الوزن الثقيل SLS. رواد الفضاء الأمريكيون يندفعون إلى المريخ. الجزء 2
SLS بالحجم الطبيعي في نفق أبحاث ناسا للرياح
لكن هذه ليست الشركة الكاملة للمطورين. مركز أبحاث أميس مسئول عن المشكلات الفيزيائية الأساسية للمشروع ، ومركز جودارد لرحلات الفضاء مسئول عن طبيعة الحمولات ، ومركز جلين مسئول عن المواد الجديدة وتطوير إنصاف الحمولة. يُعهد إلى مركز لانجي ببرامج البحث في أنفاق الرياح ، ويتم تخصيص اختبارات محركات RS-25 و J-2X لمركز ستينيس الفضائي. وأخيرًا ، يتم تجميع الوحدة المركزية بنظام الدفع الرئيسي في المصنع في ميتشود.
ينقسم برنامج SLS بأكمله إلى ثلاث مراحل ، متحدة من خلال عدة نقاط: الأكسجين السائل والهيدروجين في المحركات المساندة ، بالإضافة إلى معزز الوقود الصلب متعدد الأقسام. ستكون المرحلة الأولى من الكتلة المركزية (المرحلة الأساسية) بطول 64,7 مترًا وقطرها 8,4 مترًا هي نفسها أيضًا لجميع التعديلات. لذلك ، فإن SLS Block I الأول لديه كتلة حمولة مكافئة تبلغ 70 طنًا - يتم توفير الدفع اللازم لمثل هذا الوزن بواسطة أربعة محركات RS-25D. في الواقع ، هذا الإصدار الأول من SLS مخصص لاعتماد الوحدة المركزية وتنفيذ المهام التجريبية. يتم تمثيل المرحلة العليا من خلال "المرحلة العليا المبردة المؤقتة" ICPS (مرحلة الدفع المبردة المؤقتة) ، والتي تم بناؤها على أساس المرحلة الثانية من ناقل Delta IV الثقيل. يحتوي ICPS على محرك واحد - RL-10B-2 مع دفع فراغ 11,21 tf. حتى في هذا ، الإصدار "الأضعف" من Block I ، سيطور الصاروخ قوة دفع أكثر بنسبة 10٪ من صاروخ Saturn V الأسطوري ، وقد أطلق على الناقل من النوع الثاني اسم SLS Block IA ، وينبغي أن تكون القدرة الاستيعابية المكافئة لهذا العملاق بالفعل أقل من 105 أطنان. تم تصور نسختين - واحدة حمولة وأخرى مأهولة ، والتي يجب أن تعيد الأمريكيين إلى أكثر من أربعين عامًا وأخيرًا تعيد رجلاً إلى ما وراء حدود المدار الأرضي المنخفض. خطط ناسا لهذه الأجهزة هي الأكثر تواضعًا: كجزء من مهمة EM-2 ، في مكان ما في منتصف عام 2022 ، تطير حول القمر مع الطاقم. قبل ذلك بقليل (منتصف عام 2020) ، من المخطط إرسال رواد فضاء إلى مدار حول القمر على متن مركبة أوريون الفضائية. لكن هذه المعلومات تعود إلى صيف 2018 وقد تم تصحيحها مرارًا وتكرارًا قبل ذلك - على سبيل المثال ، وفقًا لأحد المشاريع ، كان من المفترض أن تنطلق SLS في السماء هذا الخريف.
SLS Block II - ناقلة بسعة حمولة مكافئة تبلغ 130 طنًا ، وهي مجهزة بالفعل بخمسة محركات RS-25D على الكتلة المركزية ، بالإضافة إلى EUS (مرحلة الاستكشاف العليا) "مرحلة الاستكشاف العليا" ، والتي بدورها ، لديه دفع واحد أو اثنين J- 2X عند 133,4 tf لكل منهما. تتميز "الشاحنة" القائمة على Block II بغطاء رأس فوق العيار بقطر 10 أمتار دفعة واحدة. ستكون هذه ، إذا نجح كل شيء بالنسبة للولايات المتحدة ، عمالقة حقيقيين: في الإصدار الأخير من الصاروخ ، سيكون دفع إطلاق الصواريخ أعلى بمقدار 1/5 من قوة الدفع الخاصة بـ Saturn V. وخطط الكتلة سلسلة II طموحة للغاية أيضًا - في عام 2033 لإرسال مهمة مأهولة EM-11 ، والتي ستنتقل عبر الفضاء لمدة عامين على الأقل. لكن قبل هذا التاريخ المهم ، يخطط الأمريكيون للطيران في مدار حول القمر 2-7 مرات. لا أحد يعرف ما إذا كانت ناسا جادة بشأن هبوط رواد الفضاء على المريخ.
اختبارات LRE التجريبية المبردة مع الدفع القابل للتعديل CECE (المحرك المبرد المشترك القابل للتوسيع) ، والذي تم استخدامه في إطار برنامج تحسين RL-10 ، والذي تم تشغيله منذ عام 1962 على صواريخ Atlas و Delta iV و Titan و Saturn I. تم التخطيط لاستخدام 10Cs في المرحلة العليا من SLS -3.
بدأ تاريخ محركات سلسلة SLS كمكونات رئيسية للصاروخ في عام 2015 في مدرجات مركز Stennis ، عندما أجريت أول اختبارات إطلاق ناجحة استمرت 500 ثانية. منذ ذلك الحين ، كان الأمريكيون يسيرون كالساعة - سلسلة من الاختبارات الكاملة لمورد طيران كامل تلهم الثقة في أداء وموثوقية المحركات. قال وليام هيل ، النائب الأول لرئيس إدارة ناسا لأنظمة الاستكشاف المأهولة:
أثناء العمل على المحرك ، تم إجراء تغييرات - تم تجهيز حاملات المرحلتين الأولى والثانية بمعززات الوقود الصلب (مسرعات) ، ولهذا السبب تم تسمية النموذج بلوك IB. تلقت المرحلة العليا من EUS محرك J-2X الأكسجين-الهيدروجين ، والذي كان لا بد من التخلي عنه في أبريل 2016 بسبب النسبة الكبيرة من العناصر الجديدة التي لم يتم العمل عليها مسبقًا. لذلك ، عادوا إلى RL-10 القديم الجيد ، الذي تم إنتاجه بكميات كبيرة وتمكن بالفعل من "الطيران" لأكثر من خمسين عامًا.
دائمًا ما تكون الموثوقية في المشاريع المأهولة في المقدمة ، وليس فقط في وكالة ناسا. تذكر وثائق ناسا الرسمية: "مجموعة من أربعة محركات من فئة RL-10 تلبي المتطلبات بأفضل طريقة. لقد ثبت أنه مثالي من حيث الموثوقية ". تم اختبار الداعم المكون من خمسة أقسام في نهاية يونيو 2016 وأصبح أكبر محرك يعمل بالوقود الصلب على الإطلاق لمركبات الإطلاق الحقيقية. عند مقارنته بالمكوك ، يبلغ وزن إطلاقه 725 طنًا مقابل 590 طنًا ، ويزداد الدفع مقارنةً بسلفه من 1250 طنًا إلى 1633 طنًا. ولكن يجب أن تحصل SLS Block II على مسرعات جديدة فائقة القوة وفائقة الكفاءة. هناك ثلاثة خيارات. هذا هو مشروع Pyrios من Aerojet Rocketdyne (المعروف سابقًا باسم Pratt & Whitney Rocketdyne) ، المجهز بمحركين لصاروخين من الأكسجين والكيروسين بقوة دفع تبلغ 800 طن لكل منهما. هذا أيضًا ليس ابتكارًا مطلقًا - تستند "المحركات" إلى F-1 ، التي تم تطويرها للمرحلة الأولى من نفس Saturn V. العمل بقوة وعلى معزز سائل يحتوي على ثمانية أكسجين كيروسين AJ-2012-12. يمكن أن يصل دفع كل منها إلى 26 تريليون قدم ، لكن يتم تجميعها على أساس NK-500 الروسي.
اختبار محرك أوكسي هيدروجين RS-25 في مركز ستينيس ، خليج سانت لويس ، ميسيسيبي ، أغسطس 2015
وأخيرًا ، تم تقديم الإصدار الثالث من محرك SLS بواسطة Orbital ATK وهو مصنوع في شكل معزز قوي للوقود الصلب من أربعة أقسام Dark Knight بقوة دفع تبلغ 2000 tf. لكن لا يمكن القول إن كل شيء سار بسلاسة للمهندسين الأمريكيين في هذه القصة: فقد العديد من الكفاءات والتقنيات مع إغلاق مشروعي أبولو ومكوك الفضاء. كان علينا ابتكار طرق جديدة للعمل. وهكذا ، تم إدخال لحام الدمج الاحتكاكي لتجميع خزانات الوقود للصواريخ المستقبلية. يقولون أن مصنع ميشود به أكبر آلة لمثل هذا اللحام الفريد. في عام 2016 أيضًا ، كانت هناك مشاكل في تكوين تشققات في تصنيع الوحدة المركزية ، وبشكل أكثر دقة ، في خزان الأكسجين السائل. لكن تم التغلب على معظم الصعوبات.
يعيد الأمريكيون رواد فضاءهم تدريجياً إلى مدار الأرض وما بعده. يطرح سؤال طبيعي: لماذا تفعل هذا ، إذا الروبوتات بعمل رائع؟ سنحاول الإجابة على هذا بعد قليل.
يتبع ...
بحسب منشور "صعود".
معلومات