الموزع تحقيق هدف بإطلاق مركبات فضائية متعددة. يمكن بناء مركبة فضائية كبيرة مثل محطة الفضاء الدولية عن طريق تجميع وحدات في المدار، أو نقل الوقود في الفضاء لزيادة قدرات دلتا في بشكل كبير لمركبة قمرية أو مركبة فضائية عميقة . يتيح الإطلاق الموزع تنفيذ مهام فضائية غير ممكنة باستخدام هياكل الإطلاق الفردية. ^[13]

تم استكشاف هياكل المهمة للإطلاق الموزع في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ^[14] وبدأ تطوير مركبات الإطلاق ذات القدرة المتكاملة على الإطلاق الموزع في عام 2017 بتصميم Starship . تتمثل بنية الإطلاق القياسية لمركبة Starship في إعادة تزويد المركبة الفضائية بالوقود في مدار أرضي منخفض لتمكين المركبة من إرسال حمولات عالية الكتلة في مهام أكثر نشاطًا . ^[15]

بعد عام 1980، ولكن قبل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، طورت مركبتان للإطلاق المداري القدرة على العودة إلى موقع الإطلاق (RTLS). كان لدى كل من مكوك الفضاء الأمريكي - مع أحد أوضاع الإجهاض ^{[16] [17]} - والسوفييتي بوران ^[18] القدرة المصممة لإعادة جزء من مركبة الإطلاق إلى موقع الإطلاق من خلال آلية الهبوط الأفقي لجزء الطائرة الفضائية من مركبة الإطلاق. في كلتا الحالتين، كان هيكل الدفع الرئيسي للمركبة وخزان الوقود الكبير قابلين للاستهلاك ، كما كان الإجراء القياسي لجميع مركبات الإطلاق المدارية التي تم إطلاقها قبل ذلك الوقت. تم عرض كليهما لاحقًا في رحلات مدارية اسمية فعلية، على الرغم من أن كلاهما كان لديه أيضًا وضع إجهاض أثناء الإطلاق يمكن أن يسمح للطاقم بهبوط الطائرة الفضائية بعد إطلاق خارج الاسمي. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، طورت كل من سبيس إكس وبلو أوريجين بشكل خاص مجموعة من التقنيات لدعم الهبوط العمودي لمرحلة التعزيز لمركبة الإطلاق. بعد عام 2010، تعهدت سبيس إكس ببرنامج تطوير لاكتساب القدرة على إعادة جزء من مركبة الإطلاق المدارية فالكون 9 وإنزاله عموديًا : المرحلة الأولى . تم أول هبوط ناجح في ديسمبر 2015، ^[19] منذ عام 2017، تهبط مراحل الصواريخ بشكل روتيني إما على منصة هبوط مجاورة لموقع الإطلاق أو على منصة هبوط في البحر، على مسافة ما من موقع الإطلاق. ^[20] تم تصميم فالكون هيفي بشكل مماثل لإعادة استخدام النوى الثلاثة التي تتكون منها مرحلته الأولى. في أول رحلة لها في فبراير 2018، عادت النوى الخارجية بنجاح إلى منصات هبوط موقع الإطلاق بينما استهدفت النواة المركزية منصة الهبوط في البحر لكنها لم تهبط عليها بنجاح. ^[21]

طورت شركة بلو أوريجين تقنيات مماثلة لإعادة وهبوط مركبة نيو شيبرد المدارية ، وأثبتت عودتها بنجاح في عام 2015، وأعادت استخدام نفس المعزز بنجاح في رحلة مدارية ثانية في يناير 2016. ^[22] وبحلول أكتوبر 2016، أعادت بلو أوريجين الطيران وهبطت بنجاح بنفس مركبة الإطلاق خمس مرات إجمالاً. ^[23] ومع ذلك، يجب ملاحظة أن مسارات الإطلاق للمركبتين مختلفة تمامًا، حيث تتجه نيو شيبرد لأعلى ولأسفل مباشرة، بينما يتعين على فالكون 9 إلغاء السرعة الأفقية الكبيرة والعودة من مسافة كبيرة إلى أسفل. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

كما أن كل من بلو أوريجين وسبيس إكس لديهما مركبات إطلاق إضافية قابلة لإعادة الاستخدام قيد التطوير. تعمل بلو على تطوير المرحلة الأولى من صاروخ نيو جلين إل في المداري ليكون قابلاً لإعادة الاستخدام، مع التخطيط لأول رحلة في موعد لا يتجاوز عام 2024. لدى سبيس إكس مركبة إطلاق جديدة فائقة الثقل قيد التطوير لمهام إلى الفضاء بين الكواكب . تم تصميم سبيس إكس ستارشيب لدعم نظام تحديد المواقع في الوقت الفعلي والهبوط العمودي وإعادة الاستخدام الكامل لكل من مرحلة التعزيز والمركبة الفضائية الكبيرة/المرحلة الثانية المتكاملة المصممة للاستخدام مع ستارشيب. ^[24] جرت أول محاولة إطلاق لها في أبريل 2023؛ ومع ذلك، فقدت كلتا المرحلتين أثناء الصعود. ^{[ بحاجة لمصدر ]} ومع ذلك، نجحت محاولة الإطلاق الخامسة في اللحاق بالمرحلة السفلية وأجرت بنجاح إعادة دخول متحكم فيها للمرحلة العلوية.

• الإطلاق الجوي إلى المدار
• مقارنة بين أنظمة الإطلاق المداري
• مقارنة بين مركبات الإطلاق المدارية المتقاعدة
• قائمة تصاميم مركبات الإطلاق الملغاة
• قائمة الرحلات الفضائية البشرية
• قائمة أنظمة الإطلاق المدارية
• نيو سبيس
• صاروخ نووي حراري
• إطلاق الصاروخ
• استكشاف الفضاء
• الخدمات اللوجستية الفضائية
• الاستعداد لإطلاق المركبة الفضائية
• الجدول الزمني لرحلات الفضاء
• ناقلة منتصبة

• تصوير زمني تم التقاطه من قمر صناعي لصاروخ يحمل 35 قمرا صناعيا