منصة الإطلاق

منصة الإطلاق هي منشأة فوق سطح الأرض تُطلق منها صواريخ أو مركبات فضائية تعمل بالوقود الصاروخي عموديًا. [ 1 ] يُستخدم مصطلح منصة الإطلاق لوصف منصة الإطلاق المركزية فقط ( منصة الإطلاق المتنقلة )، أو المجمع بأكمله ( مجمع الإطلاق ). يشمل المجمع بأكمله حامل إطلاق أو منصة إطلاق لدعم المركبة، وهيكلًا خدميًا مزودًا بوصلات، والبنية التحتية اللازمة لتوفير الوقود ، والسوائل المبردة ، والطاقة الكهربائية، والاتصالات، والقياس عن بُعد ، وتجميع الصواريخ، ومعالجة الحمولة، ومرافق تخزين الوقود والغازات، والمعدات، وطرق الوصول، والصرف .
تتضمن معظم منصات الإطلاق هياكل خدمة ثابتة لتوفير منصة أو أكثر للوصول إلى المركبة الفضائية، وتجميعها، وفحصها، وصيانتها، وللسماح بالوصول إليها، بما في ذلك تحميل الطاقم. وقد تحتوي المنصة على هيكل لتوجيه اللهب لمنع الحرارة الشديدة لعادم الصاروخ من إتلاف المركبة أو هياكل المنصة، كما قد يُستخدم نظام لكتم الصوت يرش كميات كبيرة من الماء. وقد تكون المنصة محمية أيضًا بمانعات الصواعق . وعادةً ما يضم الميناء الفضائي مجمعات إطلاق متعددة وبنية تحتية داعمة أخرى.
تختلف منصة الإطلاق عن منشأة إطلاق الصواريخ (أو صومعة الصواريخ أو مجمع الصواريخ )، والتي تطلق صاروخًا عموديًا ولكنها تقع تحت الأرض للمساعدة في تحصينها ضد هجوم العدو.
غالبًا ما يضم مجمع إطلاق الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل معدات دعم أرضية واسعة النطاق ، تشمل خزانات الوقود وأنابيب لتعبئة الصاروخ قبل الإطلاق. ويجب إعادة تعبئة الوقود المبرد ( الأكسجين السائل المؤكسد، والهيدروجين السائل أو الميثان السائل ) باستمرار (أي استبدال الوقود المتبخر) خلال عملية الإطلاق ( العد التنازلي )، بينما ينتظر الصاروخ لحظة الإقلاع. ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة نظرًا لاحتمالية انقطاع عمليات الإطلاق المعقدة بسبب توقفات مُخطط لها أو طارئة لإصلاح الأعطال.
تحتاج معظم الصواريخ إلى الدعم والتثبيت لبضع ثوانٍ بعد الإشعال ريثما تصل المحركات إلى أقصى قوة دفع . ويتم تثبيت المركبة عادةً على منصة الإطلاق بواسطة أذرع تثبيت أو مسامير متفجرة ، تُفعّل عندما تستقر المركبة وتكون جاهزة للإطلاق، وعندها تُفصل جميع الوصلات مع المنصة. [ 2 ]
تاريخ
لم تكن النماذج الأولية للصواريخ الحديثة، كالألعاب النارية وقاذفات الصواريخ، تتطلب عادةً منصات إطلاق مخصصة. ويعود ذلك جزئيًا إلى حجمها الصغير نسبيًا وسهولة نقلها، فضلًا عن قدرة أغلفةها على تحمل الضغوط. إحدى أولى منصات إطلاق الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل، والتي سُميت لاحقًا موقع غودارد لإطلاق الصواريخ نسبةً إلى سلسلة تجارب الإطلاق التي أجراها روبرت إتش. غودارد بدءًا من عام ١٩٢٦، كانت عبارة عن قاعدة إطلاق في حقل مفتوح في ريف ماساتشوستس. وتألفت هذه القاعدة من إطار مزود بسلسلة من أنابيب البنزين والأكسجين السائل لتغذية الصاروخ.
لم تظهر الحاجة إلى مرافق إطلاق متخصصة إلا في ثلاثينيات القرن العشرين، عندما ازداد حجم الصواريخ وقوتها بشكل كافٍ. وقد سُمح لجمعية إطلاق الصواريخ في ألمانيا، بعد طلب تمويل في عام 1930، بالانتقال من المزارع إلى موقع إطلاق الصواريخ في برلين ( بالألمانية : Raketenflugplatz Berlin )، وهو عبارة عن مستودع ذخيرة مُعاد استخدامه. [ 3 ]
أُنشئت منصة اختبار للصواريخ التي تعمل بالوقود السائل في كومرسدورف عام ١٩٣٢، حيث طُوّرت التصاميم الأولية لسلسلة صواريخ أغريغات الباليستية. وشهد هذا الموقع أيضًا أولى الإصابات في مجال تطوير الصواريخ، حيث قُتل الدكتور فامكه ومساعدان له، وأُصيب مساعد آخر. انفجر خزان وقود أثناء تجربة خلط ٩٠٪ من بيروكسيد الهيدروجين مع الكحول قبل الاحتراق. [ ٤ ] : ٣٥ [ ٥ ] : ٥٢-٥٣
في مايو 1937، انتقل دورنبرغر ومعظم طاقمه إلى مركز أبحاث الجيش في بينيمونده بجزيرة أوزيدوم على ساحل بحر البلطيق ، والذي وفّر مساحة أكبر وسرية تامة. ولحق بهم الدكتور ثيل وطاقمه في صيف عام 1940. كان منصة الاختبار السادسة في بينيمونده نسخة طبق الأصل من منصة الاختبار الكبيرة في كومرسدورف. [ 4 ] : 56، 60 [ 5 ] : 57. وشهد هذا الموقع تطوير صاروخ V-2 . أما منصة الاختبار السابعة ، فكانت المنشأة الرئيسية للاختبار في مطار بينيمونده، وكانت قادرة على إطلاق محركات صواريخ ثابتة بقوة دفع تصل إلى 200 طن.
ازدادت منصات الإطلاق تعقيدًا على مدى العقود اللاحقة خلال سباق الفضاء وبعده . فعندما تُطلق كميات كبيرة من غازات العادم أثناء اختبار المحركات أو إطلاق المركبات، يُمكن استخدام عاكس اللهب للحد من الأضرار التي تلحق بالمنصة المحيطة وتوجيه العادم. ويُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية، خاصةً مع مركبات الإطلاق القابلة لإعادة الاستخدام، لزيادة كفاءة عمليات الإطلاق وتقليل وقت الصيانة.
بناء
يبدأ بناء منصة الإطلاق باختيار الموقع، مع مراعاة عوامل جغرافية ولوجستية متنوعة. غالبًا ما يكون من المفيد وضع منصة الإطلاق على الساحل، لا سيما مع وجود المحيط شرقًا، للاستفادة من دوران الأرض وزيادة الدفع النوعي لعمليات الإطلاق. أما البرامج الفضائية، مثل البرنامج الفضائي السوفيتي أو البرنامج الفضائي الفرنسي، التي لا تملك هذه الميزة، فقد تستخدم مرافق خارج أراضيها الرئيسية، مثل قاعدة بايكونور الفضائية أو مركز غويانا الفضائي، للإطلاق. كما يتيح هذا التوجيه مسارات إطلاق آمنة، مما يقلل من المخاطر على المناطق المأهولة بالسكان أثناء الصعود. [ 6 ]
مرافق
نقل الصواريخ إلى منصة الإطلاق




كل موقع إطلاق فريد من نوعه، ولكن يمكن وصف بعض الأنواع العامة بالوسائل التي تصل بها المركبة الفضائية إلى منصة الإطلاق.
- تتحرك الصواريخ ذات التركيب الأفقي أفقيًا، مع توجيه ذيلها للأمام، إلى موقع الإطلاق على متن منصة إطلاق ناقلة ، ثم تُرفع إلى الوضع الرأسي فوق قناة اللهب. ومن الأمثلة على ذلك جميع الصواريخ السوفيتية الكبيرة، بما في ذلك سويوز ، وبروتون ، وإن 1 ، وإنرجيا . كما تُستخدم هذه الطريقة أيضًا في مركبات الإطلاق سبيس إكس وإلكترون .
- تُجمّع الصواريخ التي تُطلق من الصوامع داخل صومعة صواريخ . ولا تُستخدم هذه الطريقة إلا مع الصواريخ الباليستية العابرة للقارات المُعدّلة، وذلك لصعوبة وتكلفة بناء صومعة قادرة على احتواء قوى إطلاق الصاروخ.
- يمكن تجميع الصواريخ المتكاملة رأسيًا في حظيرة منفصلة على منصة إطلاق متنقلة . تحتوي هذه المنصة على هيكل التوصيلات، وتُنقل إلى موقع الإطلاق بواسطة مركبة كبيرة تُسمى ناقلة الزحف . يُعد مجمع الإطلاق 39 في مركز كينيدي للفضاء مثالًا على منشأة تستخدم هذه الطريقة. [ 7 ] ويُستخدم نظام مماثل لإطلاق صواريخ أريان 5 في منصة الإطلاق ELA-3 بمركز غيانا للفضاء .
- يمكن أيضًا نقل المركبات المُجمّعة عموديًا على منصة إطلاق متنقلة ترتكز على مسارين متوازيين للسكك الحديدية القياسية يمتدان من مبنى التجميع إلى منطقة الإطلاق. هذا النظام مُستخدم حاليًا في صاروخ أطلس 5 وصاروخ فولكان المستقبلي .
- في منصتي الإطلاق SLC-6 و SLC-37 ، تُجمّع الصواريخ على منصة الإطلاق. ويُحيط مبنى مُثبّت على سكة حديدية، بدون نوافذ، بمنصة الإطلاق والرافعة لحماية المركبة من العوامل الجوية، ولأغراض السرية العسكرية. وقبل الإطلاق، [ 8 ] يُزال المبنى. وتُستخدم هذه الطريقة أيضًا في كاغوشيما لمركبة الإطلاق MV .
- استخدمت خدمة الإطلاق البحري السابقة منصة حفر النفط ذاتية الدفع المحولة Ocean Odyssey لنقل صواريخ Zenit 3SL أفقيًا إلى خط الاستواء ، ثم لنصبها وإطلاقها من منصة إطلاق عائمة إلى مدارات نقل ثابتة بالنسبة للأرض .
هيكل الخدمة
الهيكل الخدمي عبارة عن إطار فولاذي أو برج يتم بناؤه على منصة إطلاق لتسهيل التجميع والصيانة.
يشتمل برج التوصيل عادةً على مصعد يسمح بالصيانة ووصول الطاقم. وقبل إشعال محركات الصاروخ مباشرةً، تُقطع جميع الوصلات بين البرج والمركبة، وغالبًا ما تتأرجح الجسور التي تمر فوقها هذه الوصلات بسرعة لتجنب إلحاق الضرر بالهيكل أو المركبة.
أنظمة انحراف اللهب
عاكس اللهب، أو محوّل اللهب، أو خندق اللهب، هو هيكل أو جهاز مصمم لإعادة توجيه أو تشتيت اللهب والحرارة وغازات العادم الناتجة عن محركات الصواريخ أو أنظمة الدفع الأخرى. [ 9 ] يمكن أن تتسبب قوة الدفع الناتجة عن إطلاق الصاروخ، بالإضافة إلى الصوت المصاحب للإقلاع، في إلحاق الضرر بمنصة الإطلاق والهيكل الخدمي ، فضلاً عن مركبة الإطلاق نفسها. [ 10 ] يتمثل الهدف الرئيسي من العاكس في منع اللهب من إلحاق الضرر بالمعدات أو البنية التحتية أو البيئة المحيطة. توجد عواكس اللهب في مواقع إطلاق الصواريخ ومنصات الاختبار حيث تُطلق كميات كبيرة من غازات العادم أثناء اختبار المحرك أو إطلاق المركبة.
أنظمة كتم الصوت
غالبًا ما تُجهز مواقع إطلاق الصواريخ الكبيرة بنظام لكتم الصوت لامتصاص أو تحويل الطاقة الصوتية المتولدة أثناء الإطلاق. عندما تتجاوز سرعة غازات عادم المحرك سرعة الصوت ، فإنها تصطدم بالهواء المحيط مُحدثةً موجات صدمية ، يصل مستوى الضوضاء فيها إلى 200 ديسيبل. يمكن أن تنعكس هذه الطاقة عن أسطح منصة الإطلاق ، مما قد يُلحق الضرر بالمركبة والحمولة والطاقم. على سبيل المثال، يبلغ الحد الأقصى المسموح به لمستوى الطاقة الصوتية الكلي (OASPL) لضمان سلامة الحمولة حوالي 145 ديسيبل. [ 11 ] يتم تبديد الصوت بواسطة كميات هائلة من الماء موزعة على منصة الإطلاق أثناء عملية الإطلاق. [ 12 ] [ 13 ]
تُعدّ أنظمة كتم الصوت المائية شائعة الاستخدام في منصات الإطلاق. فهي تُساعد في تقليل الطاقة الصوتية عن طريق حقن كميات كبيرة من الماء أسفل منصة الإطلاق في عمود العادم وفي المنطقة الواقعة فوق المنصة. أما عواكس اللهب أو خنادق اللهب، فهي مُصممة لتوجيه عادم الصاروخ بعيدًا عن منصة الإطلاق، وكذلك لإعادة توجيه الطاقة الصوتية بعيدًا. [ 12 ] [ 14 ]
أنظمة حرق الهيدروجين
في الصواريخ التي تستخدم الهيدروجين السائل كوقود ، يمكن استخدام أنظمة احتراق الهيدروجين (HBOI)، والمعروفة أيضًا باسم مشعلات الإطلاق الشعاعي الخارجي (ROFI)، لمنع تراكم غاز الهيدروجين الحر (GH2) في الجزء الخلفي من محرك المركبة قبل بدء تشغيله. فزيادة كمية الهيدروجين في الجزء الخلفي أثناء بدء تشغيل المحرك قد تؤدي إلى موجة انفجار ذات ضغط عالٍ، مما قد يُلحق الضرر بمركبة الإطلاق والهياكل المحيطة بها. [ 15 ]
التحقق من أداء المحرك وجاهزية الأنظمة
تتضمن عملية إطلاق مركبة سبيس إكس آلية تثبيت لمنصة الإطلاق تسمح بتشغيل المحرك بالكامل وإجراء فحص شامل للأنظمة قبل الإقلاع. بعد بدء تشغيل محرك المرحلة الأولى، يتم تثبيت الصاروخ ولا يُطلق حتى يتم التأكد من أن جميع أنظمة الدفع والمركبة تعمل بشكل طبيعي. وقد استُخدمت أنظمة تثبيت مماثلة في مركبات إطلاق مثل ساتورن 5 [ 16 ] ومكوك الفضاء . ويحدث إيقاف تشغيل آمن تلقائي وتفريغ للوقود في حال اكتشاف أي ظروف غير طبيعية. [ 17 ] قبل موعد الإطلاق، تُجري سبيس إكس أحيانًا دورة اختبار، تتوج بتشغيل ثابت لمحرك المرحلة الأولى لمدة ثلاث ثوانٍ ونصف. [ 18 ] [ 19 ]
انظر أيضاً
- الجزء الأرضي – العناصر الأرضية لنظام المركبة الفضائية
- مركبة الإطلاق – صاروخ يُستخدم لحمل مركبة فضائية إلى الفضاء
- قائمة مواقع إطلاق الصواريخ
- منشأة إطلاق الصواريخ
- إطلاق فضائي بدون صاروخ
- اختبار إجهاض الوسادة
- إطلاق صاروخ
- هيكل الخدمة – هيكل مبني على منصة إطلاق الصواريخ لخدمة مركبات الإطلاق
- ميناء فضائي
- ستراتولونش سيستمز – مشروع أمريكي لنقل الفضاء
- قاذفة صواريخ ناقلة – أنظمة صواريخ ثقيلة ذاتية الدفع
مراجع
- ↑ راغ، ديفيد و. (1973). قاموس الطيران ( الطبعة الأولى). أوسبري. ص 175. ISBN 9780850451634.
- ↑ "A8FJ - اليوم الأول: الإطلاق والصعود إلى مدار الأرض" . www.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 نوفمبر 2024 .
- ↑ "أبرز المحطات في تطوير الصواريخ الألمانية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21 أغسطس 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يونيو 2016 .
- 1 2 دورنبرغر، والتر (1954). V-2 . نيويورك: دار فايكنغ للنشر، الصفحات 27-42 .
- 1 2 فليشر، فولفغانغ (1997). ميدان اختبار أسلحة الفيرماخت في كومرسدورف . أتغلين: دار نشر شيفر المحدودة. الصفحات 9-46 . ISBN 9780764302732.
- ↑ الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (2006). "بناء مجمع الإطلاق 39 بمركز كينيدي للفضاء" (ملف PDF) . ناسا . تاريخ الاسترجاع: 12 يوليو 2024 .
- ↑ "مجمع الإطلاق 39، المنصتان أ و ب" . ناسا، مركز كينيدي للفضاء. 1992. مؤرشف من الأصل في 21-09-2008.
- ↑ "منصة إطلاق Cpsb" . فيسواناث. 2023. مؤرشف من الأصل بتاريخ 16-06-2023 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-06-2023 .
- ↑ "مونبورت، CH11-7" . www.hq.nasa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2023-09-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-09-01 .
- ↑ ويسلز، ويسل (26 أكتوبر 2022). "الغرض من خندق اللهب في موقع إطلاق صاروخ" . متجه نحو الفضاء . مؤرشف من الأصل في 1 سبتمبر 2023. تم الاسترجاع في 1 سبتمبر 2023 .
- ↑ دوغيرتي، ن. س.، وغيست ، ش. هـ. (17 أغسطس 2012). مقارنة بين بيانات الديناميكا الهوائية الصوتية للنموذج المصغر وبيانات الطيران لمركبة مكوك الفضاء. مؤتمرات الديناميكا الهوائية الصوتية . تم الاسترجاع في 16 نوفمبر 2022 من https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/6.1984-2351
- 1 2 لوبيرت، كارولين بارسونز (2017). "ستون عامًا من صوتيات مركبات الإطلاق" . مجلة الجمعية الصوتية الأمريكية . 142 (4): 040004. Bibcode : 2017ASAJ..142.2489L . doi : 10.1121/1.5014084 .
- ↑ والش، إي جيه؛ هارت، بي إم (نوفمبر 1982). "ضغط الاشتعال الزائد عند الإطلاق - علاقة ارتباطية". مجلة المركبات الفضائية والصواريخ . 19 (6): 550-556 . رمز Bibcode : 1982JSpRo..19..550W . doi : 10.2514/3.62300 . ISSN 0022-4650 .
- ↑ "الأحمال الصوتية الناتجة عن نظام الدفع (NASA SP-8072)" (PDF) . يونيو 1971.
- ↑ جيبهاردت، كريس (1 يونيو 2015). "المعدات التراثية: اختبار نظام احتراق الهيدروجين لنظام الإطلاق الفضائي" . NASASpaceFlight.com .
- ↑ يتضمن هذا المقال نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم : " أذرع التثبيت وأعمدة خدمة الذيل" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 2 نوفمبر 2016. تم الاطلاع عليه في 24 يونيو 2017 .

- ↑ "نظرة عامة على فالكون 9 (2010)" . سبيس إكس. مؤرشف من الأصل في 22 ديسمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 8 مايو 2010 .
- ↑ كلارك، ستيفن (20 ديسمبر 2014). "فالكون 9 يُكمل اختبار إطلاق ثابت كامل المدة" . سبيس فلايت ناو. مؤرشف من الأصل في 5 يونيو 2015. تم الاطلاع عليه في 10 مايو 2015.
تُجري شركة سبيس إكس اختبار الإطلاق الثابت - الذي ينتهي عادةً بتشغيل المحرك لمدة 3.5 ثانية - قبل كل عملية إطلاق لاختبار أي مشاكل في الصاروخ والأنظمة الأرضية. كما يُساعد هذا التمرين المهندسين على التدرب ليوم الإطلاق الفعلي.
- ↑ كلارك، ستيفن. "استمرار نشر أقمار ستارلينك الصناعية مع إطلاق ناجح لصاروخ فالكون 9" . سبيس فلايت ناو. مؤرشف من الأصل في 17 أكتوبر 2020. تم الاطلاع عليه في 27 يوليو 2020 .
روابط خارجية
- قاذفات الصواريخ
- معدات أرضية لرحلات الفضاء
