صاروخ استكشافي مجنح قابل لإعادة الاستخدام

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

مشروع WIRES ( صاروخ استكشافي مجنح قابل لإعادة الاستخدام ) هو مشروع ياباني لتطوير صاروخ مجنح أحادي المرحلة قابل لإعادة الاستخدام دون مداري ، ليكون بمثابة منصة اختبار لنظام إطلاق مداري قابل لإعادة الاستخدام أو مركبة فضائية مأهولة دون مدارية . ومن المتوقع إطلاق النموذج الأولي بالحجم الكامل، المسمى WIRES-X، في عام 2020.

ملخص

منذ عام 2005، يعمل مختبر أنظمة الفضاء في معهد كيوشو للتكنولوجيا باليابان على تطوير صاروخ تجريبي روبوتي مجنح قابل لإعادة الاستخدام، يُطلق عليه اسم WIRES (صاروخ استكشافي مجنح قابل لإعادة الاستخدام)، وذلك كمشروع بحثي يهدف إلى تطوير نظام إطلاق فضائي مستقبلي قابل لإعادة الاستخدام بالكامل، [ 1 ] أو حتى طائرة فضائية شبه مدارية . [ 2 ] ويُعد هذا المشروع جهدًا تعاونيًا يضم وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA )، وشركة IHI ، وقطاعات الصناعة والجامعات اليابانية، بالإضافة إلى جامعة تكساس في إل باسو (UTEP)، وجامعة جنوب كاليفورنيا (USC). [ 2 ]

تُعرف سلسلة الصواريخ شبه المدارية قيد التطوير باسم WIRES 13 وWIRES 15 وWIRES-X، وتستخدم جميعها محركًا يعمل بوقود الكحول والأكسجين السائل. من المتوقع إطلاق النسخة الكاملة من صاروخ WIRES-X في عام 2020 لتقييم إمكانية استخدامه كمرحلة أولى قابلة للاسترداد في نظام إطلاق مداري، وعلى المدى البعيد، كمركبة فضائية شبه مدارية مأهولة للرحلات التجارية. [ 2 ]

تطوير

يعتمد المفهوم على الشكل الديناميكي الهوائي الأصلي لصاروخ HIMES (صاروخ الاستكشاف التجريبي عالي القدرة على المناورة) الذي درسه معهد علوم الفضاء والملاحة الفضائية (ISAS، وهو الآن جزء من وكالة استكشاف الفضاء اليابانية ) في الثمانينيات. [ 2 ] ويطبق المشروع زيادة تدريجية في الحجم والتعقيد لتصاميمه.

في أواخر عام 2009، أكمل فريق كيوتيك تجارب الطيران لصاروخ تجريبي صغير الحجم (7.1  كجم) مجنح يُدعى WIRES 11 ، والذي استخدم محركات صاروخية تعمل بالوقود الصلب؛ حيث أُطلق خمس مرات إلى ارتفاع 500 متر. [ 3 ] ثم في عام 2010، شرع الفريق في اختبار نسخ أكبر قليلاً تحمل اسم WIRES 12 (34.5  كجم وطول 1.5 متر) للطيران لمسافة تصل إلى 1.1  كيلومتر باستخدام صاروخ هجين تجاري يُدعى HyperTEK M1000. تضمن نظام الاستعادة مظلة قابلة للتحكم ووسائد هوائية. [ 3 ] [ 4 ]

أطلق الفريق بعد ذلك الصاروخ WIRES 14 (بوزن 50  كجم وطول 1.5 متر) لاختبار فعالية هيكله ونظام استعادته الجديد. WIRES 14 صاروخ مجنح يُدفع بمحرك صاروخي هجين مبتكر يُسمى CAMUI (محرك نفاث متعدد المراحل متتالي) والذي تُطوره جامعة هوكايدو . [ 3 ] [ 5 ]

اعتبارًا من أواخر عام 2018، يدرس مشروع WIRES ويطور الديناميكا الهوائية، والملاحة، والتحكم في التوجيه، والهيكل المركب، ونظام الدفع، وخزانات التبريد العميق لنماذج الاختبار. يتضمن الجدول الزمني للهندسة المعمارية ثلاثة نماذج أولية على الأقل: صاروخ بدون أجنحة يُسمى WIRES 13، وصاروخان مجنحان يُسميان WIRES 15 وWires-X؛ وسيكون النموذج WIRES-X بالحجم الكامل. [ 2 ]

الأسلاك 13

WIRES 13 هو صاروخ اختبار مصغر يعمل بمحركين من نوع IPA-LOX (كحول الأيزوبروبيل والأكسجين السائل) يولدان قوة دفع إجمالية تبلغ 20  كيلو نيوتن، ويجري تطويره حاليًا في جامعة جنوب كاليفورنيا (USC) للوصول إلى ارتفاع مستهدف يبلغ حوالي 6 كيلومترات (3.7 ميل) . يبلغ طول الصاروخ 4.6 متر (15 قدمًا) وكتلته 1000 كيلوغرام (2200 رطل) . [ 2 ] يهدف WIRES 13 إلى الهبوط على الأرض دون أي أضرار باستخدام مظلتين وثلاث وسائد هوائية. يتمثل هدف الرحلة في التحقق من صحة نظام القياس عن بُعد ونظام الاتصالات الأرضية، ونظام مظلة الاستعادة، وإطلاق وتشغيل محرك يعمل بالوقود السائل. [ 2 ]      

الأسلاك 15

يتمتع WIRES 15 بنفس طول وكتلة WIRES 13؛ وهو نموذج تجريبي مصغر يعمل بمحرك يعمل بالأكسجين السائل والميثان ذي دورة تمدد كاملة ، تم تطويره بالتعاون مع وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) وشركة IHI . يولّد هذا المحرك قوة دفع تبلغ 20 كيلو نيوتن، ويهدف إلى الوصول إلى ارتفاع 6 كيلومترات تقريبًا. [ 2 ] في هذا النموذج، تتعاون شركة Kyutech مع جامعة تكساس في إل باسو (UTEP) ووكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) ومؤسسات أخرى. يهدف WIRES 15 إلى الهبوط على الأرض دون أي أضرار باستخدام مظلتين وثلاث وسائد هوائية. [ 2 ]  

ستُجرى اختبارات الطيران لكل من WIRES 13 وWIRES 15 في منشأة الإطلاق التابعة لـ FAR ( أصدقاء هواة الصواريخ ) في صحراء موهافي بولاية كاليفورنيا الأمريكية، في مايو 2018 ومارس 2019 على التوالي. [ 2 ]

WIRES-X

بعد إتمام اختبارات الطيران WIRES 13 و15، سيتم تطوير النموذج التجريبي المجنح شبه المداري كامل الحجم المسمى WIRES-X، ومن المتوقع أن تجري أول رحلة تجريبية له في عام 2020 لتقييم التحكم والأداء الناتجين، ومن المتوقع أن يصل إلى ارتفاع يزيد عن 100 كيلومتر (62 ميلاً) . كما سيتم تقييم إمكانية استخدامه كمرحلة أولى لمركبة إطلاق مدارية ثنائية المراحل. [ 2 ]  

يبلغ طول المركبة الفضائية WIRES-X الإجمالي 8.2 متر (27 قدمًا) ، وكتلة إطلاقها 4.6 طن، وقدرتها على حمل حمولة تصل إلى 100 كيلوغرام (220 رطلًا) . [ 2 ] وسيتم دفعها بثلاثة محركات تعمل بالأكسجين السائل والميثان، يولد كل منها قوة دفع تبلغ 20 كيلو نيوتن. [ 2 ] [ 6 ]     

المركبة الفضائية

المركبة الفضائيةالمعلمة/الوحدات [ 2 ]
الكتلة الرطبة23.6 طن
الكتلة الجافة7.9 طن
كتلة الوقود الدافعة15.7 طن ( أكسجين سائل - ميثان)
سعة6 (طيار واحد + 5 ركاب)
طول13.4 متر (44 قدم)  
عدد المحركات9
أقصى ارتفاع120 كم (75 ميلاً)  

إذا تكللت جهود تطوير مشروع WIRES بالنجاح، يتوقع مهندسو المشروع استخدام النظام أيضاً كمركبة فضائية مأهولة شبه مدارية لأغراض السياحة الفضائية . وتُعرض المواصفات النظرية للمركبة في الجدول.

رائد فضاء

أسس كويتشي يونيموتو، المسؤول عن التطوير في معهد كيوشو للتكنولوجيا، شركة سبيس ووكر عام 2017. [ 7 ] ومنذ انتقال يونيموتو من معهد كيوشو للتكنولوجيا إلى جامعة طوكيو للعلوم عام 2019، تتولى شركتا سبيس ووكر وجامعة طوكيو للعلوم تطوير نظام وايرز. [ 8 ] اعتبارًا من عام 2020يهدف مشروع Space Walker إلى إطلاق مركبة فضائية غير مأهولة شبه مدارية في عام 2024، وإطلاق أقمار صناعية صغيرة مدارية في عام 2026، وإطلاق مركبة فضائية مأهولة شبه مدارية في عام 2029. [ 9 ]

تم إطلاق نموذج مصغر WIRES#014-3A في 17 مارس 2020. [ 10 ]

ومع ذلك، أفلست شركة Space Walker في يناير 2026، ولم يتم تنفيذ أي من عمليات إطلاق المركبات الفضائية المخطط لها [ 11 ] .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ تطوير محاكاة الأجهزة في الحلقة لصاروخ مجنح تجريبي . شيركاتا ك.، يونيموتو ك.، ياماساكي هـ.، أورا ي.، مينوت هـ.، شيهارا أ.، أوموري س.، إيشيموتو س.، موغيتاني ت. ندوة آسيا والمحيط الهادئ الدولية لتكنولوجيا الفضاء (APISAT 2015). مهندسو أستراليا ، 2015: 114-120. ISBN 9781922107480.
  2. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ ١٤ كويتشي، يونيموتو؛ تاكاهيرو، فوجيكاوا؛ توشيكي، موريتو؛ جوزيف، وانغ؛ أحسن ر، تشودري (٢٠١٨). "تطوير وتطبيق صاروخ مجنح مصغر في مجال النقل الفضائي المستقبلي القابل لإعادة الاستخدام" . نشرة INCAS . ١٠ : ١٦١-١٧٢ . doi : 10.13111/2066-8201.2018.10.1.15 .
  3. 1 2 3 تقرير عن الوضع الحالي لـ "مشاريع الصواريخ الجامعية اليابانية". اتحاد هندسة الفضاء الجامعي (UNISEC)، اليابان. أكتوبر 2011.
  4. ↑ سوريندرا، جي. غونا؛ يونيموتو، ك.؛ ماتسوموتو، ت.؛ كوتسونا، ي.؛ إيتاكورا، ك.؛ ياماساكي، هـ.؛ أورا، ي.؛ إيتشيغي، م.؛ تاناكا، هـ.؛ أوينو، س.؛ سوميا، ت. (2015). "التطورات الحديثة للصواريخ المجنحة التجريبية: عرض توضيحي للتوجيه والتحكم الذاتي باستخدام المظلة" . بروسيديا للهندسة . 99 : 156-162 . doi : 10.1016/j.proeng.2014.12.520 .
  5. ↑ نتائج اختبار طيران RocketFirst للصاروخ المجنح الفرعي . إيتاكوراك يوشيرو، هيروشي ياماساكي، شينتارو مياموتو، تاكاكي ماتسوموتو، وكويتشي يونيموتو. جاكسا. 2013.
  6. ↑ ساكاغوتشي، هيرويوكي (2018). "محرك الميثان مخصص لوسائل النقل الفضائية المستقبلية" (ملف PDF) . مجلة IHI الهندسية . 51 (2). اليابان: شركة IHI : 16-19 .
  7. ↑ "الفريق" . رائد فضاء . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أبريل 2021 .
  8. ↑أفضل ما في الأمر هو أن تكون قادرًا على القيام بذلك(باللغة اليابانية). شركة سبيس ووكر. ١٧ أبريل ٢٠١٩. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٧ أبريل ٢٠٢١ .
  9. ↑المزيد من المعلومات المزيد من المعلومات(باللغة اليابانية). شركة سبيس ووكر. 2 أكتوبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 أبريل 2021 .
  10. ↑【3/17 正式版】有翼ロケット実験機「gaaboo(ガーブー)号」(WIRES#014-3A) 打ち上げ結果について(باللغة اليابانية). شركة سبيس ووكر. ١٧ مارس ٢٠٢٠. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٧ أبريل ٢٠٢١ .
  11. ↑ "有翼再使用ロケット(スペースプレーン)の設計開発を手掛けていた SPACE WALKERが破産" (باللغة اليابانية). بنك بيانات تيكوكو. 2026-02-06 . تم الاسترجاع بتاريخ 2026-02-07 .