كشفت أوروبا للتو عن منافس جدي لمركبة الفضاء SpaceX

ويشير تحليل المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي (DLR) إلى أن مركبة ستارشيب قد تحدد مستقبل الإطلاق الثقيل، لكن يمكن لأوروبا اتباع مسار أصغر وأكثر كفاءة وقابل لإعادة الاستخدام جزئيًا خاصًا بها.

وفي صيف 2023، سبيس اكس لقد حقق شيئًا ناقشه مهندسو الفضاء الجوي لأجيال، حتى لو لم يتوقع الكثيرون أن يشهدوه بأنفسهم. ستارشيب، وهي مركبة من الفولاذ المقاوم للصدأ يزيد ارتفاعها عن مبنى مكون من ثلاثين طابقًا، أطلقت جميع محركاتها الثلاثة والثلاثين مرة واحدة وارتفعت من ساحل تكساس.

لم تكن الرحلة التجريبية خالية من العيوب. لكن الصاروخ غادر المنصة. لاحقًا، أثناء اختبار الطيران الخامس، عاد الصاروخ الثقيل للغاية وعلق في الهواء بواسطة الأذرع الميكانيكية العملاقة لبرج الإطلاق الخاص به. في تلك المرحلة، أصبح من الصعب إنكار أن رحلات الفضاء قد دخلت حقبة جديدة.

يتم بناء المركبة الفضائية لتوصيل أكثر من 100 طن متري إلى مدار أرضي منخفض مع إمكانية إعادة استخدامها بالكامل. إذا وصلت SpaceX إلى هذا الهدف، فسيصبح Starship أقوى صاروخ تم بناؤه وأكثرها اقتصادًا على الإطلاق. بالنسبة لوكالات الفضاء الوطنية وشركات الإطلاق الخاصة في جميع أنحاء العالم، فقد تغير السؤال المركزي. لم يعد الأمر يتعلق بما إذا كانت شركة Starship قادرة على إحداث تحول في الصناعة، بل كيف يجب على الجميع الاستجابة.

تواجه أرقام المركبة الفضائية التدقيق

أصدر الباحثون في مركز الفضاء الألماني (DLR) الآن واحدة من أكثر الدراسات المستقلة تفصيلاً حول أداء المركبة الفضائية حتى الآن. والجدير بالذكر أنهم لم يبنوا عملهم على ادعاءات الأداء العام لشركة SpaceX. وبدلاً من ذلك، قاموا بمراجعة اللقطات التي تم بثها علنًا من اختبارات الطيران الأربعة الأولى المتكاملة واستخرجوا بيانات القياس عن بعد لحظة بلحظة.

ثم استخدموا هذه البيانات لإنشاء واختبار نماذج الأداء التفصيلية للمركبة. يقدم التقييم الناتج Starship كنظام تم تحديد قدراته الحقيقية بعناية أكبر، ولكنه لا يزال أكثر إثارة للإعجاب مما قد توحي به صورته الترويجية.

وأكد التحليل أن المركبة الفضائية في شكلها الحالي قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل ويمكنها إيصال حوالي 59 طنًا إلى مدار أرضي منخفض. وهذا تقريبًا ما يمكن لصاروخ Falcon Heavy تحقيقه دون استعادة أي من معززاته على الإطلاق. من المتوقع أن يحقق إصدار الجيل التالي، المجهز بمحركات Raptor 3 الأكثر قوة وخزانات وقود أكبر، حوالي 115 طنًا في الوضع القابل لإعادة الاستخدام وربما 188 طنًا إذا تم الطيران بشكل مستهلك، متجاوزًا حتى الأقوياء. زحل الخامس من عصر أبولو. لكن الجزء الأكثر إثارة للدهشة من الورقة هو التصميم التفصيلي لبديل أوروبي قادر على إطلاق أكثر من 70 طنًا إلى المدار، يسمى RLV C5.

حجم التجارة البديلة في أوروبا من أجل الكفاءة

يجمع هذا المفهوم بين مرحلة التعزيز المجنحة والقابلة لإعادة الاستخدام من مشروع SpaceLiner طويل الأمد التابع لـ DLR مع مرحلة عليا قابلة للاستهلاك مصممة لزيادة الحمولة إلى أقصى حد. إنه يحرق الهيدروجين السائل والأكسجين السائل، وهو مزيج أكثر كفاءة من الميثان والأكسجين الذي يشغل محركات رابتور في المركبة الفضائية، ولا يهبط معززه بالطريقة التي تهبط بها المركبة الفضائية.

بدلاً من النزول بالذيل أولاً على عمود من الصواريخ، ينزلق معزز SpaceLiner عائداً عبر الغلاف الجوي على أجنحته، قبل أن يتم التقاطه في الجو بواسطة طائرة كبيرة دون سرعة الصوت. إنها طريقة استرجاع تبدو وكأنها من الخيال العلمي، لكن هذه الطريقة يقول باحثو المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي إنها تتمتع بمزايا واضحة: لا يحتاج المعزز إلى وقود مخصص لحروق الهبوط، مما يعني أن المزيد من كل كيلوغرام من الوقود الدافع يذهب نحو الوصول فعليًا إلى المدار.

وبالمقارنة، فإن مركبة Starship أثقل بثلاث مرات من RLV C5 عند الإطلاق. جزء كبير من هذه الكتلة هو تكلفة إعادة الاستخدام الكاملة: بلاط الدرع الحراري، ووقود الهبوط، والتعزيزات الهيكلية، والأجنحة. من كل طن ترسله المركبة الفضائية إلى المدار، هناك حوالي 40% فقط من الحمولة، إلا أن RLV C5، بنهجها الأبسط القابل لإعادة الاستخدام جزئيًا، تمكن من وضع 74% من كتلته إلى المدار في حمولة مفيدة. وما يفتقر إليه من القدرة الخام، فإنه يكتسب الكفاءة.

إعادة الاستخدام تخلق خيارات استراتيجية

يحرص باحثو المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي (DLR) على تأطير هذا الأمر ليس كمنافسة، بل كخيار. إن قدرة المركبة الفضائية غير العادية وإعادة الاستخدام السريع المخطط لها تجعلها مثالية للمهام التي تتطلب حمولات ضخمة حقًا، على سبيل المثال، القواعد القمرية، المريخ البعثات، والأبراج الفضائية العملاقة.

يعالج RLV C5 حاجة مختلفة للوصول الأوروبي السيادي إلى الرفع الثقيل للغاية دون الاستثمار الاستثنائي المطلوب لتطوير نظام قابل لإعادة الاستخدام بالكامل من الصفر. ويمكن بناؤه باستخدام مكونات قيد التحقيق بالفعل، ويقترح الباحثون أنه يمكن إدراجه كخطوة وسيطة ضمن برنامج SpaceLiner قبل وصول نسخة قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل.

لا تزال أجهزة الطيران مهمة

هناك تحذير يخيم على كل هذا، ويعترف فريق المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي بذلك بوضوح. المركبة الفضائية تطير بالفعل، حتى ولو بشكل غير كامل. RLV C5 موجود على الورق. والفجوة بين هاتين الدولتين ليست تافهة. تعرض نظام الحماية الحرارية الذي يبقي المركبة الفضائية على قيد الحياة أثناء إعادة الدخول لأضرار بالغة خلال الرحلة التجريبية الرابعة لدرجة أنه كان لا بد من إعادة تصميمه بالكامل. إن قابلية إعادة الاستخدام الكاملة والسريعة، وهو الشيء الذي يجعل اقتصاديات المركبة الفضائية ناجحة، تظل مشكلة هندسية لم يتم حلها.

بدأت أوروبا متخلفة كثيرًا، ولكن كما خلص المؤلف الرئيسي موريتز هيربرهولد وزملاؤه في مركز الفضاء الألماني، فإن “RLV C5 يوفر طريقًا فعالًا لأوروبا لتطوير قدرات إطلاق فائقة الثقل وقابلة لإعادة الاستخدام جزئيًا بشكل مستقل”، وفي بعض الأحيان، يكون المسار الأكثر ذكاءً أكثر أهمية من المسار الأسرع.

المرجع: “مقارنة المركبة الفضائية SpaceX مع خيارات قاذفات الرفع الثقيل المجنحة لأوروبا” بقلم موريتز هيربرهولد وليونيد بوسلر ومارتن سيبل وجاشا ويلكن، 28 مايو 2025، مجلة الفضاء CEAS.
دوى: 10.1007/s12567-025-00625-8

مقتبس من مقالة نشرت أصلا في الكون اليوم.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.