مفهوم نظام الفضاء مع طائرة فضاء تدور في مدار له عدد من الصفات الإيجابية وبالتالي يجذب الانتباه. لعدة عقود ، تم تطوير مشاريع مختلفة من هذه الأنظمة ، لكن آفاقها الحقيقية لا تزال موضع تساؤل. حتى الآن ، لم يتم تشغيل سوى عدد قليل من هذه المشاريع ، ولا يزال مستقبل الاتجاه بأكمله موضع تساؤل.
نجاحات الماضي
يوفر مفهوم الطائرة الفضائية المدارية إمكانية إنشاء طائرة قادرة على الصعود إلى المدار بشكل مستقل أو باستخدام مركبة الإطلاق ، ثم العودة إلى الأرض من خلال رحلة هوائية مع هبوط أفقي. توفر طريقة الطيران هذه مزايا معينة وبالتالي فهي تهم صناعة الصواريخ والفضاء.
بدأت القوى الرائدة العمل النشط حول هذا الموضوع في الخمسينيات من القرن الماضي. بعد ذلك ، تم تطوير مجموعة متنوعة من أنظمة الطيران (AKS) باستخدام طائرات فضائية مختلفة. حتى أن بعض هذه المشاريع ذهب إلى أبعد من ذلك إلى تجارب واسعة النطاق باستخدام تقنيات تجريبية.
في الوقت نفسه ، لا يزال الاتجاه غير ناجح ومتطور للغاية. عدد العينات المختبرة أقل بكثير من العدد الإجمالي للمشاريع المقترحة ، ووصل مجمع واحد فقط إلى التشغيل الحقيقي.
أكثر الطائرات المدارية نجاحًا هي مكوك الفضاء الأمريكي. في 1981-2011. نفذت هذه الأجهزة 135 رحلة جوية (حادثتان) ، تم خلالها نقل مئات الأطنان من البضائع وعشرات رواد الفضاء إلى المدار وعادوا إلى الأرض. ومع ذلك ، فإن هذا البرنامج لم يحل مشكلة تقليل تكلفة السحب واستعادة الحمولة ، كما ثبت أنه مفرط التعقيد. بالإضافة إلى ذلك ، مع بداية السنوات العاشرة ، كانت الطائرات الفضائية قد استنفدت مواردها ، وتبين أن بناء أخرى جديدة غير مجدي.
في بلدنا ، توقف العمل في الطائرات الفضائية في مرحلة الاختبار. لذلك ، في السبعينيات والثمانينيات ، تم تنفيذ برنامج واسع النطاق من اختبارات مقاعد البدلاء والطيران لأجهزة سلسلة BOR ، بما في ذلك. مع الوصول إلى المدار. في عام 1988 ، قامت المركبة الفضائية "بوران" برحلتها الفضائية الوحيدة. ولم تتقدم المشروعات المحلية الأخرى إلى ما بعد المراحل الأولى.
تطورات واعدة
في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، قامت شركة Spaceship Company و Virgin Galactic باختبار طائرة فضائية تجريبية SpaceShipOne. في وقت لاحق ، على أساس هذا المنتج ، تم تطوير مركبة فضائية جديدة SpaceShipTwo ، قادرة على رفع الأحمال الصغيرة إلى الحد الأدنى من الفضاء الخارجي. بسبب هذه القيود ، لا تعتبر الطائرة الفضائية سوى وسيلة نقل لسائحي الفضاء أو كمنصة لبعض الأبحاث.
في 2018-19. صعدت SpaceShipTwo في رحلتين إلى ارتفاع أكثر من 80 كم. يتم التخطيط لرحلات جديدة بعد الانتهاء من تحديث وتجهيز السفينة الحالية للتشغيل التجاري. وهناك أيضا طائرتان فضائيتان جديدتان تحت الإنشاء. من غير الواضح متى سيصل برنامج SpaceShipTwo إلى الاستخدام التجاري. لقد واجه المشروع بشكل متكرر مشكلة التأجيل ، وقد يستمر هذا الاتجاه في المستقبل.
أكثر نجاحًا وواعدًا هو مشروع Dream Chaser من شركة Sierra Nevada Corp. يقترح بناء AKS بمركبة إطلاق وطائرة فضائية قادرة على الصعود إلى مدارات أرضية منخفضة.يتم تطوير Dream Chaser بشكل أساسي للعمل مع محطة الفضاء الدولية ؛ سيتعين عليه تسليم الأشخاص والبضائع إلى المدار والعودة إلى الأرض. ستصل الحمولة المقدرة إلى 5 أطنان ، ولن يكون وقت الرحلة أكثر من بضع ساعات.
حتى الآن ، تم إجراء اختبارات أرضية واختبارات طيران باستخدام طائرتين فضائيتين تجريبيتين. تم التخطيط للرحلة الأولى في عام 2022 باستخدام مركبة الإطلاق القياسية فولكان سنتور. ثم سيتم إجراء اختبار إطلاق لمحطة الفضاء الدولية. بحلول نهاية العقد ، من المخطط أن تبدأ عملية كاملة من AKS مع رحلات منتظمة مع حمولة واحدة أو أخرى على متنها. مدى واقعية مثل هذه الخطط غير واضح. وفقًا لوكالة ناسا ، تواجه سييرا نيفادا تحديات مختلفة ، على أقل تقدير ، تجعل من الصعب الاستعداد للرحلات الجوية.
الاختبارات المدارية
منذ بداية العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، تم تطوير طائرة فضائية واعدة من قبل القوات الجوية الأمريكية و DARPA و NASA و Boeing. بدأت اختبارات الطيران لمنتج يُدعى X-37A في عام 2006. ثم تم إنشاء جهاز X-37B مُحسَّن مناسب للإطلاق في المدار. تم إنشاء المشروع بأمر من سلاح الجو وربما كان له غرض عسكري حصري. في الوقت نفسه ، لم يتم الكشف عن البيانات الدقيقة من هذا النوع حتى الآن.
بدأت الرحلة المدارية الأولى للطائرة X-37B التجريبية في أبريل 2010 واستغرقت 224 يومًا - حتى ديسمبر. ثم تمت أربع رحلات أخرى ، واستغرقت الرحلة الأخيرة أكثر من 779 يومًا. منذ مايو من العام الماضي ، كان أحد النموذجين في المدار. تاريخ العودة والصعود غير معروف. ربما هذه المرة سيحددون الرقم القياسي مرة أخرى لمدة الرحلة.
وفقًا لتقديرات وتقديرات مختلفة ، يتم استخدام X-37B بالفعل من قبل القوات الجوية الأمريكية في مهام حقيقية. يقوم الجهاز بمناورات مختلفة ويغير مداراته. تم الإبلاغ عن تفريغ الحمولة. وبالتالي ، فإن عملية تطوير القدرات التقنية للطيران يمكن أن يصاحبها عمل حقيقي لصالح الجيش.
في سبتمبر 2020 ، أطلق المتخصصون الصينيون مركبة الإطلاق Changzheng-2F بمركبة فضائية واعدة قابلة لإعادة الاستخدام. ذهب الأخير إلى مدار أرضي منخفض ، وربما بدأ في أداء المهام الموكلة إليه. لم يتم الكشف عن تفاصيل مشروع AKC الصيني. حتى فئة الجهاز الناتج لا تزال غير معروفة.
وفقًا لمصادر أجنبية ، فإن أول سفينة قابلة لإعادة الاستخدام في الصين تشبه في الهندسة المعمارية والمظهر الأمريكي X-37B ويجب أن تتمتع بقدرات مماثلة. يُزعم أن هذا المنتج مصنوع على شكل طائرة بجناح دلتا صغير المدى ولا تزيد كتلته عن 8 أطنان ، ولا يعرف نطاق المهام المطلوب حلها ونطاق التطبيق. لم تكشف الصين بعد عن تفاصيل مشروعها.
مشاكل الاتجاه
على الرغم من كل الجهود ، فإن اتجاه AKS بطائرة تدور في مدار لم يحقق سوى نجاح محدود حتى الآن. في المستقبل القريب ، قد يتغير الوضع - لكن توقيت ونتائج العمليات الحالية لا يزالان موضع تساؤل. أدى عدد من العوامل والصعوبات المميزة التي يجب أن تواجهها صناعة الصواريخ والفضاء إلى هذا الوضع.
المشكلة الرئيسية في الطائرات الفضائية هي تعقيد إنشائها. يحتاج المصممون إلى الجمع بين الميزات المحددة للتكنولوجيا المدارية والطيران الديناميكي الهوائي ، مع مراعاة الأحمال المميزة على الهيكل. يتطلب هذا غالبًا تطوير تقنيات ومكونات جديدة. تكلفة العمل تزداد تبعا لذلك.
لا يمكن أن تتنافس المشاريع المقترحة للطائرات الفضائية مع أنظمة الصواريخ والفضاء من الفئات الأخرى. السفن الحالية ومركبات الإطلاق قادرة على توصيل حمولات مختلفة إلى مدارات مختلفة - يمكن للعميل اختيار النظام الأمثل. لا تستطيع الطائرات الفضائية من الأنواع المقترحة حتى الآن توفير مثل هذه المرونة في الاستخدام. للقيام بذلك ، من الضروري إكمال تطوير المشاريع الحالية وإنشاء عينات جديدة بخصائص مختلفة.
أخيرًا ، تتأثر آفاق الاتجاه سلبًا بالظروف العامة للصواريخ وصناعة الفضاء.تظهر أفضل النجاحات من خلال المشاريع الأمريكية والصينية التي تم إنشاؤها بأمر من القوات المسلحة وبدعم مباشر منها. المطورين التجاريين الذين لديهم مشاريع استباقية وحتى المؤسسات الكبيرة مثل ناسا غير قادرين بعد على تقديم إنشاء سريع وعالي الجودة للأنظمة ذات القدرات المطلوبة بشكل مستقل.
نظرًا للقيود الموضوعية والصعوبات المختلفة ، فإن تطوير أنظمة الطيران مع الطائرات الفضائية حتى الآن يمكن أن يتباهى بإنجازات محدودة فقط. لقد دخلت معظم المشاريع من هذا النوع في التاريخ دون نتائج حقيقية ، ولم يخرج الجزء الأكبر من التطورات الحالية بعد من مرحلة الاختبار. ومع ذلك ، يبقى الاهتمام بهذا الموضوع ويحفز استمرار العمل. يمكن الافتراض أنه في المستقبل سيتغير الوضع تدريجيًا ، وسيتم إدخال نماذج جديدة من الطائرات المدارية في الخدمة. ومع ذلك ، فإن نظائر مكوك الفضاء القديم بنفس الأبعاد والحمولة ، على الأرجح ، لن تظهر في السنوات القادمة.
