خردل بي إيه سي

خلال أربعينيات وخمسينيات القرن العشرين، اضطلعت المملكة المتحدة بالعديد من المشاريع المستقلة المتعلقة بالفضاء، مثل برنامج صاروخ "بلاك نايت " الباليستي ومشروع إطلاق الأقمار الصناعية "بلاك آرو" الذي لم يُكتب له النجاح . ^{[ 5 ]} ورغم أن طموحات هذه البرامج قد خُففت بسبب التكلفة والرغبة السياسية في التعاون مع دول الكومنولث والدول الغربية الأخرى ، كما في مشروع إطلاق "يوروبا" ، إلا أن بريطانيا احتفظت باهتمام كبير بتطوير مختلف التقنيات المتعلقة بالفضاء. ^{[ 6 ]} ولم يكن مجال المركبات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام استثناءً من هذا الاهتمام، فقد أجرت شركة "إنجلش إلكتريك"، وهي تكتل صناعي بريطاني ، أعمالًا تمهيدية حول هذا الموضوع في منشأتها في وارتون ، لانكشاير ، كجزء من سلسلة دراسات أوسع نطاقًا برعاية حكومية حول المركبات عالية السرعة والطائرات الفضائية شبه المدارية . وفي عام 1960، اندمجت أنشطة "إنجلش إلكتريك" في مجال الطيران والفضاء مع أنشطة العديد من الشركات الأخرى لتشكيل شركة الطائرات البريطانية (BAC). وواصلت الشركة الجديدة أبحاثها الممولة في هذه المفاهيم. ^{[ 1 ]}

بحسب الكاتب نايجل هينبست، فإن أحد فرق البحث التابعة لشركة BAC، برئاسة المهندس توم سميث ، رئيس قسم هندسة الطيران والفضاء في الشركة، ^{[ 7 ]} والذي كان يُجري في البداية أبحاثًا حول مشاكل الطيران الأسرع من الصوت والفرط صوتي ، أبدى اهتمامًا بتطبيق مركبة كهذه في الأنشطة الفضائية. ^{[ 1 ]} قارن الفريق تقديرات أداء مركبة إطلاق مجنحة قابلة لإعادة الاستخدام مع الصواريخ التقليدية متعددة المراحل ، وخلص إلى أن هذا النهج غير مُجدٍ اقتصاديًا، ويعود ذلك أساسًا إلى حاجته إلى صواريخ مختلفة لتشغيل كل مرحلة. وبدلًا من ذلك، من خلال تبسيط منصة الإطلاق لاستخدام مركبات مجنحة متطابقة تقريبًا، يُمكن تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف، سواءً من حيث تطويرها أو تصنيعها. ^{[ 1 ]} كما كان من الممكن خفض التكاليف المرتبطة بها بشكل أكبر نظرًا لإمكانية إعادة استخدام جميع العناصر دون الحاجة إلى أي تجديد بعد انتهاء المهمة، والاكتفاء فقط بإعادة التزود بالوقود. علاوة على ذلك، يُمكن زيادة أو تقليل حجم المركبات لإنتاج مركبات إطلاق تُناسب أي متطلبات وزن ودفع تقريبًا. ^{[ 1 ]}

يُزعم أن أبحاث شركة BAC المتعلقة بالفضاء تأثرت منذ بداياتها ببرامج فضائية أجنبية، أبرزها برنامج الولايات المتحدة؛ إذ يُقال إن الشركة أجرت دراسات تفصيلية لمشاريع ومقترحات عبر الأطلسي. ويُقال إن مركبة مقترحة، هي دوغلاس أسترو ، قد أثارت إعجاب الباحثين البريطانيين؛ ففي مطلع عام 1964 تقريبًا، اعتُمدت أسترو كنقطة انطلاق مفاهيمية لتصميم BAC العنقودي الخاص، والذي أطلقت عليه الشركة اسم جهاز النقل والاستعادة الفضائي متعدد الوحدات أو MUSTARD ؛ إلا أنه في اللغة الدارجة، كان يُكتب هذا الاسم عادةً ببساطة باسم Mustard . وفي التصميم الأكثر دراسة، كان من المقرر أن يبلغ وزن Mustard حوالي 420 طنًا قبل الإطلاق، وأن تكون قادرة على إيصال حمولة تزن ثلاثة أطنان إلى مدار أرضي ثابت بالنسبة للأرض (GEO). ^{[ 1 ]}

خلال عام 1964، وصل تصميم صاروخ ماسترد إلى مرحلة الاكتمال الفعلي. ^{[ 1 ]} ومع ذلك، يُقرّ سميث بأنه كان من الضروري، لمواصلة المشروع حتى مرحلة التصنيع، استثمار مليارات الجنيهات الإسترلينية ، وهو استثمار لم يكن مُدرجًا في الميزانية أو مُخططًا له من قِبل أي جهة. وفي مقالٍ له في الدورية العلمية " نيو ساينتست" ، علّق الكاتب نايجل هينبست قائلًا إنه من غير المرجح أن تتمكن بريطانيا من مواصلة تطوير ماسترد بمفردها، ولكنه أشار أيضًا إلى وجود قيمة محتملة للمنصة إذا تم تنظيمها كمشروع أوروبي متعدد الجنسيات، على غرار صاروخي الإطلاق التقليديين يوروبا وأريان . ^{[ 1 ]}

في أوائل عام 1967، وُضعت آخر دراسة تصميمية رئيسية حول الموضوع، وبعدها استمر المشروع على مستوى أدنى حتى أوقفت الحكومة البريطانية العمل على مشروع "مسترد" نهائيًا عام 1970، بعد أن قررت المشاركة في مشروع ما بعد أبولو الأمريكي الجديد . وبناءً على ذلك، أمضى عدد من أعضاء فريق مشروع "مسترد" الرئيسيين أول عامين من سبعينيات القرن الماضي في شركة "نورث أمريكان روكويل" ، حيث ساهموا في الدراسة الأولية التي أدت في نهاية المطاف إلى مكوك الفضاء الأمريكي . ويُقال إنه في ذلك الوقت تقريبًا، تضاءلت فرص التعاون، وفي ظل غياب اهتمام يُذكر من الحكومة البريطانية، أُنهي مشروع "مسترد" فعليًا.

في أوائل عام 1977، اندمجت شركة BAC لاحقًا مع منافستها هوكر سيديلي لتشكيل شركة بريتش إيروسبيس (B.Ae). وعندما ظهر مشروع طائرة الفضاء HOTOL القابلة لإعادة الاستخدام في عام 1984، نُقل فريق المشروع إلى وارتون، حيث استفادوا من الخبرات المتراكمة خلال مشروع ماسترد السابق. ^{[ 8 ] [ 1 ]} وفي معرض حديثه عن إلغاء مشروع ماسترد، كتب هينبست أن غياب "الشجاعة السياسية" كان السبب الرئيسي في فشل المشروع؛ علاوة على ذلك، لو مولت وزارة الطيران المزيد من الأبحاث ، لكانت بريطانيا قادرة على لعب دور أكبر في برامج فضائية أخرى، مثل مكوك الفضاء الأمريكي . ^{[ 1 ]}

كان نظام "مسترد" نظام إطلاق فضائي معياري قابل لإعادة الاستخدام، يتألف من نسخ متعددة من تصميم مركبة واحدة، صُممت كل منها لأداء دور مختلف كمرحلة دافعة أو طائرة فضائية مدارية. يشبه تصميم المركبة الأساسية التصميم الأساسي لمركبة " دوغلاس أسترو" ، فكلاهما مركبتان قابلتان لإعادة الاستخدام بأجنحة دلتا ، كما هو الحال مع مكوك الفضاء الأمريكي لاحقًا. علاوة على ذلك، عملت المركبات الثلاث كصواريخ تُطلق عموديًا، واستخدمت أجنحة مدمجة لتمكينها من الهبوط أفقيًا، على غرار الطائرة. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

تطوّر التصميم عبر خمسة عشر نموذجًا أو مخططًا مقترحًا، يتألف كل منها عادةً من هيكل طائرة ذي عارضة عميقة وجسم رافع، وأجنحة دلتا بتصميم انسيابي يجمع بين الجناح والجسم ، مع زعانف ذيل مزدوجة ترتفع من أطراف الأجنحة وتميل للخارج. تضمنت بعض النماذج المبكرة جناح دلتا مركبًا ، مزودًا بزعانف ذيل داخلية. تم توفير الطاقة من خلال مجموعة من محركات صاروخية تتراوح بين واحد وأربعة محركات، مثبتة على الجزء الخلفي من جسم الطائرة. ^{[ 1 ]} نظرًا لانخفاض سرعة العودة المتوقعة نسبيًا، كان يُعتقد أنه يمكن الاستغناء عن البلاط المعقد المقاوم للحرارة لصالح ألواح من سبائك النيكل أبسط وأرخص على الجانب السفلي من المركبة. كان من المقرر أن يضم طاقم "مسترد" ما بين ثلاثة وستة رواد فضاء . ^{[ 1 ]}

من الناحية التشغيلية، كان هناك تكوينان رئيسيان للمركبة، وهما المركبة المدارية ومرحلة الدفع. تضمنت المركبة المدارية، التي تحمل الحمولة المطلوبة، قنوات لاستقبال الوقود من معززات الدفع، بينما احتوت وحدات الدفع على أنظمة لنقل الوقود إلى المركبة المدارية أو فيما بينها. ^{[ 1 ]} وبهذه الطريقة، يمكن للمركبة المدارية أن تظل ممتلئة بالوقود طوال رحلتها المدارية الطويلة، مع إمكانية استخدام جميع المركبات لتصميم خزان وقود موحد. ووفقًا لسميث، كانت المركبة المدارية قادرة على تنفيذ ما بين 30 و50 عملية إطلاق قبل الحاجة إلى استبدالها، بينما ظلت محركات الدفع، التي لم تكن تتعرض لنفس القدر من الحرارة والإجهاد، قابلة للاستخدام حتى 200 مرة. ^{[ 1 ]}

تم استكشاف ترتيبات تجميع وتكديس متنوعة. فبينما كان من المقرر إطلاق مركبة أسترو كصاروخ متدرج ثنائي المراحل، حيث يكون الصاروخ المعزز أكبر بكثير من المركبة المدارية، تألفت مركبة ماسترد من ثلاث إلى خمس وحدات متقاربة الحجم. ركزت الدراسات المبكرة على مركبة ذات سطح سفلي على شكل حرف "V" بزاوية 120 درجة لكل من الجسم والأجنحة، بحيث يمكن تجميع ثلاث وحدات على شكل مثلث. تضمنت بعض الدراسات مركبة مدارية رابعة مثبتة فوق ثلاثة صواريخ معززة. كان النظام الأكثر كفاءة هو تفريغ صاروخ معزز واحد في كل مرة، مع الحفاظ على امتلاء الصواريخ الأخرى لأطول فترة ممكنة، بحيث يمكن إطلاق الصاروخ المعزز للمرحلة الأولى في أسرع وقت ممكن. ثم يتم تفريغ الصواريخ المعززة الثلاثة بالتتابع. لكن هذا أدى إلى تحميل غير متماثل للكتلة، وهو ما اعتبرته شركة BAC مشكلة كبيرة، لذلك استخدمت التصاميم اللاحقة نظام تكديس جانبي حيث تم تكديس الوحدات المسطحة بشكل يشبه صفائح الورق. ^{[ 8 ]}

على ارتفاع يتراوح بين 46,000 و 61,000 متر (150,000 إلى 200,000 قدم) ، أي ما يعادل 30 ميلاً بحرياً تقريباً، ستنفصل آخر وحدات الدفع. وبمجرد ابتعادها، ستنزلق هذه الوحدات إلى الأسفل وتهبط على مدرج هبوط مماثل لمدرج هبوط الطائرات التقليدية، مما يسمح بإعادة استخدامها. ^{[ 1 ]} ستضع المركبة الفضائية حمولتها في مدار على ارتفاع حوالي 1,000 ميل بحري، وهو ما سيتحقق بعد حوالي 10 دقائق من الإطلاق، ثم تعود إلى الأرض عبر هبوط انزلاقي مُتحكم به قبل أن تهبط بطريقة مماثلة لوحدات الدفع. في الأصل، كان من المُتوقع أن تكون المركبات الثلاث مأهولة، إلا أن سميث لاحظ، في تعليق له خلال منتصف ثمانينيات القرن الماضي، أنه بفضل التقدم التكنولوجي، سيكون من الممكن أتمتة وحدات الدفع بالكامل باستخدام التكنولوجيا الحالية. ^{[ 1 ]}