مجموعة من المصطلحات حول عملية إطلاق مركبة فضائية إلى الفضاء

2006 موسوعة علم الفلك والفضاء2

شوقي محمد صالح الدلال

KFAS

علم الفلك

– مُجَمَع الإطْلاق الأمريكي launch complex, American

الموقع والتجهيزات اللازمة لإطلاق صاروخ أو مركبة فضائية أو مكوك .

يقع موقع الإطلاق الذي تشرف عليه الناسا (NASA) في مركز صواريخ الفضاء الشرقي (Eastern Space Missile Center) في فلوريدا ومركز صواريخ الفضاء الغربي (Western Space Missile Center) في كاليفورنيا، ولهذا المجمع علاقة بمجمع إطلاق سان ماركو (San Marco) الذي تملكه إيطاليا ويقع في الساحل الشرقي من أفريقيا .

شيد ما يقارب 40 مجمع إطلاق في مركز كندي الفضائي (Kennedy Space Center)* في فلوريدا حيث خصصت في عام 1947 مساحات كبيرة للبحث وتطوير الصواريخ الموجهة .

 

وأحد هذه المجمعات هو مجمع الإطلاق رقم 39 الذي استخدم لإطلاق صواريخ ساترن (Saturn 5) المأهولة . تصطف المجمعات بغير ترتيب من الجنوب نحو الشمال .

خصص المجمعان رقم 5 و 6 ليكونا متحفاً لعرض بعض مسابر وسفن الفضاء التي أطلقتها الولايات المتحدة وخاصة صواريخ ميركوري – ردستون (Mercury – Redstone) التي استخدمت لوضع كل من ألن شيفرد (Alen B. Shepherd) وفرجيل غريسوم (Virgil l Grisson) في مدار حول الأرض عام 1961.

ويقع مجمع الإطلاق رقم 17 على مسافة بضعة كيلوترات نحو الشمال وما يزال يستخدم لإطلاق صواريخ دلتا (Delta) التي حملت سلسلة من الأقمار الصناعية في مدار حول الأرض بما في ذلك إيكو (Echo) وإكسبلورر (Explorer)* وتسلتار (Telestar) .

 

يستخدم مجمع رقم 36 لإطلاق صواريخ سنتور (Centaur)*، وتشمل الأقمار الصناعية التي أطلقت من هذا الموقع سيرفيور (Surveyor)*، وهو المرصد الفلكي المداري ، ومارينر (Mariner)* التي أطلقت عام 1969 وقامت بدراسة كوكب المريخ .

يستخدم المجمعان 12 و 13 اللذان يقعان بعيداً إلى الشمال لإطلاق صواريخ أطلس/ أجينا (Atlas/Agena) التي استخدمت في وضع كل من الأقمار الصناعية لونر أوربيتر (Launar Orbiter)* ومارينر (Mariner)* ورينجر (Ranger)* في المدارات المخصصة لها.

يأتي بعد ذلك مجمع الإطلاق رقم 14 الذي خصص كذلك ليكون متحفاً . ومن هذا المجمع أطلق الصاورخ الذي حمل جون غلين (John Glenn)* أول رائد فضاء أمريكي في مدار حول الأرض في شباط من عام 1962. أطلقت بعد ذلك من المجمع نفسه ثلاث رحلات مأهولة باستخدام صواريخ أطلس .

 

أما مجمع 19 فقد استخدم لرحلات الفضاء المأهولة جيميني (Gemini)* التي أطلقت بواسطة صواريخ تيتان2. استخدمت المجمعات رقم 34 و37 لإطلاق صواريخ ساتيرن 1B.

أطلق أول صاروخ من نوع ساتيرن يحمل مركبة فضاء مأهولة من فئة أبولو (Apollo)* من المجمع 34 .

يأتي بعد ذلك باتجاه الشمال المجمع رقم 34. ثم المجمع رقم 39 الذي يقع في جزيرة ميري  (Merrit Island).

 

وتشمل التجهيزات المساندة ما يلي: مركز كندي الفضائي (Kennedy Space Center)* في فلوريدا والمختبرات الوطنية لتقنية الفضاء (National Space Technology   Laboratories) في المسيسيبي ((Mississippi ومركز لانغلي الفضائي، ومركز طيران والويس (Langly Space Center and Wallops Flight Center) وكلاهما في فرجينيا ، والناسا (NASA) في واشنطن دي سي.

ومركز غودارد لرحلات الفضاء (Godard Space Flight Center)* في ماريلاند ، ومركز لويس للأبحاث (Louis Research Center) في أوهايو، ومركز أمِس للأبحاث (Ames Research Center)*، وسلسلة الاختبار الغربية (Western Test Range)، ومختبر الدفع النفاث (Jet Propulsion Laboratories)*، ومركز أبحاث الطيران (Flight Research Center).

وتقع جميعاً في كاليفورنيا ، ومرفق الاختبار في وايت ساندز (White Sands Test Facility) في نيو مكسيكو، ومركز جونسون الفضائي في تكساس .

 

– المَرْكَز الأمريكي للتَحَكُم في الإطْلاق Launch Control Center (American)

يتم التحكم في إطلاق سفن الفضاء الأمريكية من مركز كندي الفضائي في فلوريدا حيث تقوم الناسا بالتحضير للإطلاق والعد التنازلي والتحكم في الإطلاق، وبعد اندفاع الصاروخ بعشر ثوانٍ.

حيث يكون الصاروخ قد ارتفع إلى مسافة تساوي ارتفاعه تقريباً، يتم في هذه اللحظة انتقال التحكم إلى مركز المركبات الفضائية المأهولة (Manned Space Center) في هيوستن بتكساس – على بعد 1600 كيلومتر تقريباً من فلوريدا .

منذ إطلاق المركبة الفضائية جيميني 4 بدأت الناسا (NASA)* في استخدام "التحكم في الرحلات" (Mission Control) الذي يضم ما يقارب 1000 فني بوصفه مركزاً للرحلات المأهولة ، بما في ذلك مكوك الفضاء .

وتقوم فرق متخصصة بمتابعة التقدم في كل رحلة باستمرار حيث يتابع المسئولون عن الرحلة التحكم في سيرها بإدخال المعلومات في الحاسوب باستمرار والحصول على آلاف المخططات والصور والجداول لمعالجتها .

 

– نِظام النَجاة عند الإطْلاق launch escape system

مجموعة صواريخ صغيرة تنطلق من مركبة فضائية مأهولة في حال فشل عملية الإطلاق.

 

– مَرْكَبة إطْلاق launch vehicle

أي منظومة توفر الطاقة اللازمة لوضع قمر صناعي أو مسبار فضائي أو محطة فضائية… الخ في مدار أو مسار معين .

تستخدم لهذا الغرض صواريخ متعددة المراحل ، ومنها صاروخ وكالة الفضاء الأوربية أيريان  (Arian)، وصاروخ الناسا ثور دلتا (Thor Del-ta)، وغيرها .

طورت الناسا مكوك الفضاء بديلاً لبعض الصواريخ الدارجة الاستعمال حيث يمكن إعادة استخدام معظم أجزاء الصاروخ الأصلي ، والدفع الصاروخي هو ضرب من الدفع النفاث حيث يُحمَّل الوقود في المركبة أثناء عملية الإطلاق وتندفع الغازات الحارة الناتجة عن احتراق هذا الوقود من فتحة في أسفله محدثة القوة اللازمة لرفع المركبة عن سطح الأرض .

 

ويساوي الدفع الذي يؤثر بواسطته محرك الصاروخ (في الفراغ) إلى معدل تغير كمية الحركة (momentum) للغاز المنفوث.

ويصنف المحرك بدلالة الدفع النوعي (specific im-pulse) ؛ أي جداء قوة اندفاع الغازات والزمن مقيساً بدلالة وحدة وزن الوقود المستخدم ، ويقاس بالثانية: الدفع النوعي = القوة (نيوتن) × الزمن (ثانية)/ الوزن (نيوتن) = ثانية .

ومن الناحية المثالية يساوي الدفع النوعي سرعة النفث مقسوماً على تسارع الجاذبية عند سطح البحر (g) .

الدفع النوعي =  ومع أن اندفاع الغازات يبقى ثابتاً، لكن سرعة الصاروخ تزداد باضطراد عند استهلاك الوقود نظراً للانخفاض الذي يطرأ على كتلته .

 

ويمكن استخدام صاروخ ذي مرحلة واحدة لوضع حمل آجر صغير (paylood)* في مدار حول الأرض. أما الصواريخ متعددة المراحل فقد طورت لوضع كتل كبيرة في مدارات بعيدة أو للتخلص من قوة الجاذبية الأرضية.

ففي الصواريخ ثلاثية المراحل يستخدم صاروخ واحد بالإضافة إلى الوقود والمركبة الفضائية حملاً آجراً لصاروخ أكبر يكون بدوره حملاً آجراً لصاروخ أكبر منه.

ويتم التخلص من خزانات الوقود الفارغة والمحرك وهيكل المرحلة الأولى ومن ثم المرحلة الثانية من الصاروخ عند ارتفاعات وسرعات منخفضة نسبياً .

 

تحمل المرحلة الأخيرة بعد ذلك مركبة الفضاء إلى المدار المقصود حيث ينفصل ما تبقى من الصاروخ بعد أن تصل المركبة لسرعتها المدارية.

يميل مسار الصاروخ أثناء اندفاعه بحيث يكون موازياً لسطح الأرض عندما يصل إلى الارتفاع المطلوب . تحتوي صواريخ الإطلاق الحديثة على مرحلتين أو ثلاث أو أحياناً أربع مراحل .

 

– نافِذة الإطلاق launch window

الفترة الزمنية المحددة التي يمكن من خلالها إطلاق مركبة فضائية . فقد تم إطلاق المركبة الفضائية أبولو 11، على سبيل المثال، خلال النهار وتحت ظروف جوية مواتية.

كان ذلك لعدة أسباب أهمها انقاذ رواد الفضاء في حال فشل عملية الإطلاق ولتمكين المركبة من الوصول للقمر بحيث يكون مدارها القمري فوق موقع الهبوط المختار ولتمكينها عند العودة إلى الأرض أثناء النهار لالتقاطها بسهولة من المحيط الهادي.

ويتم اختيار نافذة الإطلاق لكل مهمة فضائية وفقاً للشروط المراد استيفاؤها لتنفيذ أغراض الرحلة ولاتجاهها بالشكل الأنسب ، فللهبوط على القمر على سبيل المثال ، توجد ثلاثة أيام تكون خلالها عملية الإطلاق مواتية.

 

فبالنسبة إلى أبولو 11 التي أطلقت عام 1969 كانت التواريخ المواتية تقع خلال فترة 4 ساعات و30 دقيقة من يوم 16 تموز، وساعتين و30 دقيقة من 18 تموز، وساعتين و15 دقيقة من 21 تموز .

وبالطبع عندما يقترب موعد الإطلاق تكون الأنواء الجوية عاملاً إضافياً يتعين أخذه في الاعتبار .

أما بالنسبة لأبولو 12 فقد كان يتعين أيضاً أن تهبط المركبة بالقرب من المسبار سرفيور (Surveyor 3)* الذي أطلق إلى القمر في سنوات سابقة ؛ ولذا فقد كانت النافذة لا تتعدى ثلاث أو أربع ساعات ومرة واحدة في الشهر الواحد فقط.

 

وتكون نافذة الإطلاق في البعاث الكوكبية أكثر ضيقاً ، فهي لا تتوفر سوى مرة واحدة كل سنتين بالنسبة إلى كوكب المريخ على سبيل المثال .

أما رحلة فويجر التي انتقلت خلالها من المشتري فزحل فأورانوس فنبتون ، فهي لا تتوفر إلا مرة واحدة كل 180 عاماً .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]