سامانه های حمل و نقل فضایی؛(1)

فضاپیمای واسط

چكیده

به منظور قرارگیری اروپا میان بازیگران فضایی دنیا در موضوع راهبردی بازگشت به جو در حمل و نقل بین المللى، آینده و طرح هاى علمى و اكتشافى، مطالعات متعددى درباره مفاهیم فضاپیماى آزمایشى و بهبود فناورى هاى بحرانى بازگشت به جو انجام شده كه راه را براى ساخت و پرواز یك فضاپیماى آزمایشى هموار كرده است. فضاپیماى واسط آزمایشى بر اساس موفقیت هاى قبلى و سطوح فناوری ساخته شده است و ابزار منحصر به فردى را براى ایجاد موقعیت مستقل اروپا در زمینه بینا لمللى تأمین مى كند.

مقدمه

همان گونه كه فاجعه از بین رفتن شاتل كلمبیا تأكید مى كند، بازگشت فضاپیماها از مدار به زمین هنوز یك چالش است. كاهش سرعت به هنگام ورود به جو و فرودى ایمن و دقیق، مستلزم تسلط بر محدوده وسیعى از فناوری ها است. تعداد فضاپیماهاى آزمایشى كه در سال هاى اخیر در آژانس های فضایی اروپا، فرانسه، آلمان و ایتالیا بررسى شده اند، مؤید نیاز اروپا به آزمایش های پروازى مربوط به فناوری و سامانه هاى بازگشت به جو به منظور استحكام موقعیت اروپا میان بازیگران جهانى فضا در این زمینه راهبردی است. از اروپا انتظار می رود نقش جاه طلبانهت ری را در همكارى هاى بین المللى در عرصه حمل و نقل فضایی و ارائه طرح هاى علمى و اكتشافى بازى كند. در زمان حاضر، برنامه مقدماتى پرتابگرهاى آینده آژانس فضایی اروپا برای تهیه چارچوب توسعه فضاپیماى واسط آزمایشى تا سال 2010 ، از سوی اعضای آژانس مطرح شده است.

تعریف و وضعیت پروژه

آژانس فضایی اروپا و پیمانكاران صنعتى آن، طرح فضاپیماى واسط آزمایشى را در آغاز سال 2005 میلادی با تعریف اهداف مأموریت وتكمیل طراحى این وسیله شروع كردند. این اهداف عبارتند از: تعیین دقیق و كامل این موضوع كه اروپا در فناوری بازگشت به جو به چه آزمایش هایى نیاز دارد، به همراه نقشه بهینه اى از آزمایش های پروازى كه بین هزینه ها و نیازهاى فنی مصالحه كند.

میان همه مفاهیم موجود ملى و مربوط به آژانس فضایی اروپا نیز مقایسه كاملى از جهت معیارهاى مشترک انجام گرفت كه بر این مواردمتمركز بود:

ملزومات آزمایش (فناوری و سامانه ها)، ملزومات اجراى برنامه (آمادگى از نطر فناوری، هزینه و جدول زمان بندى توسعه) و كاهش خطر (امكان سنجى، كامل بودن، قابلیت اطمینان و پتانسیل رشد طرح). نتیجه این بررسى منجر به انتخاب شكل باریكى براى بدنه فضاپیما شده است. طرح مصوب بر اساس تلاش هاى وسیع كشورهای عضو آژانس فضایی اروپا ساخته خواهد شد.

هم اكنون پیمانكاران در حال كار روى فاز بی 1 (تعریف طرح مقدماتى)، با هدف بازبینى ملزومات سامانه تا اواسط سال 2007هستند.

مأموریت

براى انجام مأموریت فضاپیماى واسط آزمایشى از موشك وگا 2 به عنوان پرتابگر استفاده مى شود، همچنین مسائل بحرانى امنیتى ایجاب می كند كه مرحله هاى وگا روى مناطق بدون سكنه سقوط كنند و فضاپیما نیز در فضای مناطق كم جمعیت پرواز كند.

تصمیم بر این است كه پرتابى از كورو (گویان فرانسه) 3 به سمت مدارى با زاویه میل 70 درجه انجام شود و با فرودى در منطقه آزمایش های هوافضایی اروپاى شمالى دنبال شود. این طرح در حال بازبینی و تصحیح بوده و نقشه هاى پشتیبان آن از جمله فرود دریایی نیز در دست بررسى است.

370 كیلومترى / 2 x فضاپیماى واسط آزمایشى در یك مدار 180 قرار خواهد گرفت و در آنجا مرحله آخر پرتابگر وگا در اقیانوس آرام، دورتر از ساحل شیلى، سقوط می كند تا پس از آن، مقدمات بازگشت فراهم شود. فضاپیماى واسط آزمایشى در ارتفاع 120 كیلومترى بالاى اقیانوس 1 درجه زیر افق، / اطلس، با سرعت 7700 متر بر ثانیه و تحت زاویه 19

بازگشت خود را آغاز مى كند. مسیر بازگشت حدود 20 دقیقه طول مى كشد و طی آن سرعت فضاپیما به كمك تركیبى از حركات سطوح ایرودینامیكى و نیروى پیشران ها، از سرعت هاى ابرصوت در ارتفاع 120 كیلومترى تا ماخ 2 كاهش میی ابد. در مجموع، فضاپیما مسافتی معادل 7500 كیلومتر را طى می كند و در طول این مدت، دانشمندان اطلاعات بسیار زیادى را براى ارزیابى عملكرد فناوری بحرانى به كار گرفته شده برای بازگشت به جو به دست خواهند آورد. در نهایت، سرعت فضاپیماى واسط آزمایشى با استفاده از چترهای نجات از ماخ 2 كاهش مى یابد و سپس كیسه هاى هوا براى فرودی آرام پر مى شوند.

با اینكه تمامی مسیر رفت و برگشت اصولاً روى سرزمین هاى كم جمعیت طراحی شده است، هر نقصى در طول بازگشت، خطراتى به دنبال دارد كه لازم است كاملاً شناخته، ارزیابى و در مراحل ابتدایی پروژه كاهش داده شوند.

بنابراین، در اولین گام فاز بی 1، مطالعاتی را صنایع مرتبط انجام می دهند تا نحوه تأثیر عوامل ایمنى در مأموریت ارزیابى شود. همچنین در این مطالعه، میان همه طرح هاى امكان پذیر براى مأموریت، تحلیل دقیق صورت می گیرد. طرح بازگشت و منطقه فرود را، به زودى، آژانس فضایی اروپا با همكارى فنى آژانس های فضایی ایتالیا و فرانسه و آلمان، مركز فناوری فضایی اروپا و صنایع مرتبط انتخاب خواهد كرد.