محرك الطائرات هو مفهوم عريق. في الماضي ، اختبرت ناسا المفهوم على نطاق واسع على الأرض وتأمل في دمجه في مركبة فضائية وجيلهم القادم فينشر ستار البرنامج (مركبة من مرحلة واحدة إلى مدار (SSTO)). ومع ذلك ، نظرًا لقيود الميزانية ، انتهى الأمر بتجهيز مكوك الفضاء بفوهات على شكل جرس بدلاً من ذلك ، ولم ير Venture Star ضوء النهار مطلقًا.
ولكن بفضل شركة الفضاء الجوي ومقرها نيو مكسيكو فلك ، فإن محرك الطائرات يحصل على فرصة جديدة للحياة. في أغسطس القادم ، سيجرون رحلة تجريبية لمحرك الطيران باستخدام صاروخهم Demonstrator 3 ، والذي سيشكل أول رحلة فضائية للمحرك. إذا سارت الأمور على ما يرام ، فستكون هذه خطوة كبيرة نحو إنشاء أسطول من الصواريخ أحادية المرحلة إلى المدار (SSTO).
ما يجعل محرك الطائرات من الجاذبية هو حقيقة أنه يوفر قوة دفع فعالة على نطاق واسع من الارتفاعات ، كما أنه أكثر كفاءة في استهلاك الوقود من المحركات الحالية. مع الفوهات التقليدية على شكل جرس ، لا يحدث الدفع الموثوق به إلا عند مستوى سطح البحر. علاوة على ذلك ، فإن المحرك غير قادر على الاستفادة من انخفاض الضغط الجوي نظرًا لاحتواء الفوهة على الغازات.
تم إجراء اختبار محركي Linear Aerospike XRS-2200 التوأم ، المصمم أصلاً لبرنامج X-33 ، في 6 أغسطس 2001 في مركز الفضاء Sternis التابع لناسا ، ميسيسيبي. الائتمان: مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا
في المقابل ، فإن عادم محرك الطائرة قادر على التوسع من مستوى سطح البحر وصولاً إلى الفضاء ، مما يضمن كلاً من كفاءة استهلاك الوقود ودرجة عالية من النبضات المحددة (ISP) على جميع مستويات الرحلة. بالفعل ، قامت ARCA و NASA بجدولة اختبارات الأرض والفراغ للمحرك. لكن في غضون ذلك ، يريدون أيضًا جمع البيانات حول كيفية أدائه أثناء الطيران. هذا هو المكان الذي يلعب فيه اختبار Demonstrator 3.
بالإضافة إلى اختبار كفاءة المحرك ، فإنه سيختبر أيضًا تقنية تخزين الوقود فائق البرودة في صناعة الطيران. يعتمد المحرك بشكل أساسي على تركيز متحلل بنسبة 70٪ من بيروكسيد الهيدروجين عند درجة حرارة 250 درجة مئوية فقط لتوليد قوة الدفع. المنتج الثانوي لهذا هو الأكسجين والماء ، مما يجعل من الطائرة أكثر مفهوم الصواريخ الصديقة للبيئة حتى الآن. كما قال دوميترو بوبيسكو ، الرئيس التنفيذي لشركة ARCA ، في الآونة الأخيرة بيان :
'من خلال إرسال صاروخ Demonstrator 3 إلى الفضاء باستخدام محرك شديد البرودة ، مع 250 درجة مئوية فقط بدلاً من 3500 درجة مئوية في غرفة التفاعل ، مقترنًا بتقنية الطيران ، سنقوم بإظهار الإمكانات الرائعة للطائرة.'
في النهاية ، الهدف هنا هو إثبات أن صواريخ SSTO ممكنة ، وهو ما تستكشفه ARCA باستخدامها هير 2CA مفهوم. الأحدث في عائلة صواريخ Haas ، التي سميت تكريما لرائد الصواريخ النمساوي الروماني كونراد هاس ، تستخدم مركبة الإطلاق هذه بيروكسيد الهيدروجين والكيروسين للوقود ، وهي قادرة على توليد 22900 كجم (50500 رطل) من الدفع عند مستوى سطح البحر ، وحوالي 33،565 كجم (74000 رطل) في فراغ.
بالمقارنة مع الصواريخ متعددة المراحل ، توفر SSTO تكاليف أقل ومرونة أكبر عندما يتعلق الأمر بإطلاق حمولات صغيرة في المدار. وفقًا لتقديرات صادرة عن Space Works و Eurostat ، فإن سوق الأقمار الصناعية الصغيرة هذا سوف ينمو بمقدار 5.3 مليار دولار في العقد المقبل. على هذا النحو ، فإن شركات الطيران التي يمكنها تقديم أسعار إطلاق تنافسية ومرونة ستكون قادرة على الاستفادة من هذا النمو.
كشفت الشركة النقاب عن Haas 2CA مرة أخرى مارس 2017 في مقر شركتهم في لاس كروسيس ، نيو مكسيكو. في عام 2018 ، تأمل ARCA في إجراء أول تجربة إطلاق لها لـ Haas 2CA من وكالة ناسا مرفق طيران والوبس في فيرجينيا. ولكن قبل أن يحدث ذلك ، تحتاج الشركة إلى التأكد من أداء محرك الطائرة كما هو متوقع. مثل Popescu شرح :
'إن مرحلة Haas 2CA أحادية المرحلة إلى المدار هي مجرد بداية لجيل جديد من المركبات الفضائية ، تم تشكيلها من خلال الابتكار الذي سيولد تكلفة أقل. سنقوم بالإجابة على أحد الأسئلة الأكثر شيوعًا في الصناعة: هل تستطيع دراجة هوائية أن تقدم أثناء الطيران تعويض الضغط الناتج عن اختلاف الارتفاع وتقديم الأداء المتوقع من خلال توفير الوقود؟ نريد أن نكمل من حيث توقفت ناسا ونثبت أن هذه التكنولوجيا هي في الواقع السبيل للذهاب لرحلات الفضاء. '
ستتألف الرحلة التجريبية ، التي ستتم في Spaceport America في صحراء New Mexico ، من رحلة فضائية شبه مدارية ستأخذ Demonstrator 3 إلى ارتفاع 100 كيلومتر. إذا تم تحقيق هذه الرحلة ، فستكون ARCA قد أثبتت أن تقنية المحرك مؤهلة للطيران ، وأن صواريخ SSTO ممكنة ، وأن المحركات فائقة البرودة المقترنة بتكنولوجيا الطيران ستسمح بصواريخ شبه مدارية صديقة للبيئة.
انطباع الفنان عن صعود صاروخ Haas 2C إلى المدار. الائتمان: ARCA
سيكون الاختبار أيضًا علامة فارقة في صناعة الطيران التجاري ، التي تأسست على الرغبات لجعل الوصول إلى الفضاء أكثر سهولة وخفض التكاليف المرتبطة بعمليات الإطلاق الفردية. وكما أشار Popescu بالتأكيد ، فإن أفضل طريقة للقيام بذلك ليست مجرد تحسين المفاهيم الحالية ، ولكن الاستفادة من أحدث التقنيات التي تم اختبارها على مدار الوقت لإنشاء مفاهيم جديدة.
وقال: 'نحن على ثقة من أن محرك الطائرات جنبًا إلى جنب مع خزانات وقود المواد المركبة والوقود الكثيف سيقلل بشكل كبير من تكاليف عمليات الإطلاق المدارية ودون المدارية'. 'نعتقد حقًا أن الحل لخفض تكلفة الرحلات الفضائية هو الابتكار ، وليس محاولة جعل التقنيات القديمة أكثر كفاءة. لن يؤدي هذا أبدًا إلى انخفاض كبير في أسعار عمليات الإطلاق الفضائية ، ولكن مجرد تحسينات صغيرة. مع وضع هذه الفلسفة في الاعتبار ، نتوقع زيادة القيمة المسجلة لشركتنا من 20 مليون دولار حاليًا إلى 200 مليون دولار على الأقل بحلول عام 2019. '
إن تطوير SSTOs هو مجرد طريقة واحدة تجعل صناعة الطيران التجارية استكشاف الفضاء أكثر اقتصادا. تشمل الأمثلة الأخرى تطورات SpaceX لـ صواريخ قابلة لإعادة الاستخدام ، و روكيت لاب استخدام مواد خفيفة الوزن للإبداع صواريخ ذات مرحلتين يمكن التخلص منها .
هذه التدابير لا تسمح فقط بتسويق المدار الأرضي المنخفض (LEO) ، ولكنها تفتح إمكانيات كان يُعتقد سابقًا أنها مستحيلة في الوقت الحالي - مثل الطاقة الشمسية القائمة على الفضاء والموائل الفضائية!
ترقبوا المزيد حول هذا الاختبار وغيره من الاختبارات القادمة. وتأكد من إطلاعك على هذا الفيديو حول كيفية تحضير ARCA لرحلة اختبار الطيران القادمة ، من باب المجاملة ARCA:
قراءة متعمقة: فلك و أخبار ARCA