بعد سنوات من العمل، أصبحت أول طائرة فضائية Dream Chaser قابلة لإعادة الاستخدام لشركة Sierra Space جاهزة للطيران تقريبًا. الخطوة التالية للمركبة هي رحلة إلى مركز اختبار Neil A. Armstrong التابع لناسا في ولاية أوهايو قبل إطلاقها الأول في مركز كينيدي للفضاء، والمقرر حاليًا ألا يتم ذلك قبل مارس 2024.
تمت دعوة NSF كجزء من حدث إعلامي داخل مقر الشركة في لويزفيل، كولورادو، لعرض أول مقال عن الرحلة بعنوان المثابرة قبل المغادرة لإجراء الاختبارات البيئية.
Dream Chaser هي طائرة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام وتحتوي على وحدة شحن مستهلكة. تحتوي هذه الوحدة أيضًا على الألواح الشمسية الخاصة بالمركبة. تم اختيارها بموجب عقد ناسا لخدمات إعادة الإمداد التجارية 2 (CRS-2)، لتنضم إلى SpaceX وNorthrop Grumman في توصيل الإمدادات إلى محطة الفضاء الدولية (ISS) وفي هذه الحالة منها.
ثم يتم تصميم الطائرة للهبوط على المدرج. على وجه الخصوص، ستهبط مهمات محطة الفضاء الدولية في مركز الإطلاق والهبوط، الذي كان يُعرف سابقًا بمركز هبوط المكوك، الموجود في مركز كينيدي للفضاء التابع لناسا في فلوريدا والذي تديره حاليًا شركة Space Florida.
إعادة طيران مطارد الأحلام
وقال توم فايس، الرئيس التنفيذي لشركة Sierra Space، إن الشركة تأمل أن تتمكن من التحول المثابرة بعد حوالي ستة أشهر من هبوطه، رأيته يطير مرة أخرى على متن صاروخ فولكان الجديد التابع لشركة United Launch Alliance.
نموذج من Dream Chaser داخل هدية فولكان. (الائتمان: لي جاي فينجرش لـ NSF)
وقال فايس: “نود أن نجعل المركبة جاهزة للعمل وأن نكون مستعدين للطيران المحتمل مرتين في العام المقبل، ولكن مرة أخرى، يعتمد الأمر حقًا على وكالة ناسا”. “لدى ناسا بيان يوضح متى يمكنهم أخذ الشحنة ومتى يحتاجون إليها.”
تلتزم Sierra Space حاليًا بسبع مهام بموجب عقد CRS-2 وهي تجري مناقشات بشأن المزيد من الرحلات الجوية المحتملة.
ومع ذلك، تدعي شركة Vice أن إحدى مزايا Dream Chaser هي أنه يمكن استخدامها أيضًا كمنصة علمية مدارية خاصة بها ويمكنها قضاء ستة أشهر في المدار دون الالتحام بمحطة الفضاء الدولية.
“نحن نريد [Dream Chaser] قال فايس: “كخدمة”. “لذلك يمكننا نقلها جوًا إلى وكالات حكومية أخرى… سواء كان ذلك عميلًا تجاريًا يريد إجراء تجارب سريرية مبكرة للأدوية في مهمة طيران مجانية، أو جزء آخر من حكومة الولايات المتحدة يرغب في الحصول على مهمة لأغراض أخرى”. ، وهي مصممة لتكون قادرة على القيام بذلك.
تأخيرات الإنتاج
تم التخطيط في الأصل لمهمة Dream Chaser الأولى لمحطة الفضاء الدولية في عام 2021؛ ومع ذلك، واجهت الشركة العديد من التأخيرات، بما في ذلك مشكلات سلسلة التوريد خلال جائحة كوفيد-19 العالمي.
ونتيجة لذلك، قال فايس إن شركة Sierra Space حاولت معالجة هذه التحديات من خلال بناء أكبر عدد ممكن من المكونات في الموقع.
منظر عن قرب للبلاط الحراري باللونين الأبيض والأسود لمركبة الطيران الأولى لـ Dream Chaser. (الائتمان: تريفور سيسنيك لـ NSF)
وقال فايس: “من الواضح أن ما رأيناه من حاجة ماسة هو أننا قمنا ببناء جميع أجهزة الدفع الخاصة بنا”. “نحن الآن نصنع جميع أنظمة الحماية الحرارية الخاصة بنا. لقد بنينا 90% من جميع أحزمة الأمان الخاصة بنا. لذلك فكرنا حقًا في مكامن الاختناقات التي يواجهونها، وقمنا بالتخلص منها من خلال جعلهم يعملون داخل الشركة. وما اكتشفناه على الفور تقريبًا هو أنه يمكننا إنتاج منتجات أسرع وذات جودة أعلى وأرخص بكثير، ولا نتعرض لهذه المخاطر.
كما قامت الشركة ببناء الألواح الشمسية الخاصة بها في الموقع للمساعدة في تشغيل مبانيها.
مصدر قلق آخر هو التأخير في التعاون مع وكالة ناسا والشركاء الآخرين المشاركين في محطة الفضاء الدولية. يجب أن تستوفي أي مركبة تزور المختبر المداري متطلبات صارمة، بما في ذلك التأكد من أن البرنامج الموجود على متن Dream Chaser يمكنه التواصل مع البرنامج المستخدم في محطة الفضاء الدولية.
وقال: “إن الاقتراب من محطة الفضاء الدولية يمثل مشكلة كبيرة، لذلك كنا نأخذ هذا الأمر على محمل الجد لفترة طويلة، ونقوم بالكثير من الأنشطة المشتركة مع وكالة ناسا فقط للتأكد من أننا لا نواجه هذه المشكلة”. نائب. قال.
ولا تزال الشركة أيضًا تنتظر الحصول على ترخيص من إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) لإعادة الدخول التجاري. أصدرت إدارة الطيران الفيدرالية المعلومات الأولى عن المشروع المقترح في عام 2021 للحصول على هذا الترخيص.
تتجه مقالة اختبار الطيران Dream Chaser إلى المدرج في قاعدة إدواردز الجوية، كاليفورنيا، في اختبار الاقتراب والهبوط. (الائتمان: سييرا سبيس)
وقال نائب إنهم يعملون بشكل وثيق مع إدارة الطيران الفيدرالية ويواصلون تبادل المعلومات ومواصلة المناقشات. ومع ذلك، فهو يدرك أن هناك الكثير من عمليات الإطلاق ويقول إنه لا توجد موارد كافية.
“إن إدارة الطيران الفيدرالية مشغولة للغاية، وأعتقد أن أحد الأشياء التي أدافع عنها دائمًا هو أن إدارة الطيران الفيدرالية تحتاج إلى المزيد من الموارد، وقد أمضينا وقتًا في الكونجرس نحاول الحصول على المزيد من الموارد لإدارة الطيران الفيدرالية لأنها تستطيع استخدامها حقًا”. قال نائب. “الفضاء ينمو بسرعة. كما يمكنك أن تتخيل، SpaceX تنتظر، Blue Origin تنتظر، العديد من شركات الصواريخ تنتظر، وبالطبع نحن ننتظر… حتى يتمكنوا من استخدام موارد إضافية.
السلف
وقبل اختباراتها التالية في أوهايو، خضعت السيارة لبعض الاختبارات الخاصة بها في كولورادو. وشمل ذلك النشر الأول للأجنحة.
منظر من خلف Tenacity على أجنحة Dream Chaser المطوية. (الائتمان: تريفور سيسنيك لـ NSF)
يتم طي أجنحة Dream Chaser لأسفل للسماح لمتغير الشحن الحالي بتناسب هدية فولكان التي يبلغ طولها 5.4 متر. تنتشر الأجنحة في الفضاء وتستخدم للتحكم عند العودة إلى الغلاف الجوي للأرض. ومع ذلك، بمجرد وصولها إلى الغلاف الجوي، فإن المصدر الرئيسي للرفع هو جسم المركبة الفضائية وليس الأجنحة.
كما هو الحال مع أبواب الشحن في مكوك الفضاء، يلزم وجود معدات خاصة لاختبار هذه الأنظمة على الأرض.
“عليك أن تكون حذرًا جدًا في بيئة One G لأنه من المفترض أن ينشروها في 0 G. وهناك الكثير من الآليات علاوة على ذلك للتأكد من نشرها دون كسر أي شيء.”
وأشار فايس أيضًا إلى الاهتمام المتزايد بالمركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت وقال: “لقد عادت الأجنحة!”
قال فايس: “كما تعلمون، سنطير بسرعة 25 ماخ على متن طائرة Dream Chaser في كل مرة ندخل فيها الغلاف الجوي، ومن المحتمل أن نجمع أكبر قدر من البيانات مقارنة بأي مركبة تفوق سرعتها سرعة الصوت”، مشيرًا إلى أنها في بالإضافة إلى إنشاء مركبة تكون أيضًا مستقرة من الناحية الديناميكية الهوائية أثناء مراحل الطيران الأسرع من الصوت وعبر الصوت ودون سرعة الصوت.
التطور الآخر الذي استغرق سنوات هو أجهزة الدفع الموجودة في المدار والتي ستستخدمها المركبة. تستخدم العديد من المركبات الفضائية الوقود الدفعي مفرط النشاط، مثل الهيدرازين، الذي يشتعل عند ملامسته لمادة مؤكسدة، مما يلغي الحاجة إلى شرارة أو جهاز إشعال إضافي.
نظرة فاحصة على بلاط الدرع الحراري ودفاعات RP-1/Hydrogen Peroxyde بالقرب من أنف Tenacity. (الائتمان: تريفور سيسنيك لـ NSF)
وعلى الرغم من استخدامها لسنوات عديدة، إلا أنها سامة للإنسان. تستخدم Sierra Space مزيجًا من Rocket Propellant 1 (RP-1)، وهو شكل مكرر من الكيروسين، مع بيروكسيد الهيدروجين، للمناورة بالمركبة.
وقال فايس: “أردنا أن يكون لدينا نظام وقود صديق للبيئة، بدلاً من استخدام نظام مفرط التحلل، حتى نتمكن من الهبوط به على المدرج والسير إلى السيارة دون ارتداء بدلة خطرة”.
وأشار إلى أن تصميم النظام ساهم في بعض تأخيرات الشركة.
في حين أن المثابرة والمركبة الثانية قيد الإنشاء حاليًا مصممة فقط لمهمات الشحن، مع التخطيط لمهمات مستقبلية يمكنها حمل ثلاثة إلى ستة أشخاص إلى المدار والعودة. وهذا جزء من سبب قول فايس إن الوقود الأكثر أمانًا مهم جدًا.
“فكر في الأمر، يمكننا الهبوط بطائرة Dream Chaser في معرض باريس الجوي. وقال فايس: “بعد بضع دقائق، أصبح الجو أكثر برودة، وخرج ستة أشخاص ودخلوا المقصورة، ولم يكونوا يرتدون بدلات خطرة”. “لذا كل ما علينا فعله هو الانتظار [the vehicle’s heat shield tiles] لتحديث نفسي ولا يستغرق الأمر وقتًا طويلاً.
وقال فايس إنه من غير المتوقع وجود نسخة مأهولة حتى عام 2026. وستحتوي النسخة المأهولة على نظام إحباط مع نظام وقود مختلف، ولكن لم يتم تقديم تفاصيل حول هذا النظام.
التصاميم المستقبلية
في Sierra Space، شاهدت NSF ما ستكون الطائرة الفضائية الثانية للشركة.
وقال نائب أنه تم تعلم الكثير من البناء المثابرة. أدت هذه الدروس إلى تقليل عدد المشكلات في الإصدار الثاني بنسبة 80%، مما أدى إلى تجميع أسرع وخفض التكاليف. تشير تقديرات Vice إلى أن Tail 2 تأخرت حوالي 24 شهرًا المثابرة.
الإطار المركب الذيل 2. (Credit: Trevor Sesnic for NSF)
نظرة على هيكل المركبة الثانية لشركة Sierra Space والتي لم يتم تسميتها بعد باسم Dream Chaser. (مصدر الصورة: Trevor Sesnic for NSF) قال فايس: “الأشياء التي كانت تستغرق أسابيع وشهور وسنوات لبنائها، نحن الآن نبنيها في جزء صغير من الوقت”. “نحن نقوم هنا بالعمل الذي نقوم به على أنظمة الحماية الحرارية من الجيل التالي، ويتم تنفيذ أنظمة المواد هنا، لذلك هناك الكثير من العمل هنا.”
يشتمل تصميم متغير الشحن أيضًا على وحدة شحن موضوعة خلف السيارة، وهي غير قابلة لإعادة الاستخدام حاليًا ومصممة للاحتراق عند إعادة الدخول. وتهدف الشركة إلى إطلاق 30 مهمة باستخدام أول مركبتين طائرتين، وتتطلب كل منهما وحدة جديدة تمامًا.
منظر لنموذج تحميل وحدة الشحن داخل منشأة Sierra Space في دنفر. (الائتمان: تريفور سيسنيك لـ NSF)
تعمل Sierra Space حاليًا على منتج يسمى شبح. سيكون النظام بمثابة درع قابل للنفخ يحمي وحدة الشحن قبل إنزالها بالمظلة إلى موقع محدد للتعافي. ومن الناحية الاقتصادية، قال فايس إنه سيكون من تغيير قواعد اللعبة أن تكون قادرًا على إعادة استخدام وحدة الشحن والمركبات 15 مرة لكل منهما.
“حتى على [SpaceX’s] قال فايس: “دراجون، كما تعلمون، يتم حرق صندوق التنين في كل مرة”. “لقد أخذنا خطوة إلى الوراء وسألنا أنفسنا: هل يمكننا إعادة استخدام النظام بأكمله؟ ومرة أخرى، هذا من شأنه أن يغير كل شيء.
وتخطط الشركة للبدء باختبارات على نطاق صغير قبل التوسع إلى الحجم الأكبر المطلوب لوحدة الشحن.
الخطوات القادمة
ورغم عدم الإعلان عن تاريخ محدد، المثابرة ستقوم قريبًا بالرحلة من لويزفيل، كولورادو، إلى مرفق بلوم بروك السابق، والذي أصبح الآن مرفق اختبار نيل أ. أرمسترونج، في ساندوسكي، أوهايو.
منظر للجزء الداخلي من Tenacity قبل الاختبار البيئي. (الائتمان: تريفور سيسنيك لـ NSF)
وبمجرد الوصول إلى هناك، سيتم وضعه في غرفة التفريغ الحراري الكبيرة بالمنشأة لإجراء الاختبارات البيئية. وبمجرد الانتهاء من ذلك، من المتوقع بعد ذلك نقل المركبة إلى مركز كينيدي للفضاء للتحضير للإطلاق.
على الرغم من عدم تحديد تاريخ إطلاق رسميًا، تتوقع شركة Sierra Space الإطلاق في موعد لا يتجاوز مارس 2024، باستخدام مركبة الإطلاق الثانية Vulcan Centaur التابعة لشركة ULA.
(الصورة الرئيسية: Tenacity، أول مركبة Dream Chaser، قبل شحنها للاختبار في أوهايو. حقوق الصورة: Trevor Sesnic for NSF)
