الهدف العالي: ما هو الإطلاق الجوي؟

إن إطلاق قمر صناعي من طائرة تتحرك في السماء ليست عملية بسيطة، وهناك خلاف حول مزاياها مقارنة بالإطلاق الأرضي. يستعرض طال عنبار تاريخ الإطلاق الجوي والتحدي الذي يشكله لاستكشاف الفضاء الإسرائيلي

يعد إطلاق قمر صناعي إلى الفضاء حدثًا دراماتيكيًا ومكلفًا، ويشارك فيه العديد من الأشخاص وأنظمة تكنولوجية معقدة. مثل هذا الإطلاق له جوانب تتجاوز مجرد إرسال قمر صناعي إلى الفضاء. إن الصور الدرامية لعمليات الإطلاق من مركبات الإطلاق المشتعلة بالنيران والدخان مألوفة لدى كل قارئ؛ ومع ذلك، فإن مجال الإطلاقات الفضائية لا يقتصر فقط على منصات إطلاق الأقمار الصناعية الموجودة على الأرض.

يحمل مجال الإطلاق الجوي العديد من المزايا لمستقبل الأقمار الصناعية، لكن هناك أيضًا آراء أخرى قادمة من الصناعة والأوساط الأكاديمية ومجال سياسة الفضاء تشكك في هذه المزايا. إذن ما هو في الواقع؟ إطلاق الهواء?

يتكون الإطلاق الجوي من منصة إطلاق الأقمار الصناعية (الصاروخ) التي تحملها الطائرة في الهواء. قد تكون هناك أشكال مختلفة للحمل - تحت البطن، أو فوق الجسم، أو تحت الجناح، أو داخل الطائرة - ولكن المبدأ هو نفسه: حمل قاذفة الصواريخ إلى ارتفاع وإسقاطها، باستخدام المظلات أو بدونها.

عندما يتحرك جهاز الإطلاق بعيدًا عن الطائرة الحاملة، يتم تنشيط محرك الصاروخ الخاص به. الفكرة الأساسية للإطلاق الجوي هي إنقاذ مرحلة جهاز الإطلاق، حيث أنه لا يبدأ رحلته من سطح الأرض وبسرعة صفر، بل بسرعة قريبة من 1,000 كم/ساعة وعلى ارتفاع XNUMX كم/ساعة. عشرة كيلومترات على الأقل.

ومن المفترض أنه يمكن استخدام صواريخ إطلاق أصغر وأرخص إذا تم حملها في الهواء. بالإضافة إلى توفير الطاقة - نظرًا لاستخدام الطائرة الحاملة كمرحلة أولى - هناك مرونة أكبر في اختيار اتجاه الإطلاق، مع تحرير نظام الإطلاق الأرضي المعقد والثابت.

من الخفيف إلى الثقيل
الإطلاق الجوي الخفيف هو قاذفة خفيفة مخصصة ومحمولة على الطائرات المقاتلة (مثل إف-15). يمكن تطوير مثل هذا الإطلاق على أساس التكنولوجيا الحالية (مثل "Black/Blue Anchor"، وهو نظام تصوير صاروخي أرض-أرض طورته شركة رافائيل).

سيسمح مثل هذا الإطلاق بإطلاق قمر صناعي صغير واحد فقط من طائرة أو مجموعة من الأقمار الصناعية النانوية. علاوة على ذلك، من الممكن تطوير قاذفة جديدة تمامًا لا تعتمد على هذا الصاروخ أو ذاك. وتوجد في العالم مقترحات مختلفة لاستخدام الطائرات المقاتلة لإطلاق الأقمار الصناعية، تتعلق معظمها بإطلاق أقمار صناعية لا يتجاوز وزنها 70 كجم.

بالمقارنة مع الإطلاق الخفيف، فإن مفهوم الإطلاق الجوي الثقيل يعتمد على حمل قاذفة أقمار صناعية تقليدية وليست صغيرة داخل طائرة نقل كبيرة (مثل طائرة C-17 أو إليوشن 76 وغيرها)، وإسقاطها من خلال التحميل الخلفي. فتحة الطائرة وإطلاقها من الجو. ومن الأمثلة على هذه القاذفة قاذفة الأقمار الصناعية الإسرائيلية "شافيت".

سيتم في البداية ربط منصة الإطلاق بمنصة الشحن التي ستسقط معها من الطائرة، وستساعد مجموعة من مظلات التثبيت في تحقيق الزاوية المناسبة للإطلاق. وفي الماضي تم اختبار إمكانية إطلاق صاروخ باليستي كبير من طائرة النقل الأمريكية جالاكسي بنجاح. ولا يوجد اليوم أي عائق أمام إطلاق منصات إطلاق أقمار صناعية أكبر من الطائرات، وهذا البديل له مبررات تكنولوجية واقتصادية وتشغيلية.

النظر إلى الخلف
تناولت مفاهيم مختلفة الإطلاق الجوي، وقد تم استخدام بعضها منذ ستينيات القرن العشرين. وهكذا، على سبيل المثال، كان هناك اقتراح لإطلاق طائرة الاختبار الأمريكية X-20 إلى الفضاء من الجزء الخلفي من قاذفة القنابل B-15. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، بدأ تصميم الطائرة الفضائية "الحلزونية" من قبل مكتب التخطيط "MIG". كان من المفترض أن تطير هذه الطائرة الفضائية إلى الفضاء على ظهر طائرة حاملة كبيرة الحجم.

في السبعينيات والثمانينيات، تمت دراسة العديد من خطط إطلاق الطائرات الفضائية والمكوكات الفضائية الصغيرة في بريطانيا العظمى وألمانيا واليابان والولايات المتحدة الأمريكية وروسيا. ولم ينضج أي من البرنامجين ليصبح أداة تشغيلية، ويرجع ذلك أساسًا إلى اعتبارات التكلفة والفوائد.

قاذفة الأقمار الصناعية الجوية الوحيدة العاملة في العالم اليوم هي "بيغاسوس"، التي يتم إطلاقها من طائرة لوكهيد تريستار. وهو عبارة عن قاذفة تعمل بالوقود الصلب على ثلاث مراحل. يحتوي القاذف على جناح يوفر الرفع أثناء مرحلة الاحتراق الأولى. في الماضي، قدمت الشركة المصنعة للقاذفة العديد من الوعود بأن الإطلاق الجوي رخيص، لكن الواقع يظهر عكس ذلك - فبرنامج بيغاسوس ليس اقتصاديًا ويحظى بدعم كبير من حكومة الولايات المتحدة.

يتم إطلاق سفينتي الفضاء الخاصتين Spaceship 1 و 2 من الجو، من طائرة مخصصة تحلق على ارتفاعات عالية. وفي المستقبل، يعتزم مطورو المركبة الفضائية استخدام الطائرة الحاملة أيضًا لإطلاق الأقمار الصناعية. كما يتم دراسة إمكانيات استخدام الطائرات بدون طيار لإطلاق الأقمار الصناعية في أماكن مختلفة.

التحديات
وعلى الرغم من عقود من الوعود والخطط، لا يزال قيد الاستخدام قاذفة جوية واحدة باهظة الثمن وغير مرنة ومعقدة ومرهقة. إحدى حجج مؤيدي الإطلاق الجوي هي تحييد الحاجة إلى نظام أرضي معقد. هل هذا صحيح؟

من الضروري استخدام القياس عن بعد (نقل البيانات من الصاروخ إلى مركز التحكم)، وبالتالي هناك حاجة إلى طائرة تحكم إضافية على طائرة الإطلاق أو لتشغيل نظام اتصالات عبر الأقمار الصناعية شديد التعقيد؛ يعد التصوير الفوتوغرافي لتتبع فصل المراحل أمرًا ضروريًا - وليس من السهل التصوير من الجو؛ ووجود ضابط السلامة الذي يستطيع تدمير الصاروخ في حالة حدوث عطل أمر إلزامي. ويجب أن يكون الضابط في الجو في الطائرة المطلقة أو في طائرة أخرى.

علاوة على ذلك، فإن الجمع بين القمر الصناعي في الصاروخ والصاروخ نفسه وتجميعه في الطائرة الحاملة أمر معقد. في الواقع، باستثناء مسألة السلامة بالقرب من موقع الإطلاق، فإن الإطلاق الجوي ليس أبسط من الإطلاق الأرضي ولكنه أكثر تعقيدًا.

إسرائيل وإطلاق الهواء
وبسبب موقع إسرائيل بالقرب من دول العدو، فهي غير قادرة على إطلاق الأقمار الصناعية باتجاه الشرق، كما هو متعارف عليه في العالم، ولذلك يتم إطلاق صواريخ إسرائيل باتجاه الغرب، عكس اتجاه دوران الأرض. ونتيجة لذلك، تسبب فقدان الطاقة بنسبة تصل إلى 40 بالمائة من قدرة رفع الصاروخ.

ولو أمكن الإطلاق إلى الشرق، لكان من الممكن مضاعفة وزن الأقمار الصناعية الإسرائيلية تقريباً دون أي تغييرات على منصة الإطلاق. ولذلك، فإن البدائل المختلفة التي تسمح بالانفصال عن مساحة الإطلاق المحدودة لإسرائيل - مثل الإطلاق الجوي - ظلت تغري مختلف الأطراف في إسرائيل منذ سنوات.

ويعتبر مفهوم علماء رافائيل، الذي يدعو إلى إطلاق الأقمار الصناعية من الطائرات المقاتلة، طفرة مبتكرة في مجال الفضاء. وفي قلبها فكرة أن إطلاق الأقمار الصناعية الصغيرة من الطائرات المقاتلة يتيح تصغير منصات الإطلاق وتخفيض تكلفتها. ويعتقد رافائيل أنه من الممكن إطلاق أقمار صناعية صغيرة تزن ما يقرب من 100 كجم إلى الفضاء دون أي صعوبة خاصة.

وفي الماضي، بحثت صناعة الطيران احتمالات مختلفة لحمل منصة إطلاق الأقمار الصناعية شافيت تحت أو داخل طائرات النقل الكبيرة، وتم عرض بعض الدراسات على الجمهور في عام 2009.

تحدث القائد السابق للقوات الجوية، المقدم إليعيزر شاكدي، في عام 2007 في مؤتمر إيلان رامون الفضائي عن مفهوم الإطلاق الجوي والأقمار الصناعية الصغيرة. كما أيد اللواء عيدو نيهوشتان، القائد الحالي للفيلق، هذا الأمر في المؤتمر الذي عقد هذا العام. ومع ذلك، لم يتم بعد إطلاق خطة تطوير لمثل هذا الإطلاق المصحوب بقمر صناعي مناسب.

أتطلع قدما
يتم تقديم تصميمات مختلفة لمنصات إطلاق الأقمار الصناعية الجوية بشكل متكرر في العديد من المؤتمرات المهنية. ومع ذلك، حتى الآن لم يصبح أي من هذه التصاميم بمثابة قاذفة تشغيلية. السؤال الذي يطرح نفسه - لماذا؟ هل يعتبر الإطلاق الجوي "حلاً يبحث عن مشكلة"؟ ويبدو أن الإجابة في بعض الحالات تبدو إيجابية على ما يبدو.

ويبدو أن الحاجة التشغيلية لإطلاق الأقمار الصناعية عند الطلب إلى مدار محدد وفي وقت قصير جدًا ليست ملحة إلى هذا الحد. علاوة على ذلك، فإن القدرة الاستيعابية المنخفضة لقاذفات الأقمار الصناعية الصغيرة التي تحملها الطائرات المقاتلة في الجو تملي بناء أقمار صناعية صغيرة ذات أداء أقل نسبيًا.

في الختام، فإن مفهوم الفضاء المستجيب، الذي يدعو إلى الوصول بشكل أسرع إلى الفضاء، مع الأقمار الصناعية المعيارية، وعمليات الإطلاق عند الطلب، وما إلى ذلك، يتطلب استخدام الإطلاق الجوي - ومع ذلك، هذا ليس سوى واحد من عدة بدائل محتملة، حيث: على سبيل المثال، يمكن وضع الأقمار الصناعية في حالة "خاملة" على "مسار وقوف السيارات"/الاستعداد" في الفضاء وتفعيلها عند الضرورة.

طال عنبار هو رئيس مركز أبحاث الفضاء، ومعهد فيشر لأبحاث الطيران والفضاء الاستراتيجية، ورئيس جمعية الفضاء الإسرائيلية.

رابط لمصدر الصورة