مراحل تطور المركبة الفضائية


بواسطة التلميذ(ة):
 مراحل تطور المركبة الفضائية

١ مقدمة

تطوير رحلات الفضاء الدولية المأهولة بدأت رحلات الفضاء استجابة للفضول البشري لسبر أغوار الأرض والقمر والكواكب والشمس وغيرها من النجوم والمجرات.
تجوب المركبات المأهولة وغير المأهولة خارج حدود الأرض، لجمع المعلومات القيمة عن الكون.
فقد زار الإنسان القمر، وعاش في المحطات الفضائية لفترات طويلة.
وهكذا ساعدنا استكشاف الفضاء في معرفة كنه العلاقة الحقيقية بين الأرض وبقية الكون.
ويجيب استكشاف الفضاء عن كيفية تكون الشمس والكواكب والنجوم، وما إذا كانت هناك حياة في مكان آخر من الكون.

٢ أول مركبة فضائية:المنظم الأول :

الهبوط على سطح القمر هو وصول مركبة فضائية إلى سطح القمر./ وهذا يشمل البعثات المأهولة وغير المأهولة (الروبوتية) على حد سواء./ وكانت أول مركبة من صُنع الإنسان تصل إلى سطح القمر هي المركبة الفضائية لونا 2 التابعة للاتحاد السوفيتي في 13 سبتمبر 1959./ وكانت المهمة "البعثة" أبولو 11 التابعة للولايات المتحدة هي أول مهمة مأهولة تهبط على سطح القمر في 20 يوليو 1969./ كانت هناك ست حالات هبوط مأهول نفذتها الولايات المتحدة (بين عامي 1969 و1972) والعديد من حالات الهبوط غير المأهول، على الرغم من أنه لم تحدث أي حالة هبوط سهل منذ 1976./

٣ المركبة الكهربائية :المنظم الممكن:

ويشكل ﺍﻟﻤﺎء ﺍﻟﻮﺳﻴﻠﺔ ﻟﺤﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻤﺸﻜﻠﺔ، ﻷﻧﻪ ﺑﺸﻜﻞ ﺃﺳﺎﺳﻲ ﺍﻟﺤﺎﻣﻞ ﻟﻠﻄﺎﻗﺔ ﺑﺪﻻً ﻣﻦ وﻗﻮﺩ، حيث ﻻ ﻳﺨﻄﻂ ﻓﺮﻳﻖ ﻛﻮﺭﻧﻴﻞ ﻻﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﺑﺤﺪ ﺫﺍﺗﻬﺎ ﻛﻮﻗﻮﺩ ﺩﻓﻊ، ﻟﻜﻦ ﻋﻮﺿﺎً ﻋﻦ ﺫﻟﻚ ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺀ ﻣﻦ ﺍﻷﻟﻮﺍﺡ ﺍﻟﺸﻤﺴﻴﺔ لتفكك ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﺇﻟﻰ هيدﺭﻭﺟﻴﻦ ﻭﺃﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻭﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻣﻬﻤﺎ ﻛﻮﻗﻮﺩ، وﻋﻨﺪﻣﺎ ﻧﻌﻴﺪ ﺗﺠﻤﻴﻊ ﻫﺬﻳﻦ ﺍﻟﻐﺎﺯﻳﻦ ﻭنشعلهما سيحترقان أو ينفجران معطيين ﺍﻟﻄﺎﻗﺔ ﺍﻟﺘﻲ أخذاها ﺧﻼﻝ ﻋﻤﻠﻴﺔ فصلهما، ويمكن ﺃﻥ ﻳﺴﺘﺨﺪﻡ احتراق الغازات هذا ﻟﺪﻓﻊ ﺍﻷﻗﻤﺎﺭ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻴﺔ ﻟﻸﻣﺎﻡ، وزيادة سرعتها ﺃﻭ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻣﻮﻗﻌﻬﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺪﺍﺭ ﺃﻳﺎً ﻛﺎﻥ ﺍﻟﻬﺪﻑ ﺍﻟﻤﺮﺟﻮ، ﻛﻮﻛﺐ ﺃﻭ ﻗﻤﺮ./ إن ﺍﻷﻟﻮﺍﺡ ﺍﻟﺸﻤﺴﻴﺔ ﺫﺍﺕ ﺍﻟﻤﻮﺛﻮﻗﻴﺔ ﺍﻟﻌﺎﻟﻴﺔ التي لا تحوي ﺃﺟﺰﺍﺀ ﻣﺘﺤﺮﻛﺔ ﻓﻴﻬﺎ، ﻣﻨﺎﺳﺒﺔ ﺑﺸﻜﻞ مثالي ﻟﻠﻌﻤﻞ ﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺍﻧﻌﺪﺍﻡ ﺍﻟﺠﺎﺫﺑﻴﺔ ﻭﻓﻲ ﺍﻟﺒﻴﺌﺎﺕ ﺍﻟﻘﺎﺳﻴﺔ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ، حيث تنتج ﺗﻴﺎﺭاً ﻣﻦ ضوء الشمس ﻭتسمح ﻟﻠﻘﻤﺮ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻲ أن يشارك بفعالية ﻓﻲ مهمتها، أما بالنسبة للطاقة، فهي تخزن عادةً ﻓﻲ ﺍﻟﺒﻄﺎﺭﻳﺎﺕ، ﻟﻜﻦ ﻋﻠﻤﺎﺀ ﻛﻮﺭﻧﻴﻞ يريدون ﺍﺳﺘﺨﺪﺍﻣﻬﺎ ﻟﺨﻠﻖ ﻣﺼﺪﺭ ﻭﻗﻮﺩﻫﻢ ﻋﻦ ﻃﺮﻳﻖ تفكيك ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﻋﻠﻰ ﻣﺘﻦ ﺍﻟﻤﺮﻛﺒﺔ./ ﺍﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﺍﻟﻔﻀﺎئي تتضمن ﺍﻟﻌﻤﻠﻴﺔ ﺍﻟﻤﻘﺘﺮﺣﺔ -ﺍﻟﻤﻌﺮﻭﻓﺔ ﺑﺎﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ- إمرار ﺍﻟﺘﻴﺎﺭ ﺧﻼﻝ ﻋﻴﻨﺔ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﻋﺎﺩﺓ ﻣﺎ تحوي بعض الشوارد المنحلة، وﻫﺬﺍ ﻳﻔﺼﻞ ﺍﻟﻤﺎﺀ ﺇﻟﻰ ﺃﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻭهيدرﻭﺟﻴﻦ، ﺍﻟﺘﻲ تنطلق ﺑﺸﻜﻞ ﻣﻨﻔﺼﻞ من ﺍﻟﻘﻄﺒﻴﻦ./ أما ﻋﻠﻰ ﺍﻷﺭﺽ، ﻳﻤﻜﻦ بعد ذلك ﺃﻥ ﺗُﺴﺘﺨﺪﻡ ﺍﻟﺠﺎﺫﺑﻴﺔ ﻟﻔﺼﻞ ﺍﻟﻐﺎﺯين، ﺣﻴﺚ يمكن جمعهما ﻭﺍﺳﺘﺨﺪﺍمهما، أما ﻓﻲ ﺍلفضاء ذي الجاﺫﺑﻴﺔ المنعدمة حيث تطفو الأشياء بحرّية، يجب أن ﺗﺴﺘﺨﺪﻡ ﺍﻷﻗﻤﺎﺭ ﺍﻟﺼﻨﺎﻋﻴﺔ ﺍﻟﻘﻮﻯ ﺍلمثفلة الناتجة عن ﺍﻟﺪﻭﺭﺍﻥ ﻟﻔﺼﻞ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﻐﺎﺯﺍﺕ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺤﻠﻮﻝ./ استخدم ﺍﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ﺍﻟﻜﻬﺮﺑﺎﺋﻲ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ من قبل، وذلك لتأمين إﻣﺪﺍﺩﺍﺕ ﺍﻷﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻟﺒﻌﺜﺎﺕ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ ﺍﻟﻤﺄﻫﻮﻟﺔ ﻣﻦ ﺩﻭﻥ ﺍﻟﺤﺎﺟﺔ ﻟﺨﺰﺍﻧﺎﺕ ﺍﻷﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ذات الضغط العالي، ﻋﻠﻰ ﺳﺒﻴﻞ ﺍﻟﻤﺜﺎﻝ، على متن ﻣﺤﻄﺔ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ ﺍﻟﺪﻭﻟﻴﺔ./ ﻟﻜﻦ ﺑﺪﻻً ﻣﻦ ﺇﺭﺳﺎﻝ ﺍﻟﻤﻴﺎﻩ ﺇﻟﻰ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ ﻓﻲ ﺣﻤﻮﻻﺕ ﺛﻘﻴﻠﺔ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﺼﻮﺍﺭﻳﺦ، ﻳﻤﻜﻨﻨﺎ ﺍستخلاصها يوماً ما ﻣﻦ ﺍﻟﻘﻤﺮ ﺃﻭ ﺍﻟﻜﻮﻳﻜﺒﺎﺕ، وﺇﺫﺍ ﺛﺒﺖ ﻧﺠﺎﺡ ﺍﻟﻨﻬﺞ ﺍﻟﺠﺪﻳﺪ الذي يعتمد على استخدام كل من ﺍﻟﻬﻴﺪﺭﻭﺟﻴﻦ ﻭﺍﻷﻭﻛﺴﺠﻴﻦ ﻛﻮﻗﻮﺩ ﻟﻠﻤﺮﻛﺒﺎﺕ ﺍﻟﻔﻀﺎﺋﻴﺔ، قد يكون لدينا عندها ﻣﺼﺪﺭ ﺟﺎﻫﺰ ﻣﻦ ﺍﻟﻮﻗﻮﺩ ﻳﻨﺘﻈﺮﻧﺎ ﻓﻲ ﺍﻟﻔﻀﺎﺀ، ﻭﻫﺬﺍ ﻳﻌﻨﻲ ﺃن هذه العملية يمكن أن تحدد كيفية تزويد بضع مركبات فضائية -على الأقل- بالطاقة ﻓﻲ ﺍﻟﻤﺴﺘﻘﺒﻞ

٤ مركبة المستقبل:

الاستشارات المسماة بـ”مجموعة توري The Tauri Group” ومن خلال عرض قدمه في مجموعة ناسا لعمليات الفضاء المستقبلية:/ “ربما لن تكون هذه التقنية فعالة خلال الأربعين سنة القادمة بل حتى خمسين وربما ستين، وقد تكون حينها الشيء الذي سيكون له تأثير كبير على عمليات استكشاف الفضاء عن طريق تغيير الحسابات الشاملة للطاقة عند التخطيط للرحلات”./ طاقة الاندماج:/ من المحتمل أن يتألف الوقود لهذا النوع من المركبات الفضائية التي تسير بواسطة الاندماج من حبيبات صغيرة من مادتي الديتيريوم والتريتيوم (وهي نظائر ثقيلة للهيدروجين تحتوي نواتها على واحدة أو اثنتين من النيوترونات على الترتيب، مع العلم أن ذرة الهيدروجين لا تحتوي على نيوترونات)./ في داخل كل حبيبة يكون الوقود محاطًا بمادة أخرى (ربما عنصر اليورانيوم)./ وأيضًا تكون حزمة من البروتون المضاد (المادة المضادة الموازية للبروتون المكونة لشبكة كهربائية مشحونة بشحنة سالبة عوضًا عن شحنة موجبة) موجهة بشكل مباشر نحو الحبيبات، وعندما يتم ضرب نواة اليورانيوم بواسطة البروتون المضاد يفنى كلاهما مولدين بذلك انشطار ذو طاقة عالية يُنتِج لهيب يُشعِل بدوره تفاعلات الاندماج في هذا الوقود./ إن مثل هذا النوع من التفاعلات (على سبيل المثال نواتي ذرات الديتيريوم والتريتيوم تندمجان لتكوِّنا ذرة هليوم واحدة رباعية ونيوترون واحد) يرمي كميات هائلة من الطاقة التي قد تُسَخَّر لدَفع المركبة الفضائية بعدة طرق مختلفة./ البحث الذي قامت به ناسا عام 2010 وبمساعدة مجموعة التوري The Tauri Group أطلق عليه “بحث جبهات التكنولوجيا Technology Frontiers”./ الفكرة الأساسية ليست جديدة، ففي سبعينيات القرن الماضي أجريت بحوث في الجمعية البريطانية للسفر بين الكواكب أطلق عليها مشروع ديدالوس Project Daedalus./ اقترح هذا المشروع استخدام صاروخ اندماجي لتغذية المركبة الفضائية بالطاقة، وإثارة مفاعلات ديدالوس الاندماجية تكون عن طريق إرسال حزم من الإلكترونات عوضًا عن إرسال حزم من البروتونات المضادة./

المراجع التي إعتمد عليها التلميذ(ة)

    ١ nasainarabic .net