بنية سبيس إكس التحتية للنقل المريخي

اقترح إيلون ماسك، وشركة سبيس إكس التي أسسها، تطوير بنيةٍ تحتية للنقل المريخي بهدف تسهيل الاستعمار النهائي للمريخ. تشتمل بنية المهمة مركبات إطلاقٍ قابلةٍ لإعادة الاستخدام بالكامل، ومركبة فضائية آمنة للنقل البشري، وخزّانات وقود موضوعة في المدار، ومنصات إطلاقٍ وهبوطٍ سريعة التبديل، بالإضافة لإنتاج وقود الصواريخ على سطح المريخ عبر استخدام الموارد المتوفرة في الموقع (آي أس آر يو). هدف سبيس إكس الطموح هو إرسال أول مهمةٍ مأهولةٍ للهبوط على سطح المريخ بحلول عام 2024.[1][2]

بنية سبيس إكس التحتية للنقل المريخي
Interplanetary Transport System (29937258496).jpg

العنصر الأساسي في البنية التحتية هي مركبة ستارشيب التابعة لسبيس إكس، وهي مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل والمرحلة الثانية لصاروخ سوبر هايفي. لحمل حمولة كبيرة، ستدخل المركبة الفضائية مدار الأرض أولًا، لتُزود بالوقود قبل أن تغادر إلى المريخ. بعد الهبوط على المريخ، ستُزود المركبة الفضائية مرةً أخرى بالوقود المُنتج محليًا على الكوكب الأحمر للعودة إلى الأرض. تتراوح الحمولة المتوقعة لمركبة ستارشيب المحمولة على متن صاروخ سوبر هايفي بين 100 و150 طنًا نحو المريخ.[3]

تنوي شركة سبيس إكس تركيز مواردها على الجزء المُتعلق بالنقل في مشروع استعمار المريخ، بما في ذلك تصميم محطة توليد وقود معتمدة على عملية ساباتييه الكيميائية التي سيجري نشرها على سطح المريخ لتصنيع الميثان والأكسجين السائل كوقودٍ للصواريخ اعتمادًاعلى الإمداد المحلي لغاز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي والجليد المائي السطحي الذي يمكن الوصول إليه. مع ذلك، يدعو ماسك إلى مجموعة أهدافٍ أكبر لاستيطان المريخ على المدى الطويل، والتي تتجاوز كثيرًا ما تنوي سبيس إكس بناءه، إذ سيشمل الاستعمار الناجح في نهاية المطاف العديد من العناصر الفعّالة اقتصاديًا –سواء كانوا أفرادًا أو شركاتٍ أو حكومات– من أجل تسهيل نمو الوجود الإنساني على سطح المريخ على مدار العقود العديدة القادمة.[4][5][6]

وصف الخطةعدل

على مرّ السنين، تباينت أهداف المريخ الخاصة بسبيس إكس وهياكل المهمة المحددة وتصميمات مركبة الإطلاق، ولم يُنشر بشكلٍ علني سوى معلوماتٍ جزئية. مع ذلك، بمجرد الكشف عن هيكل الخطة في أواخر عام 2016، تشاركت جميع مركبات الإطلاق والمركبات الفضائية والبنية التحتية الأرضية بالعديد من العناصر الأساسية.

نظرة عامة على العناصر الرئيسيةعدل

تتكون بنية خطة المريخ الخاصة بسبيس إكس، التي أُعلن عنها بالتفصيل عام 2016، من مجموعةٍ من عدة عناصر أساسية –وفقًا لماسك– لجعل الرحلات طويلة المدى البعيدة عن مدار الأرض (بي إي أوه) ممكنة من خلال تقليص كُلفة نقل كلّ طنٍ إلى المريخ.[7][8][9]

أعلن ماسك عن المزيد من التفاصيل عن هيكل الخطة في عام 2017.

  • مركبة إطلاق جديدة فائقة للحمل الثقيل قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل تتكون من مرحلة صاروخ مُعزز قابلة لإعادة الاستخدام ومرحلة ثانية قابلة لإعادة الاستخدام مدمجة مع مركبة فضائية يوجد منها نسختان على الأقل: مركبة فضائية كبيرة وطويلة الأمد، ستتجاوز مدار الأرض، وستكون قادرة على نقل الركاب أو البضائع السائبة أو وقود الصواريخ إلى وجهات أخرى في النظام الشمسي. من غير المعتاد، في هياكل المهمات الفضائية، المزج بين مرحلة إطلاقٍ ثانية مع مركبة فضائية طويلة المدى، ولم يسبق مشاهدة ذلك في تكنولوجيا الرحلات الفضائية السابقة.[10][11]
  • إعادة تعبئة الوقود في المدار، وتحديدًا لتمكين المركبة الفضائية طويلة المدى من إنفاق معظم حمولتها من الوقود أثناء الإطلاق إلى مدارٍ أرضيٍ منخفض لتستخدم كمرحلة إطلاقٍ ثانية، لتوفر –بعد إعادة تعبئتها بالوقود في المدار– كمية كبيرة من الطاقة اللازمة لوضع المركبة الفضائية على مسار بين كوكبي.
  • إنتاج الوقود على سطح المريخ: لتمكين رحلة العودة إلى الأرض وإعادة استخدام المركبة الفضائية، ما يُخفض كثيرًا كُلفة نقل البضائع والركاب إلى وجهات بعيدة. مرة أخرى، سيجري ملء خزانات الوقود الكبيرة في المركبة الفضائية المدمجة عن بُعد.
  • اختيار الوقود المناسب: اختير وقود الميثان (CH4)/الأكسجين (O2) –المعروف أيضًا باسم «الميثالوكس العميق المُبرّد»– إذ تبين أنه أفضل من أنواع وقود الصواريخ المشهورة الأخرى مثل الكيرولوس أو الهيدرولوكس نظرًا لسهولة إنتاجه على سطح المريخ وانخفاض كُلفته على الأرض عند تقييمه من منظور تحسين النظام بشكلٍ عام. يعتبر الميثالوكس مكافئًا لأحد الخيارات الأساسية الأخرى من حيث قابلية إعادة استخدام المركبات الفضائية، وإعادة تعبئة الوقود في المدار، وملاءمتة للمركبات فائقة الحمل.[7]

تطوير تكنولوجيا الصواريخعدل

أوضحت سبيس إكس الحاجة المُلحة لبناء مركبة إطلاق جديدة بالكامل، وقابلة لإعادة الاستخدام، وفائقة الحمل، وتقوم الشركة حاليًا بتطوير تصميمات تتكون من مرحلة صاروخ مُعزز قابلة لإعادة الاستخدام ومرحلة ثانية قابلة لإعادة الاستخدام مدمجة مع مركبة فضائية طويلة المدى. طوّر مهندسوا الشركة أكثر من مجموعةٍ شاملة واحدة من تصاميم الصواريخ الداعمة والمركبات الفضائية التي يعتقدون أنها ستحقق رؤية المريخ الخاصة بهم بشكلٍ أفضل.

يُطلق على التصميم الحالي للمركبة الفضائية، الذي كُشف النقاب عنه في عام 2018، اسم ستارشيب.[12][13]

صاروخ سوبر هيفيعدل

يبلغ ارتفاع صاروخ سوبر هيفي، والذي هو مرحلة التعزيز «اللازمة للإفلات من حقل جاذبية الأرض القوي،» 68 مترًا (223 قدمًا) وقطره 9 أمتار (30 قدمًا) ويُتوقع أن تبلغ كتلته الإجمالية عند الإنطلاق 3680000 كيلوجرام (8110000 باوند). سيُبنى هذا الصاروخ من خزانات الفولاذ المقاوم للصدأ، المملوءة بوقود الميثان والأكسجين السائلين المُبردان أسفل درجة غليانهما، مزودًا بـ 24 إلى 37 محركٍ صاروخي من نوع رابتور التي ستدفع الصاروخ بقوة 72 مليون نيوتن (16 مليون باوند–قوة) عند الإقلاع. من المتوقع أن يعود الصاروخ المُعزز في النهاية إلى الأرض ليهبط على منصة الإطلاق، على الرغم من أنه سيمتلك في البداية عدة هبوطٍ لدعم اختبار الإقلاع والهبوط العاموديان المبكر للصاروخ.[14][15][16][12][17][18]

سيُبنى النموذج الأولي لصاروخ سوبر هايفي بالحجم الكامل، وليس أقصر طولًا كما جرى مع نموذج ستارهوبر. ومع ذلك، فمن المتوقع أن يُطلق في البداية بأقل من المجموعة الكاملة لمحركاته البالغة 37 محركًا، ربما بحوالي 20 محركًا.[19][20]

في سبتمبر 2019، أُعلِن عن العديد من التغييرات في التصميم الخارجي لصاروخ سوبر هايفي. ستتمتع مرحلة الصاروخ المُعزز بست زعانف تعمل حصريًا كمخازن لأرجل الهبوط الست، وأربع زعانف شبكية ذات شكلٍ ماسيّ من الفولاذ الملحوم لتوفير تحكمٍ ديناميكي بالصاروخ أثناء الهبوط.[21][22]

مركبة ستارشيبعدل

ستارشيب هي مرحلة الإطلاق الثانية القابلة لإعادة الاستخدام التي يجري تطويرها حاليًا من قِبل سبيس إكس، كمشروع رحلات فضائية خاص. صُممت ستارشيب لتكون مركبةً فضائية طويلة المدى لنقل البضائع والركاب. على الرغم من اختبارها لوحدها في البداية، ستُستخدم في عمليات الإطلاق المداري على متن صاروخ سوبر هايفي، إذ ستكون مركبة ستارشيب المرحلة الثانية في مركبة الإطلاق ذات المرحلتين. يُطلق على هذه المركبة وصاروخها المُعزز اسم ستارشيب أيضًا.[23][24][25]

انظر أيضًاعدل

مراجععدل

  1. ^ Amos، Jonathan (29 سبتمبر 2017). "Elon Musk: Rockets will fly people from city to city in minutes". بي بي سي. مؤرشف من الأصل في 2018-09-08. اطلع عليه بتاريخ 2018-07-21.
  2. ^ Etherington، Darrell (28 سبتمبر 2017). "Elon Musk shares images of "Moon Base Alpha" and "Mars City" ahead of IAC talk". تك كرانش. مؤرشف من الأصل في 2017-09-30. اطلع عليه بتاريخ 2017-09-29.
  3. ^ Brown، Mike (25 سبتمبر 2017). "Elon Musk Teases 'Unexpected' Updates to Interplanetary Rocket". Inverse. مؤرشف من الأصل في 2017-09-25. اطلع عليه بتاريخ 2017-09-25.
  4. ^ Berger، Eric (28 سبتمبر 2016). "Musk's Mars moment: Audacity, madness, brilliance—or maybe all three". آرس تكنيكا. مؤرشف من الأصل في 2016-10-13. اطلع عليه بتاريخ 2016-10-13.
  5. ^ Foust، Jeff (10 أكتوبر 2016). "Can Elon Musk get to Mars?". SpaceNews. مؤرشف من الأصل في 2016-10-13. اطلع عليه بتاريخ 2016-10-12.
  6. ^ Richardson، Derek (27 سبتمبر 2016). "Elon Musk Shows Off Interplanetary Transport System". Spaceflight Insider. مؤرشف من الأصل في 2016-10-01. اطلع عليه بتاريخ 2016-10-03.
  7. أ ب Elon Musk (27 سبتمبر 2016). Making Humans a Multiplanetary Species (video). IAC67, Guadalajara, Mexico: SpaceX. وقع ذلك في 9:20–10:10. مؤرشف من الأصل في 2016-10-10. اطلع عليه بتاريخ 2016-10-10. So it is a bit tricky. Because we have to figure out how to improve the cost of the trips to Mars by five million percent ... translates to an improvement of approximately 4 1/2 orders of magnitude. These are the key elements that are needed in order to achieve a 4 1/2 order of magnitude improvement. Most of the improvement would come from full reusability—somewhere between 2 and 2 1/2 orders of magnitude—and then the other 2 orders of magnitude would come from refilling in orbit, propellant production on Mars, and choosing the right propellant.{{استشهاد بوسائط مرئية ومسموعة}}: صيانة CS1: location (link)
  8. ^ "Making Humans a Multiplanetary Species" (PDF). سبيس إكس. 27 سبتمبر 2016. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2016-09-28. اطلع عليه بتاريخ 2016-09-29.
  9. ^ This Is How SpaceX Will Explore Mars and Beyond نسخة محفوظة 2016-10-22 على موقع واي باك مشين., Seeker, September 27, 2016.
  10. ^ Bergin، Chris (27 سبتمبر 2016). "SpaceX reveals ITS Mars game changer via colonization plan". NASASpaceFlight.com. مؤرشف من الأصل في 2016-09-28. اطلع عليه بتاريخ 2016-09-27.
  11. ^ Heath، Chris (12 ديسمبر 2015). "How Elon Musk Plans on Reinventing the World (and Mars)". GQ. مؤرشف من الأصل في 2015-12-12. اطلع عليه بتاريخ 2015-12-12.
  12. أ ب Musk، Elon (1 مارس 2018). "Making Life Multi-Planetary". New Space. 6 (1): 2–11. Bibcode:2018NewSp...6....2M. doi:10.1089/space.2018.29013.emu.
  13. ^ Becoming a Multiplanetary Species نسخة محفوظة March 9, 2018, على موقع واي باك مشين., September 29, 2017, 68th annual meeting of the المؤتمر الدولي للملاحة الفضائية in أديلايد
  14. ^ elonmusk (26 سبتمبر 2019). "Mk1 ship is around 200 tons dry & 1400 tons wet, but aiming for 120 by Mk4 or Mk5. Total stack mass with max payload is 5000 tons" (تغريدة).
  15. ^ Lawler، Richard. "SpaceX's plan for in-orbit Starship refueling: a second Starship". Engadget. مؤرشف من الأصل في 2019-12-08. اطلع عليه بتاريخ 2019-09-29.
  16. ^ Gaynor، Phillip (9 أغسطس 2018). "The Evolution of the Big Falcon Rocket". NASASpaceFlight.com. مؤرشف من الأصل في 2018-08-17. اطلع عليه بتاريخ 2018-08-17.
  17. ^ Jeff Foust (15 أكتوبر 2017). "Musk offers more technical details on BFR system". SpaceNews. اطلع عليه بتاريخ 2017-10-15. [Musk wrote,] "The flight engine design is much lighter and tighter, and is extremely focused on reliability."
  18. ^ "Making Life Multiplanetary: Abridged transcript of Elon Musk's presentation to the 68th International Astronautical Congress in Adelaide, Australia" (PDF). SpaceX. سبتمبر 2017. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2019-08-04. اطلع عليه بتاريخ 2020-01-22.
  19. ^ "Full size" en (بالإنجليزية). Archived from the original on 2019-06-22. Retrieved 2020-01-22. {{استشهاد ويب}}: الوسيط غير صالح |script-title=: missing prefix (help)
  20. ^ First flights would have fewer, so as to risk less loss of hardware. Probably around 20. نسخة محفوظة 21 سبتمبر 2019 على موقع واي باك مشين.
  21. ^ Elon Musk on Twitter: Welded steel نسخة محفوظة 24 يناير 2020 على موقع واي باك مشين.
  22. ^ Groh، Jamie (28 سبتمبر 2019). "SpaceX debuts Starship's new Super Heavy booster design". Teslarati. مؤرشف من الأصل في 2019-12-07. اطلع عليه بتاريخ 2019-09-30.
  23. ^ Berger، Eric (29 سبتمبر 2019). "Elon Musk, Man of Steel, reveals his stainless Starship". آرس تكنيكا. مؤرشف من الأصل في 2019-11-21. اطلع عليه بتاريخ 2019-09-30.
  24. ^ Boyle، Alan (19 نوفمبر 2018). "Goodbye, BFR … hello, Starship: Elon Musk gives a classic name to his Mars spaceship". GeekWire. مؤرشف من الأصل في 2019-12-28. اطلع عليه بتاريخ 2018-11-22. Starship is the spaceship/upper stage & Super Heavy is the rocket booster needed to escape Earth’s deep gravity well (not needed for other planets or moons)
  25. ^ "Starship". SpaceX. 28 سبتمبر 2019. مؤرشف من الأصل في 2019-09-30. اطلع عليه بتاريخ 2019-10-02.