Anonim

من الأرض إلى المدار باستخدام صاروخ من مرحلة واحدة

الفراغ

ديفيد سزوندي

1 أبريل 2017

11 صورة

يمكن لـ ARCA Haas 2CA تسليم نفسه وحمولة فضائية في مدار أرضي منخفض (Credit: ARCA)

أعلنت شركة "آركا" للفضاء التي تتخذ من المكسيك مقراً لها أنها تقوم بتطوير أول مركبة إطلاق في المرحلة الواحدة من المدار (SSTO) في العالم يمكنها توصيل كل من الحمولة الصغرى ونفسها إلى مدار أرضي منخفض ، بتكلفة تبلغ حوالي مليون دولار أمريكي. لكل إطلاق. يطلق على هاس 2CA بعد رائدة الصواريخ من القرن السادس عشر كونراد هاس ، ويستخدم المعزز الجديد محركًا جويًا خطيًا بدلاً من محركات صاروخية تقليدية على شكل جرس للتخلص من مراحل متعددة.

الدخول في الفضاء مسألة معقدة للغاية. إن وضع حمولة ، مثل القمر الصناعي ، في المدار يعني إطلاقها خارج الغلاف الجوي بسرعة 18،000 ميل في الساعة (29000 كم / ساعة). هذا يأخذ طاقة كبيرة في شكل وقود الصواريخ ، والتي يجب أن تعقد داخل صاروخ وحرق بواسطة محرك الصاروخ. لسوء الحظ ، هذا يعني إضافة المزيد من الوقود لرفع الصاروخ ومحركه والوقود الأصلي ، ثم المزيد من الوقود لرفع كل ذلك ، ثم المزيد من الوقود لرفع هذا الوقود.

هذا هو أحد الأسباب التي جعلت وكالات الفضاء والشركات الخاصة تستخدم الصواريخ المقذوفة. باستخدام مرحلة أولى كبيرة لرفع المراحل العليا الأصغر في التسلسل ثم التخلص منها على طول الطريق ، يمكن إرسال الحمولة إلى المدار دون الحاجة إلى رفع الجزء الأكبر من مركبة الإطلاق بالكامل أيضًا.

والسبب الآخر هو أن المحركات الصاروخية التقليدية يمكن أن تعمل بكفاءة فقط داخل مجموعة من الارتفاعات المحددة بشكل صارم لأن قوة الدفع الصاروخية يجب أن تعمل ضد الهواء أثناء إطلاقها. هذا هو السبب الرئيسي وراء استخدام الصقر SpaceX 9 ، على سبيل المثال ، مرحلتين بدلا من واحدة. تم تحسين المحركات في المرحلة الأولى للعمل بشكل أفضل على مستوى سطح البحر والارتفاع المنخفض ، في حين تم تصميم محرك المرحلة الثانية للغلاف الجوي النادر على حافة الفضاء.

إن ما تحاوله ACRA مع Haas 2CA هو استبدال المحركات التقليدية بمحرك جوي خطي ، والذي تزعم الشركة أنه أكثر فعالية بنسبة 30٪ من تلك المستخدمة اليوم. إنها فكرة تعود إلى ستينيات القرن الماضي ، وتعمل أساسًا من خلال قطع جرس محرك الصاروخ إلى النصف ، ثم وضع النصفين مرة أخرى ليعودان إلى شكل متدلي.

المبدأ الذي يكمن وراء الطيران هو أن الهواء نفسه يعمل بمثابة النصف المفقود من جرس الصاروخ ، الذي يحتوي على الغازات الساخنة عندما تغادر غرفة الاحتراق. وهذا يعني أنه مع ارتفاع سرعة الصاروخ ، فإن الهواء الأرفع يحمل الغازات بقوة أقل وينتشر أكثر كما لو أن جرس الصاروخ نما بشكل تدريجي أكبر. يسمح هذا لـ aerospike بضبط نفسه تلقائيًا في الجو ، ليحول نفسه من محرك مستوى سطح البحر إلى مستوى مرتفع.

وفقا ل ARCA ، هذا يسمح لـ Haas 2CA لتوليد دفعة محددة أعلى مقارنة بمحركات مماثلة. الدافع المحدد هو قياس مدى قدرة الصاروخ على تغيير زخم وحدة الكتلة لوحدة الوقود أو ، باللغة الإنجليزية ، كيف يمكن لصاروخ دفع إجمالي أن يعطي دبابة وقود. بالإضافة إلى ذلك ، باستخدام 16 غرفة احتراق يمكن خنقها بشكل فردي ، يمكن توجيه الصاروخ دون الحاجة إلى نظام غمبالي ثقيل ومعقد.

عند الانتهاء ، سوف يقف هاس 2CA بطول 53 قدم (16 م) ويبلغ قطره 4.95 قدم (1.5 م) ويزن 1.210 رطل (550 كجم) أو 35887 رطل (16،290 كيلوجرام) ، وذلك بفضل المركب الملكي لشركة أركا مواد للدبابات الدفع وغيرها من المكونات. على عكس الأنظمة الأخرى التي تستخدم وقود الدفع المبرد ، يقوم Haas 2CA بحرق بيروكسيد الهيدروجين و RP-1 - وهو شكل عالي الدقة من الكيروسين - يثقب 50500 رطل من قوة الدفع عند مستوى سطح البحر. وسيسمح ذلك بوضع حمولة تبلغ 220 رطل (100 كيلوجرام) في مدار أرضي منخفض عند الإشعار قبل 24 ساعة بحوالي 10000 دولار لكل كيلوغرام أو 4545 دولار للرطل الواحد.

تهدف هاس 2CA إلى تطوير سوق هيروس 2CA إلى جانب مراكز ناسا كينيدي وأميس ووالوبس ومارشال وستينيس وجونسون للفضاء من أجل برنامج الفرص التعاوني ، ومن المقرر أن تقوم أول رحلة لها من رحلة والوبس. مرفق في عام 2018. بالإضافة إلى ذلك ، تتفاوض الشركة لاستخدام Spaceport America في نيو مكسيكو كقاعدة إطلاق.

"عندما أطلق الصاروخ هاس 2CA ، سيكون هذا أول صاروخ في التاريخ يضع نفسه بالكامل في المدار ،" يقول دوميترو بوبيسكو ، الرئيس التنفيذي لشركة ARCA Space Corporation. "هذا يفتح حدوداً جديدة لاستكشاف النظام الشمسي حيث يمكن إعادة تزويد الصاروخ بالوقود في المدار وإعادة استخدام محركه الأيرويكي وبالتالي القضاء على الحاجة إلى مراحل عليا إضافية. بعد التأهل الكامل ، يمكن تشغيل المركبة من المطارات الفضائية الداخلية حيث لا توجد أي مراحل تسقط على الأرض عند الإحتراق ، فالصواريخ المُدارة ، على الرغم من أنها توفر أداءًا أعلى للحمولة الفعلية لنفس كتلة الإقلاع ، تكون أقل موثوقية بسبب زيادة عدد الأجزاء بسبب أحداث الطيران التي تطلبها انطلاق وإطلاق محرك المرحلة العليا.

أيضا ، تعتبر الصواريخ على مراحل لتكون أكثر تكلفة لأنها مصنوعة حرفيا من أكثر من صاروخ واحد. يتطلب تصنيع وتجميع المزيد من الصواريخ في قاذفة واحدة المزيد من الوقت والمال والأفراد. وستعمل تقنية SSTO ، بمجرد تنفيذها ، على زيادة سرعة الاستجابة للفضاء وخفض تكلفة القيم المتوقعة من قبل الصناعة لعقود من الزمن. سيكون هذا الصاروخ أيضًا أسرع وسيلة للوصول إلى المدار ، حيث يستغرق أقل من خمس دقائق. "

يعرض الفيديو أدناه Haas 2CA.

المصدر: ARCA Space Corporation

يستخدم ARCA Hass 2CA بيروكسيد الهيدروجين والكيروسين كوقود دافع (Credit: ARCA)

يهدف ARCA هاس 2CA في سوق microsatellite (الائتمان: ARCA)

يعتمد ARCA Haas 2CA على محرك هوائي خطي (Credit: ARCA)

يتكون ARCA هاس 2CA من المركبات (الائتمان: ARCA)

يمكن لـ ARCA Haas 2CA تسليم نفسه وحمولة فضائية في مدار أرضي منخفض (Credit: ARCA)

لا يحتاج ARCA Haas 2CA إلى نظام gimballing (Credit: ARCA)

تبلغ تكلفة إطلاق ARCA Haas 2CA حوالي 1 مليون دولار أمريكي (الاعتماد: ARCA)

تقديم ARCA هاس 2CA زيارة ISS (الائتمان: ARCA)

ومن المقرر أن يطير ARCA هاس 2CA في عام 2018 (الائتمان: ARCA)

يقوم ARCA Haas 2CA بإصدار حمولة (Credit: ARCA)

اراك هاس 2CA 's aerospike يلغي الحاجة إلى مراحل متعددة (الائتمان: ARCA)

موصى به اختيار المحرر