چاپ

ایرانیان جهان - با پایان کار شاتل فضایی ناسا، مفهوم هواپیمای فضایی با قابلیت استفاده‌ی مجدد به‌نوعی فراموش شده است. آیا هواپیماهای فضایی دوباره رونق می‌گیرند؟

رؤیای پرواز فضایی وقتی آغاز شد که اولین هواگرد در سال 1903 در کیتی هاک کارولینای شمالی به پرواز درآمد و پس از گذشت 70 سال به چیزی مانند هواپیماهای امروزی رسیدیم. اما با وجود برنامه‌ها، نمونه‌ها و پروازهای اولیه‌ی بسیار از آن زمان، فقط دو هواپیمای فضایی تاکنون به بهره‌برداری رسیده‌اند: شاتل فضایی و بوئینگ X-37B. از این دو، تنها بوئینگ کوچک بدون سرنشین همچنان در حال فعالیت است. رؤیای هواپیمای فضایی همچنان زنده است؛ حتی اگر جاه‌طلبی در مورد نقش واقعی آن‌ کمرنگ شده باشد. به گزارش بی‌بی‌سی ، ظاهرا در سپتامبر 2020، چین هواپیمای فضایی بوئینگ‌مانند دارای قابلیت استفاده مجدد را پرتاب کرد و ممکن است تا هفت پروژه‌ی هواپیمای فضایی بدون خدمه و با خدمه در دست توسعه داشته باشد. آزمایشگاه خودگردان پروازگر اسپیس رایدر (Space Rider) آژانس فضایی اروپا نیز منتظر است که در سال 2023 به فضا پرتاب شود و مینی هواپیمای فضایی هند اواخر این دهه به بهره‌برداری خواهد رسید. اما هنوز برای فرستادن فضانوردان به فضا به راکت‌ا متکی هستیم و آن‌ها را در کپسول‌های معلق به‌وسیله‌ی‌ چتر نجات به زمین برمی‌گردانیم؛ بنابراین، چرا هواپیمای فضایی (به ‌جز شاتل فضایی بازنشسته ناسا) هنوز به پرواز درنیامده است؟ یک پاسخ به سؤال فوق را می‌توان در محل آزمایش‌ها ری‌اکشن انجینز (Reaction Engines) در 2900 کیلومتری کیتی هاک در دامنه‌ی کوه‌های راکی در کلرادو پیدا کرد. امکانات موجود در فرودگاه فرانت رینج کلرادو (فرودگاه هوا و فضای کلرادو) برای آزمایش‌ فناوری که موتور راکت جدید انقلابی ری‌اکشن انجینز به آن وابسته است، تنظیم شد. این آزمایش‌‌ها از حمایت دارپا (آژانس پروژه‌های پژوهشی پیشرفته‌ی دفاعی آمریکا) برخوردار بود. مقاله‌های مرتبط:
چین به‌تازگی فضاپیمای مرموز چندبار مصرف جدیدی را پرتاب کرد مهندسی بی نهایت: شاتل فضایی؛ اولین فضاپیمای چندبار مصرف چرا تعیین مرز فضا برای آینده سفرهای فضایی اهمیت دارد؟
ری‌اکشن انجینز شرکت هوافضای بریتانیایی است که توسط مهندسانی به نام‌های آلن باند ، ریچارد وارویل و جان اسکات در سال 1989 پس از لغو پروژه هواپیمای فضایی بریتانیایی هوتول تأسیس شد. هدف این شرکت ایجاد جانشین هوتول و موتور آن بود. هواپیمای فضایی جدید اسکای‌لون نام دارد و طی یک مرحله در مدار قرار می‌گیرد. SABRE ، موتور موشک هیدروژنی است که می‌تواند هواپیمای فضایی مانند اسکای‌لون را با استفاده از اکسیژن اتمسفر زمین از سرعت صفر به سرعت‌ مافوق صوت برساند و سپس هنگام حرکت با سرعت کافی، وسیله‌ی نقلیه را در فضا با استفاده از ذخیره‌ی اکسیژن درونی مانند یک راکت معمولی وارد مدار کند. آن‌ها امروزه با نام‌های بزرگ صنعت از جمله بوئینگ، بریتیش ایروسپیس و رولز-رویس و نیز آژانس‌های فضایی بریتانیا و اروپا پشتیبانی می‌شوند. آن سوی حصار امنیتی، از موتور اصلاح‌شده‌ی یک هواپیمای جنگنده دوران جنگ سرد برای بازسازی جریان هوای بسیار گرم حاصل از سرعت‌ مافوق صوت استفاده می‌شود. هوای بسیار گرم از دستگاه سبک و حلقه‌مانند تشکیل‌شده از هزاران لوله‌ی دارای دیواره‌ی نازک که حاوی سردکننده است، عبور می‌کند. هدف از این پیش‌خنک‌کننده، حذف سریع گرما است. انتظار می‌رود استفاده از این سیستم در موتور SABRE از ذوب شدن اجزای داخلی در دمای بالا ممانعت و عملکرد کارآمد موتور را تضمین کند. در اوایل سال 2019، این پیش خنک‌کننده در دمای 420 درجه سانتی‌گراد در شرایطی کار کرد که سرعت پرواز 3٫3 ماخ (بیش از سه برابر سرعت صوت) را شبیه‌سازی می‌کرد. اما مهندسان می‌خواستند به عدد جادویی 5 ماخ برسند که بیش از 6200 کیلومتر بر ساعت است. این سرعت بیش از دو برابر سریع‌تر از سرعت پیمایش کنکورد و بیش از 50 درصد سریع‌تر از اس‌آر-71 بلک‌برد یعنی سریع‌ترین هواپیمای مجهز به موتور جت در جهان است. اتفاقا 5 ماخ محدوده‌ی قابل تحمل موادی است که امروزه در ساخت وسایل نقلیه هوایی استفاده می‌شود.

ایرانیان جهان

اسکای‌لون مفهوم اواسط دهه‌ی 90 از یک هواپیمای فضایی چند ماخ بود شاید عجیب باشد که یافتن نامی از اسکای‌لون در وب‌سایت ری‌اکشن انجینز دشوار است. الیور نیلارد ، مدیر توسعه کسب‌و‌کار این شرکت، می‌گوید: اسکای‌لون وسیله‌ی نقلیه‌ی مفهومی برای نشان دادن نحوه‌ی استفاده از موتور SABRE بود. ما درحال ساخت وسیله‌ی نقلیه نیستیم. در کوتاه‌مدت ما روی موتور متمرکز هستیم؛ اما در همین زمان، باید اطمینان حاصل کنیم که فناوری‌های وسیله‌ی نقلیه فضایی در کنار آن توسعه می‌یابد. در راستای این هدف، ری‌اکشن انجینز با شرکای علاقه‌مند متفاوتی که ممکن است هواپیمای فضایی بسازند، همکاری می‌کند. در سال 2020، شرکت با ESA (آژانس فضایی اروپا) روی ایده‌ی محافظه‌کارانه‌تر وسیله‌ی نقلیه‌ی دو مرحله‌ای کار کرد که قرار است در دهه‌ی آینده از گویان فرانسه به فضا پرتاب شود. مفهوم هواپیمای فضایی ساده است؛ اما شامل مجموعه‌ی گیج‌کننده‌ای از وسایل نقلیه می‌شود. یک تعریف بسیار غیر دقیق می‌تواند به این معنا باشد که بوئینگ 747 که لانچر وان ویرجین اوربیت را به فضا پرتاب کرد، به‌عنوان هواپیمای فضایی طبقه‌بندی می‌شود؛ زیرا معادل مرحله‌ی اول یک فضاپیما است. ژان دویل، نویسنده‌ی The China Aerospace Blog، می‌گوید: دو نوع هواپیمای فضایی واقعی وجود دارد. ساده‌ترین نسخه زمانی است که هواپیمای فضایی پشت راکت معمولی و به روش بلند شدن عمودی مانند شاتل فضایی به فضا پرتاب می‌شود. دشوارترین نسخه زمانی است که وسیله‌ی نقلیه به‌طور افقی از زمین بلند می‌شود و طی مسیر تدریجی به فضا می‌رسد یا وقتی هر دو مرحله هواپیمای فضایی هستند مانند مفهوم Tengyun چین. ذکر مزیت‌های هواپیماهای فضایی آسان است. این، ایده جذاب پرواز کردن به ایستگاه فضایی و برگشت از آن است؛ درست مانند اینکه با هواپیما از نیویورک به سانفرانسیسکو سفر کنیم. هواپیمای فضایی این توانایی را دارد که به ‌جای سکوی پرتاب گران‌قیمت از باند فرودگاه استفاده کند که همچنین به این معنا است که می‌توان آن‌ را به دفعات بیشتر پرتاب کرد و فرود آورد. اگر بخواهید ماهواره‌ای را به زمین بازگردانید، تنها راه‌ حل هواپیمای فضایی است. از هواپیماهای فضایی می‌توان برای آزمایش تجهیزات نظامی و حتی ره‌گیری ماهواره‌های دشمن استفاده کرد. فناوری هواپیمای فضایی با فناوری سلاح‌ها و هواپیماهای مافوق صوت هم‌پوشانی دارد. به همین دلیل است که ری‌اکشن انجینز عضوی از برنامه‌ی پژوهشی است که وزارت دفاع بریتانیا برای توسعه‌ی‌ سیستم‌های پیش‌رانش مافوق صوت برای هواگردها از آن حمایت می‌کند.

ایرانیان جهان

دوران هواپیماهای فضایی ناسا فعلا با بازنشستگی ناوگان شاتل فضایی در سال 2011 پایان یافته است سپس هر کشوری هواپیمای فضایی خود را می‌خواست. بوران شوروی با الهام از شاتل فضایی ناسا در سال 1988 قبل از لغو برنامه، یک پرواز فضایی بدون سرنشین انجام داد. برنامه‌های هواپیماهای فضایی اروپا و ژاپن نیز تا همین حد بود. قصد چین برای ساخت هواپیمای فضایی به آینده موکول شد؛ زیرا موشک‌ها راه سریع‌تری برای رقابت فضایی بودند. دویل می‌گوید: «پیش‌بینی می‌شد که چین اولین فضانوردان خود را در سال 2020 به فضا بفرستد؛ اما این اتفاق در سال 2003 افتاد.» با وجود عملکرد ضعیف شاتل، آمریکا آرزوی هواپیمای فضایی چند بار مصرف را کنار نگذاشت. پروژه‌ی ساخت لاکهید مارتین ایکس-3 یا استار ونچر، در مراحل پیشرفته به دلیل مشکلات فنی لغو شد. شایعه‌ی وجود برنامه‌های فوق ‌سری دیگری نیز وجود داشت. از میان این پروژه‌ها، بوئینگ X37-B بدون سرنشین متولد شد. پیشنهاد بوئینگ برای نسخه‌ی بزرگ‌تر دارای سرنشین پذیرفته نشد. اما رقابت برای ساخت هواگردها و سلاح‌های مافوق صوت ممکن است به حل مشکلات تکنولوژیکی پروژه‌های هواپیمای فضایی کمک کند. موضوع مشخص آن است که آینده‌ی هواپیمای فضایی هرچه باشد، چین در آن نقش خواهد داشت. دویل می‌گوید: «ما در مورد پرتاب هواپیمای فضایی آزمایشی چین اطلاعات بسیار کمی داریم؛ اما این نشان می‌دهد که چین در توسعه‌ی مفاهیم هواپیمای فضایی جدی است.»