دخلت محركات RS-25 من Artemis 1 إلى الفضاء عدة مرات من قبل

لقد ذهب كل محرك من محركات RS-25 الأربعة الموجودة حاليًا في قاعدة نظام الإطلاق الفضائي التابع لناسا إلى الفضاء عدة مرات من قبل ، ولكل منها قصة مثيرة ترويها. طار أحدهم لأول مرة في عام 1998 ، وأطلق رائد الفضاء جون جلين إلى المدار. قريباً ، إذا سارت الأمور على ما يرام ، فإن هذه التعزيزات المخضرمة ستدفع ناسا إلى عصر أرتميس.

يعد نظام الإطلاق الفضائي التابع لناسا أقوى صاروخ تم بناؤه على الإطلاق ، وهو قادر على حمل أكثر من 57320 رطلاً (26 طنًا متريًا) من البضائع والطاقم إلى القمر. يمكن أن تشهد التكوينات المستقبلية ارتفاع الصاروخ إلى 99208 رطلاً (45 طنًا متريًا). إنها أعجوبة هندسية ، أو هكذا نأمل ، مع رحلتها الأولى المقرر إجراؤها يوم السبت في الساعة 2:17 مساءً بالتوقيت الشرقي. ولكن مع قيام ناسا بقفزة جريئة في عالم عصر أرتميس والتتابع المستمر للمهام المعقدة بشكل متزايد في البيئة القمرية ، من المهم أن نتذكر أن SLS هو صاروخ جديد مصنوع من مجموعة من الأجزاء القديمة.

مركبة الإطلاق الثقيلة المدمجة بالكامل هي اندماج أنيق لأنظمة الإطلاق السابقة لناسا ، وأبرزها مكوك الفضاء ، الذي تقاعدت الولايات المتحدة في عام 2011. في الواقع ، مكونات 83 مهمة مكوك الفضاء تم تجميعها معًا لبناء SLS وكبسولة طاقم Orion. وهي تستخدم المحرك الرئيسي لمكوك الفضاء ، المعروف الآن باسم محرك RS-25 ، الذي صنعته شركة Aerojet Rocketdyne ، في حين تم أيضًا استعارة اثنين من معززات الصواريخ الصلبة الممتدة من المكوك. وجد المحرك الذي سبق له المناورة بالمكوك طريقه أيضًا إلى Orion.

ككونجرس أخبر قالت وكالة ناسا في عام 2010 إن الصاروخ الجديد وكبسولة الطاقم سيتم بناؤها باستخدام “مكونات مشتقة من مكوك الفضاء … تستخدم أنظمة الدفع الأمريكية الحالية ، بما في ذلك محركات الوقود السائل ، والدبابات الخارجية أو القدرات المتعلقة بالدبابات ومحركات الصواريخ الصلبة.” مع وضع هذا في الاعتبار ، وعدم الرغبة في إهدار الأجهزة الجيدة التي أثبتت جدواها في الطيران ، قامت وكالة ناسا بتجريد المكوكات المتقاعدة من محركاتها الرئيسية وتخزينها في مكان آمن ، وكان هذا وفقًا للتوجيه الخاص بالاستفادة الجيدة من الأجهزة القديمة أثناء إنشاء SLS ، “لخفض التكاليف وتسريع الجدول الزمني” ، بحسب لوكالة الفضاء.

لا شك في أن RS-25 قوية وموثوقة. تمت ترقية المحركات خمس مرات خلال برنامج المكوك ، حيث طاروا خلالها 135 مهمة ، وأشعلوا أكثر من 3000 عملية تشغيل وظلوا يعملون لمدة مليون ثانية أثناء رحلة الاختبار والعمليات الأرضية. في المجموع ، جمعت وكالة ناسا مخزونًا من 16 محركًا من محركات RS-25D لبرنامج المكوك لدعم أول أربع بعثات SLS. من بين هذه المحركات الستة عشر ، اثنان فقط لم يطلقا في الفضاء على الإطلاق.

تم تجهيز مكوك الفضاء بثلاثة محركات RS-25 ، في حين أن SLS بها أربعة محركات. مدعومة بالهيدروجين السائل والأكسجين السائل ، يتم ترتيب المحركات الأربعة تقريبًا في مربع لضمان الاستقرار والتوزيع المتساوي للقوة أثناء الإقلاع. يمكن لكل محرك RS-25 أن ينتج 2 مليون رطل من الدفع ، والتي ستوفر ، جنبًا إلى جنب مع اثنين من معززات الصواريخ الصلبة ذات الأجزاء الخمسة ، 8.8 مليون رطل من الدفع عند الإطلاق. خلال عصر المكوك ، عملت RS-25s عند 104.5٪ من الدفع المقنن (491000 رطل دفع فارغ) ، ولكن بالنسبة لـ SLS تم تعديل هذه المحركات لتعمل عند 109٪ من الدفع المقنن (دفع الفراغ 512.000 رطل). ناسا قال.

وفقًا لوكالة ناسا ، “بالنسبة إلى SLS ، ستواجه المحركات ضغوطًا ودرجات حرارة متزايدة لمدخل الوقود”. “بالإضافة إلى ذلك ، يحصل المخزون الحالي على وحدات تحكم جديدة في المحرك مع إلكترونيات طيران معاصرة وعزل جديد لفوهة العادم لبيئة تسخين أعلى.”

يُعرف تكوين SLS الحالي باسم Block 1 ويتضمن أربعة محركات RS-25 عالية الخبرة. في أول رحلة لـ SLS ، ستستخدم ناسا محركات E2045 و E2056 و E2058 و E2060. في المجموع ، شاركت هذه المحركات الأربعة في 21 رحلة مكوكية على مدار ثلاثة عقود.

المحرك الأول ، E2045 ، هو الأكثر خبرة في المجموعة ، حيث شارك في 12 مهمة مكوكية. حلقت لأول مرة في يناير 1998 في مهمة STS-89 ، بينما كانت آخر رحلة مكوكية لها في يوليو 2011 في مهمة STS-135. اختبر رائد الفضاء جون جلين قوة E2045 بشكل مباشر في عام 1998 عندما طار في مهمة STS-95.

المحرك الثاني ، E2056 ، هو المحارب المخضرم في أربع رحلات مكوكية (بما في ذلك STS-114 ، وهي المهمة الأولى بعد كولومبيا كارثة) ، بينما شارك المحرك الثالث E2058 في ست رحلات. المحرك الرابع ، E2060 ، هو الأقل خبرة في المجموعة ، حيث قام بثلاث مهمات ، بما في ذلك STS-135 ، آخر مهمة للمكوك.

كان هذا هو المحرك الثالث الذي ألقى المهندسون باللوم فيه على عملية الإطلاق يوم الاثنين ، 29 أغسطس ، عندما فشل في الوصول إلى درجات الحرارة شديدة البرودة المطلوبة للإطلاق ، لكن الفريق عزا المشكلة لاحقًا إلى جهاز استشعار خاطئ. كما قال كبير مهندسي SLS جون بلفينز للصحفيين أمس ، لا حرج في E2058 ، حيث تمكن المهندسون من تأكيد “التدفق الجيد” لوقود التبريد من خلال المحرك رقم 3.

لكل من محركات RS-25 الستة عشر المتبقية من عصر المكوك ، ستكون رحلتهم التالية هي الأخيرة. SLS هو صاروخ قابل للاستهلاك ، ومن المتوقع أن يتحطم مركزه في المحيط الهادئ (ستصطدم المعززات الجانبية بالمحيط الأطلسي). بمجرد استنفاد ناسا مخزونها من محركات RS-25D ، ستنتقل وكالة الفضاء إلى محركات RS-25E قيد الانشاء حاليا بواسطة Aerojet Rocketdyne. ستكلف المحركات الجديدة حوالي 30٪ أقل من المحركات السابقة وتقدم 111٪ من الدفع المقدر (521.000 رطل. دفع بدون حمولة).

ناسا بحاجة إلى SLS لبعثات Artemis القادمة إلى القمر. سيلعب نظام الرفع الثقيل دورًا رئيسيًا خلال Artemis 2 ، حيث ستغامر كبسولة Orion المأهولة بالقمر وتعود في أواخر عام 2024 ، بالإضافة إلى Artemis 3 ، أول هبوط مأهول على سطح القمر منذ عصر أبولو. تهدف مهمات Artemis أيضًا إلى إعداد وكالة ناسا وشركائها لأول رحلة بشرية إلى المريخ ، والتي يجب أن تلعب SLS دورًا رئيسيًا فيها.

بقدر ما يبدو كل هذا مثيرًا ، قد يكون السعر مرتفعًا جدًا. منذ عام 2011 ، أنفقت وكالة ناسا أكثر من 50 مليار دولار في تكاليف تطوير SLS و Orion ، بحسب لجمعية الكواكب. ولكن لجعل SLS يعمل ، يقدر المفتش العام لوكالة ناسا أنه سيكلف وكالة ناسا أكثر من 4.1 مليار دولار لكل عملية إطلاق لكل واحدة من مهام Artemis الأربع الأولى – وهو السعر الذي وصفه المفتش العام بول مارتن بأنه “غير مستدام. “

تهدف ناسا من خلال برنامج Artemis الخاص بها إلى عودة دائمة ومستدامة إلى القمر. ومع ذلك ، إذا حدث ذلك ، فسيتعين على ناسا كبح جماح التكاليف الباهظة.