السرعة الفائقة

السرعة الفائقة هي سرعة عالية جدًا ، تتجاوز 3000 متر في الثانية (11000  كم/ساعة، 6700  ميل/ساعة، 10000  قدم/ثانية، أو ماخ 8.8). وتتميز هذه السرعة الفائقة بأنها عالية جدًا لدرجة أن مقاومة المواد عند الاصطدام تكون ضئيلة جدًا مقارنةً بالإجهادات الناتجة عن القصور الذاتي . ^{[ 1 ]} ولذلك، تتصرف المعادن والسوائل بشكل متشابه عند الاصطدام بسرعة فائقة. ويؤدي الاصطدام بسرعة فائقة للغاية إلى تبخر الجسم الصادم والهدف. بالنسبة للمعادن الإنشائية، تُعتبر السرعة الفائقة عمومًا أعلى من 2500 متر/ثانية (5600 ميل/ساعة، 9000 كم/ساعة، 8200 قدم/ثانية، أو ماخ 7.3). وتُعد فوهات النيازك أيضًا أمثلة على الاصطدامات بسرعة فائقة.    

يشير مصطلح "السرعة الفائقة" إلى السرعات التي تتراوح بين بضعة كيلومترات في الثانية وعشرات الكيلومترات في الثانية. ويكتسب هذا المصطلح أهمية خاصة في مجال استكشاف الفضاء واستخدامه عسكريًا، حيث يمكن أن تؤدي الاصطدامات فائقة السرعة (مثل اصطدامها بحطام فضائي أو مقذوف مهاجم ) إلى أضرار تتراوح بين تلف طفيف في المكونات وتدمير كامل للمركبة الفضائية أو الصاروخ. وقد يتعرض الجسم المصطدم، وكذلك السطح الذي يصطدم به، لتسييل مؤقت . كما يمكن أن تولد عملية الاصطدام تفريغات بلازمية ، مما قد يؤثر على إلكترونيات المركبة الفضائية.

تحدث السرعات الفائقة عادةً خلال زخات الشهب ودخول الأجسام إلى الغلاف الجوي في أعماق الفضاء، كما حدث خلال برامج زوند وأبولو ولونا . ونظرًا لعدم القدرة على التنبؤ بتوقيت ومسارات الشهب، تُعدّ كبسولات الفضاء فرصًا مثالية لجمع البيانات لدراسة مواد الحماية الحرارية عند السرعات الفائقة (في هذا السياق، تُعرَّف السرعة الفائقة بأنها أكبر من سرعة الإفلات ). ونظرًا لندرة فرص الرصد هذه منذ سبعينيات القرن الماضي، فقد أدت عمليات دخول كبسولات جينيسيس وستاردست لإعادة العينات ، بالإضافة إلى عملية دخول كبسولة هايابوسا الأخيرة، إلى إطلاق حملات رصد، أبرزها في مركز أبحاث أميس التابع لناسا .

يمكن دراسة التصادمات فائقة السرعة من خلال فحص نتائج التصادمات الطبيعية (بين النيازك الدقيقة والمركبات الفضائية ، أو بين النيازك والأجرام السماوية)، أو من خلال إجرائها في المختبرات. حاليًا، تُعد مدفع الغاز الخفيف الأداة الرئيسية للتجارب المختبرية ، ولكن بعض التجارب استخدمت محركات خطية لتسريع المقذوفات إلى سرعات فائقة. وقد تم دمج خصائص المعادن تحت تأثير السرعات الفائقة في الأسلحة، مثل المقذوفات المخترقة المتشكلة بالانفجار . يسمح التبخر عند الاصطدام وتسييل الأسطح للمقذوفات المعدنية المتشكلة تحت تأثير قوى السرعات الفائقة باختراق دروع المركبات بشكل أفضل من الرصاص التقليدي.

تدرس وكالة ناسا آثار الحطام المداري المُحاكى في مختبر اختبار السرعات الفائقة عن بُعد (RHTL) التابع لمرفق اختبار وايت ساندز . ^{[ 2 ]} لا يمكن رصد الأجسام التي يقل قطرها عن 10 سم بواسطة الرادار. وقد دفع هذا مصممي المركبات الفضائية إلى تطوير دروع لحمايتها من الاصطدامات الحتمية. في مختبر RHTL، تُحاكى تأثيرات النيازك الدقيقة والحطام المداري (MMOD) على مكونات المركبات الفضائية ودروعها، مما يسمح للمصممين باختبار المخاطر التي يُشكلها تزايد الحطام المداري وتطوير تقنية الدروع للبقاء في الصدارة. في مختبر RHTL، تُطلق أربعة مدافع غازية خفيفة ثنائية المرحلة قذائف يتراوح قطرها بين 0.05 و22.2 مم (0.0020 إلى 0.8740 بوصة) بسرعات تصل إلى 8.5 كم/ث (5.3 ميل/ث) .    

بحسب الجيش الأمريكي ، يُمكن أن يُشير مصطلح "السرعة الفائقة" أيضًا إلى سرعة فوهة نظام السلاح، ^{[ 4 ]} ويختلف التعريف الدقيق باختلاف السلاح. فعند الحديث عن الأسلحة الصغيرة، تُعتبر سرعة الفوهة 5000  قدم/ثانية (1524 متر/ثانية) أو أكثر سرعة فائقة، بينما بالنسبة لمدافع الدبابات ، يجب أن تبلغ سرعة الفوهة 3350 قدم/ثانية (1021.08 متر/ثانية) أو تتجاوزها لتُعتبر سرعة فائقة، أما بالنسبة لمدافع المدفعية ، فيبلغ الحد الأدنى 3500 قدم/ثانية (1066.8 متر/ثانية). ^{[ 5 ]}     

• اصطدام الأقمار الصناعية عام 2009
• الطائرات الأسرع من الصوت
• الطيران الأسرع من الصوت
• فرط صوتي
• نجم فائق السرعة
• عمق الاصطدام#تقريب نيوتن لعمق الاصطدام
• مخترق الطاقة الحركية
• السرعة النهائية