LauncherOne

كان LauncherOne مركبة إطلاق مدارية ثنائية المراحل ، طورتها شركة فيرجن أوربت وأطلقتها ، وقد أجرت رحلات تشغيلية من عام 2021 إلى عام 2023، بعد أن كانت قيد التطوير من عام 2007 إلى عام 2020. وهو صاروخ يُطلق من الجو ، مصمم لحمل أقمار صناعية صغيرة يصل وزنها إلى 300 كيلوغرام (660 رطلاً) إلى مدار متزامن مع الشمس ، ^{[ 3 ]} وذلك بعد إطلاقه من طائرة حاملة على ارتفاعات عالية . وقد حُمل الصاروخ إلى طبقات الجو العليا على متن طائرة بوينغ 747-400 معدلة ، تحمل اسم Cosmic Girl ، ثم أُطلق فوق المحيط. وقد تولت شركة فيرجن غالاكتيك ، وهي شركة تابعة أخرى لمجموعة فيرجن ، العمل الأولي على البرنامج ، قبل أن يتم تأسيس كيان منفصل - فيرجن أوربت - في عام 2017 لاستكمال التطوير وتشغيل خدمات الإطلاق بشكل منفصل عن أعمال فيرجن غالاكتيك في مجال نقل الركاب.  

أُجريت أول رحلة ناجحة في 17 يناير 2021، حيث حملت حمولة من 10 أقمار صناعية مكعبة إلى مدار أرضي منخفض . ^{[ 6 ]} ووصلت ثلاث عمليات إطلاق أخرى بنجاح إلى المدار. في المقابل، فشلت رحلة تجريبية أولية في 25 مايو 2020، عندما فشل الصاروخ في الوصول إلى الفضاء. ^{[ 7 ]} كما فشلت الرحلة الأخيرة في 9 يناير 2023 في الوصول إلى المدار.

كان LauncherOne أول صاروخ مداري يعمل بالوقود السائل بالكامل ويتم إطلاقه من الجو. ^{[ 8 ]}

بين عامي 2007 و2015، كانت شركة فيرجن تخطط لإطلاق صاروخ LauncherOne بحجم أصغر نسبيًا، بحمولة 200 كيلوغرام (440 رطلًا) إلى مدار أرضي منخفض. وفي عام 2015، عدّلت فيرجن تصميم الصاروخ ليناسب السوق المستهدف بشكل أفضل، ورفعت حمولته إلى 300 كيلوغرام (660 رطلًا) إلى مدار متزامن مع الشمس على ارتفاع 500 كيلومتر (310 أميال) ، وهو مدار مناسب للأقمار الصناعية الصغيرة (CubeSats ) والحمولات الصغيرة. وحددت فيرجن أوربت سعر إطلاق للصاروخ يبلغ حوالي 12 مليون دولار أمريكي. ^{[ 2 ]}      

مع إغلاق شركة فيرجن أوربت لجميع عملياتها بعد إفلاسها في عام 2023، فمن غير المرجح أن يشهد هذا المركب عمليات إطلاق إضافية. ^{[ 9 ]}

بدأت شركة فيرجن غالاكتيك العمل على مفهوم LauncherOne في عام 2007، ^{[ 10 ]} ووُصفت المواصفات الفنية بتفصيلٍ ما في أواخر عام 2009. ^{[ 11 ]} وقد اقتُرح أن يكون تصميم LauncherOne عبارة عن صاروخٍ استهلاكي ثنائي المراحل يعمل بالوقود السائل، ويُطلق من الجو بواسطة طائرة حاملة من طراز White Knight Two . ^{[ 12 ]} وهذا من شأنه أن يجعله تصميمًا مشابهًا للتصميم المستخدم في صاروخ Pegasus التابع لشركة Orbital Sciences ، أو نسخةً أصغر من نظام StratoLaunch الصاروخي المُطلق من الجو.

بحلول عام 2012، وقّع العديد من العملاء التجاريين عقودًا مبكرة لإطلاق مركبات فضائية، مما يشير إلى دعم الطلب على مركبات الإطلاق التجارية الصغيرة الجديدة . وشملت هذه الشركات GeoOptics و Skybox Imaging و Speedflight Services و Planetary Resources . وأُفيد آنذاك أن كلاً من Surrey Satellite Technology و Sierra Nevada Space Systems كانتا تعملان على تطوير منصات أقمار صناعية "مُحسّنة لتصميم LauncherOne". ^{[ 13 ] [ 14 ]} وفي أكتوبر 2012، أعلنت شركة Virgin أن LauncherOne سيُصمّم بحيث يمكنه وضع حمولة 200 كيلوغرام (440 رطلاً) في مدار متزامن مع الشمس . ^{[ 15 ]} وخططت Virgin في ذلك الوقت لتسويق حمولة 200 كيلوغرام (440 رطلاً) إلى مدار متزامن مع الشمس بأقل من 10 ملايين دولار أمريكي للمهمة الواحدة، ^{[ 13 ]} بينما ستكون الحمولة القصوى لمهام المدار الأرضي المنخفض أكبر قليلاً، حيث تبلغ 500 كيلوغرام (1100 رطل) . ^{[ 16 ]}      

بموجب الخطط المعلنة عام 2012، كان من المقرر أن تُزوَّد المرحلة الثانية بمحرك نيوتن وان، بقوة _دفع 16 كيلو نيوتن (3600 رطل ) ، بينما تُزوَّد المرحلة الأولى بنسخة مُكبَّرة تُسمى نيوتن تو، بقوة دفع 211 كيلو نيوتن (47000 رطل ₎ . اكتمل تصميم وبناء المحركات الأولى بحلول عام 2014. خضع محرك نيوتن وان لاختبارات احتراق كاملة لمدة خمس دقائق. أجرى محرك نيوتن تو عدة عمليات إطلاق قصيرة المدة بحلول أوائل عام 2014. ^{[ 16 ]} في نهاية المطاف، لم يُستخدم أيٌّ من محركي نيوتن وان أو نيوتن تو في صاروخ الإطلاق وان.    

في عام 2015، أنشأت شركة فيرجن غالاكتيك مركزًا للأبحاث والتطوير والتصنيع بمساحة 14000 متر ^مربع (150000 قدم مربع ) لمركبة الإطلاق LauncherOne في مطار لونغ بيتش ، كاليفورنيا . ^{[ 17 ]} وأفادت الشركة في مارس 2015 أنها كانت تسير وفق الجدول الزمني لبدء رحلات تجريبية لمركبة الإطلاق LauncherOne بمحركها NewtonThree بحلول نهاية عام 2016، ^{[ 18 ]} لكنها لم تحقق هذا الهدف.   

في 25 يونيو 2015، وقّعت الشركة عقدًا مع شركة OneWeb المحدودة لإطلاق 39 قمرًا صناعيًا ضمن كوكبة أقمارها الصناعية ، مع خيار إطلاق 100 قمر إضافي، ^{[ 19 ]} ولكن في عام 2018 ألغت OneWeb جميع الأقمار باستثناء أربعة، مما دفع شركة Virgin Orbit إلى رفع دعوى قضائية. ^{[ 20 ]} وقدّمت OneWeb طلبًا للحماية من الإفلاس في عام 2020. ^{[ 21 ]}

أشارت التقارير الإخبارية في سبتمبر 2015 إلى أن زيادة الحمولة إلى 200 كيلوغرام (440 رطلاً) ستتحقق بفضل خزانات وقود أطول واستخدام محرك نيوتن ثري الذي تم اعتماده حديثًا. إلا أن هذا يعني أيضًا أن طائرة النقل " وايت نايت تو" التي طورتها فيرجن لن تتمكن من رفع الصاروخ إلى ارتفاع الإطلاق. لذا، أعلنت فيرجن في ديسمبر 2015 عن تغيير طائرة النقل الخاصة بصاروخ الإطلاق "لانشر ون" لحمل الحمولة الأثقل. وتم استبدال طائرة النقل لاحقًا بطائرة بوينغ 747-400 مستعملة، ^{[ 22 ]} تُدعى "كوزميك غيرل" ، كانت تُشغلها سابقًا شركة فيرجن أتلانتيك، الشقيقة لشركة فيرجن غالاكتيك، واشترتها مجموعة فيرجن بالكامل من بوينغ عند انتهاء عقد إيجارها. ستُمكّن طائرة 747 صاروخ الإطلاق "لانشر ون" الأكبر حجمًا من حمل الحمولات الأثقل. كان من المتوقع الانتهاء من أعمال التعديل على طائرة الشركة من طراز 747 في عام 2016، على أن يتبع ذلك إطلاق تجريبي مداري للصاروخ في عام 2017. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}  

أُعلن في ديسمبر 2015 أن صاروخ LauncherOne المُعدَّل سيستخدم محرك NewtonThree الأكبر حجمًا في مرحلة التعزيز، بينما سيُشغِّل محرك NewtonFour المرحلة الثانية . ^{[ 23 ]} كان من المُقرر أن يُولِّد محرك NewtonThree قوة دفع تتراوح بين 260 و335 كيلو نيوتن (58,000-75,000 رطل _قوة ) ، وبدأ اختباره التجريبي في مارس 2015. ^{[ 18 ] [ 26 ]} أما محرك NewtonFour فسيُشغِّل المرحلة الثانية. يُولِّد محرك NewtonThree قوة دفع تبلغ 326.8 كيلو نيوتن (73,500 رطل _قوة ) ، بينما يُولِّد محرك NewtonFour قوة دفع تبلغ 26.5 كيلو نيوتن (6,000 رطل _قوة ) للمرحلة الثانية، وهو قادر على إعادة التشغيل عدة مرات. ^{[ 27 ]}      

في 2 مارس 2017، أعلنت شركة فيرجن غالاكتيك عن فصل فريقها "لانشر ون" المكون من 200 عضو، وتأسيس شركة جديدة باسم "فيرجن أوربت" . ^{[ 28 ]} كما تم إنشاء شركة تابعة لفيرجن أوربت تُدعى "فوكس سبيس" لتنفيذ أعمال تتطلب متطلبات أمنية صارمة. ^{[ 29 ] [ 30 ]} اعتبارًا من عام 2017^{[ 31 ]} وكانت الشركة تخطط لتسيير رحلات جوية مرتين شهريًا تقريبًا بحلول عام 2020.

في سبتمبر 2017، تأجلت أولى الرحلات التجريبية لصاروخ LauncherOne إلى عام 2018. ^{[ 31 ]} وبحلول يونيو 2018، حصلت شركة Virgin Orbit على ترخيص لبدء حملة اختبار الطيران التجريبي لصاروخ LauncherOne، بما في ذلك اختبار إسقاط مُخطط له لصاروخ غير مُزوّد ​​بالوقود، في يوليو 2018، وكان من المُمكن أن تستمر لمدة تصل إلى ستة أشهر. ^{[ 27 ]}

في الواقع، لم تُجرَ أي رحلات تجريبية لمنصة الإطلاق "لانشر وان" في عام 2018، بل تأجلت إلى ديسمبر 2019، ولم تبدأ الطائرة الحاملة بالتحليق إلا في عام 2018. أُجريت الرحلات التجريبية الثلاث الأولى لـ" كوزميك جيرل" ، بما في ذلك الحاملة دون الصاروخ، في 23 و25 و27 أغسطس 2018. ^{[ 32 ] [ 33 ]} وفي أوائل نوفمبر 2018، أُجري اختبار سير عالي السرعة، مع تركيب صاروخ أسفل الطائرة. ^{[ 34 ]} وفي 18 نوفمبر 2018، أجرت الطائرة أول رحلة تجريبية لها مع كل من الحاملة والصاروخ. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

أعلنت شركة فيرجن أوربت عن العديد من خطط التحديث والتوسعة التي لم تُستكمل، مثل نسخة ثلاثية المراحل. ^{[ 37 ]} في 17 مارس 2022، وقّعت وكالة الفضاء البولندية وشركة فيرجن أوربت اتفاقية لاستخدام صاروخ LauncherOne كوسيلة لإرسال الأقمار الصناعية إلى المدار، مع التخطيط لأول إطلاق له من بولندا في عام 2023. ^{[ 38 ]}

أعلنت الشركة الأم، فيرجن أوربت ، إفلاسها بموجب الفصل 11 في 4 أبريل 2023. ^{[ 39 ]}

رحلات جوية

أُجريت الرحلة التجريبية الأولى لصاروخ LauncherOne في 25 مايو 2020. فشلت الرحلة بعد ثوانٍ قليلة من إشعال الصاروخ بسبب توقف مبكر لمحرك المرحلة الأولى، نتيجةً لعطل في خط تغذية الوقود ^{[ 40 ]} ، ولم يصل الصاروخ إلى الفضاء. عُزي فشل الإطلاق إلى عطل في خط وقود الأكسجين السائل عالي الضغط في محرك NewtonThree. نتيجةً لهذا العطل، انقطع الأكسجين عن المحرك، ما أدى إلى إنهاء الرحلة. تمت معالجة مشكلة خط الوقود بتقوية الأجزاء المتضررة ^{[ 41 ] [ 42 ] .}

أُجري الإطلاق الثاني في 17 يناير 2021، وكان الأول الذي يصل بنجاح إلى المدار. ^{[ 6 ]} أطلق الصاروخ 10 أقمار صناعية مكعبة (كيوب سات) ضمن مهمة ناسا التعليمية لإطلاق الأقمار النانوية (ELaNa 20). ^{[ 43 ]} انطلقت المركبة الفضائية "كوزميك جيرل" من مطار موهافي الجوي والفضائي في كاليفورنيا الساعة 18:38 بالتوقيت العالمي المنسق. وأطلقت المركبة الصاروخ "لانشر ون" الساعة 19:39 بالتوقيت العالمي المنسق. ^{[ 8 ]} تم الإطلاق على ارتفاع 10,700 متر (35,100 قدم) . ^{[ 44 ]} في 17 يناير 2021، عمل كل من "نيوتن ثري" و"نيوتن فور" كما هو متوقع. ^{[ 43 ]} أثناء الإطلاق، تم تشغيل "نيوتن فور" مرتين؛ الأولى لحقن المرحلة الثانية والحمولات في مدار انتقالي، والثانية لجعل المدار دائريًا. ^{[ 43 ] [ 45 ]}  

في 9 يناير 2023، أُجريت أول عملية إطلاق بريطانية، وكانت الأخيرة للصاروخ، لكنها باءت بالفشل. ^{[ 46 ]} انفصل مرشح داخل خط تغذية الوقود للمرحلة الثانية، مما أدى إلى انخفاض كفاءة مضخة الوقود وتدفق الوقود إلى محرك نيوتن فور. تسبب انخفاض تدفق الوقود في تشغيل المحرك عند درجات حرارة أعلى من المتوقع، مما أدى إلى تلف المكونات المجاورة وتوقفه المبكر. لم تكن المركبة تمتلك السرعة الكافية للوصول إلى المدار. ^{[ 47 ] [ 48 ]}

LauncherOne مركبة إطلاق جوي ثنائية المراحل. يبلغ قطر الصاروخ 1.6 متر (5 أقدام و3 بوصات) للمرحلة الأولى و 1.3 متر (4 أقدام و3 بوصات) للمرحلة الثانية وغطاء الحمولة. ^{[ 4 ]}      

في 24 أكتوبر 2019، أعلنت الشركة عن خطط لتطوير نسخة ثلاثية المراحل قادرة على إطلاق 100 كجم (220 رطل) إلى القمر ، أو 70 كجم (150 رطل) إلى الزهرة ، أو 50 كجم (110 رطل) إلى المريخ . ^{[ 37 ]}      

إعادة تصميم عام 2015: محركات جديدة، حمولات أكبر، طائرات حاملة جديدة

أشارت تقارير إخبارية في سبتمبر 2015 إلى أن زيادة الحمولة ستتحقق باستخدام خزانات وقود أطول ومحرك نيوتن ثري، لكن هذا يعني أن صاروخ وايت نايت تو لن يكون قادرًا على رفعه إلى ارتفاع الإطلاق. وكان من المقرر أن تحمل طائرة بوينغ 747 الصاروخ إلى ارتفاع الإطلاق. ^{[ 50 ] [ 51 ]} يستخدم صاروخ لانشر ون المُعدَّل محركي نيوتن 3 ونيوتن 4. ^{[ 23 ]}

في ديسمبر 2015، أعلنت شركة فيرجن عن تغيير الطائرة الحاملة لصاروخ LauncherOne، بالإضافة إلى تصميم أكبر بكثير للصاروخ نفسه. ستكون الطائرة الحاملة الآن من طراز بوينغ 747 ، مما سيسمح لصاروخ LauncherOne الأكبر حجمًا بحمل حمولات أثقل مما كان مخططًا له سابقًا. من المتوقع الانتهاء من أعمال التعديل على طائرة بوينغ 747 التي اشترتها فيرجن في عام 2016، على أن يتبعها إطلاق تجريبي للصاروخ في المدار في عام 2017. ^{[ 23 ]}

صُمم صاروخ LauncherOne لإطلاق حمولة وزنها 300 كيلوغرام (660 رطلاً) إلى مدار متزامن مع الشمس على ارتفاع 500 كيلومتر (310 أميال) ، وهو مناسب للأقمار الصناعية الصغيرة ( CubeSats ) والحمولات الصغيرة . ^{[ 52 ] [ 53 ]} كما أعلنت شركة Virgin Orbit عن قدرة LauncherOne على إرسال حمولات إلى مدارات حول الشمس للتحليق بالقرب من المريخ أو الزهرة أو الكويكبات . ^{[ 54 ]}    

قامت شركة فيرجن أوربت بدمج الحمولات في مقرها الرئيسي في لونغ بيتش، كاليفورنيا . ^{[ 3 ]}

انطلق الصاروخ LauncherOne من حاملة الطائرات Cosmic Girl ، وهي طائرة بوينغ 747-400، حيث تم تثبيته على دعامة في الجناح الأيسر للطائرة، وأُطلق فوق المحيط في موقع محدد بناءً على الميل المداري المطلوب. تتجنب هذه العملية التأخيرات المعتادة لعمليات الإطلاق الأرضية الناتجة عن الأحوال الجوية والرياح في الطبقات العليا من الغلاف الجوي. ^{[ 3 ]} صرّح ويليام بوميرانتز من شركة فيرجن أوربت بأنه كان من الممكن استخدام أي مطار قادر على استقبال طائرة بوينغ 747، وذلك وفقًا للتشريعات المحلية. ^{[ 55 ]}

انطلقت الطائرة الحاملة من مطار موهافي الجوي والفضائي في كاليفورنيا ، الولايات المتحدة، ومطار نيوكواي في كورنوال ، المملكة المتحدة . وكانت الشركة تخطط أيضاً لاستخدام مطارات أخرى مثل مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا ومركز ألكانتارا للفضاء في البرازيل، إلا أن هذه الخطط لم تُنفذ. وشملت مواقع الإطلاق المقترحة الأخرى مطار إليسون أونيزوكا كونا الدولي في هاواي ، ومطار خوسيه أبونتي دي لا توري في بورتوريكو ، ^{[ 56 ]} ومطار أويتا في اليابان ، وقاعدة أندرسن الجوية في غوام، ^{[ 57 ]} ومطار توومبا ويلكامب في أستراليا . ^{[ 58 ]}

• طيار NOTS-EV-1
• بيغاسوس (صاروخ)
• ستراتولانش

• دليل خدمة LauncherOne (ملف PDF) . الإصدار 1.1 . فيرجن أوربت. أغسطس 2018. 18-S-1862. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 19 مارس 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يناير 2021 .
• دليل خدمة LauncherOne (ملف PDF) . الإصدار 1.0 . فيرجن أوربت. 7 أغسطس 2017. 17-S-2156. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 7 نوفمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 نوفمبر 2017 .
• إطلاق وتشغيل صاروخ LauncherOne في أول رحلة مدارية له ، فيديو، 17 يناير 2021.