علماء من جامعة جنوب الأورال الحكومية بالتعاون مع مركز الصواريخ الحكومي باسم ماكييف. نائب الرئيس تقوم (مياس) و منظمة العلوم البحثية (بسلدا السفلى) بتطوير مجمع فضائي فريد ، لا توجد نظائره في الوقت الحالي. يتضمن المجمع مركبة إطلاق(الصاروخ الحامل) أحادية المرحلة ,منصة ومركبة فضائية ، مما يجعل من الممكن حماية الأرض من الكويكبات. تتمثل خصوصية المشروع في أن تكون مركبة الإطلاق «قابلة لإعادة الاستخدام» ، أي أنها ستكون قادرة على تنفيذ عدد كبير من الرحلات وتوصيل ما يصل إلى 7 أطنان من البضائع إلى مدار أرضي منخفض. بالإضافة إلى ذلك ، سيسمح للبشرية ليس فقط بالتنقيب في استكشاف الكويكبات التي تهدد الأرض ، ولكن أيضًا لأداء خدمات فضائية أخرى للعملاء المحتملين.
ينتمي المشروع إلى أحد توجيهات مركز الأورال العلمي والتربوي على مستوى العالم ، والذي تم إنشاؤه بالتعاون مع منظمات من مناطق سفيردلوفسك ,كورغان وتشيليابينسك. مدير معهد البوليتكنيك في جامعة جنوب الأورال الحكومية ، دكتور العلوم التقنية ، البروفيسور سيرجي فولين تحدث عن مجمع الفضاء الفريد.
- لماذا قررت جامعة جنوب الأورال الحكومية القيام بدور قيادي في حل المشكلات لحماية كوكبنا من الكويكبات؟ هل أثر سقوط نيزك تشيليابينسك على العمل العلمي لعلماء الجامعة للبدء في البحث عن حل لمشكلة الحماية من الأجسام الفضائية؟
- في البداية ، خططنا لاتجاه استراتيجي يتعلق بإنشاء مركبة إطلاق «كورونا». ومع ذلك ، كانت الجامعة مهتمة أيضا بموضوع مثل السلامة من الكويكبات ، على سبيل المثال في عام 2013 سقط نيزك «تشيليابينسك» على الأرض. وفقًا لويكيبيديا ، فإن سقوط الطبقة الفائقة لم يحدث خسائر ، لكن أكثر من 1600 شخص تأثروا بشظايا الزجاج. سقطت شظايا عديدة من الكتلة الفائقة فوق مساحة كبيرة ، وتم تدمير النوافذ والأبواب بسبب موجة الصدمة في تشيليابينسك. كان نطاق تأثيرها حوالي 130 كم وطولها 50 كيلومترا. تجاوز الأضرار الاقتصادية الناجمة عن سقوط النيزك في منطقة تشيليابينسك 1.2 مليار روبل. أثر هذا الحدث أيضًا على جامعتنا. تعرضت مباني جامعة جنوب الأورال الحكومية لأضرار جسيمة جراء الانفجار وقعت بعد سقوط النيزك ، وبلغ إجمالي الأضرار التي لحقت بالجامعة أكثر من 50 مليون روبل.
في هذا الصدد ، تقرر تغيير الاسم والجمع بين مشروع «كورونا» المتعلق بإنشاء صاروخ قابل للإرجاع أحادي المرحلة ومشروع أمان الكويكب. استجاب المجلس العلمي الدولي للجامعة بشكل إيجابي لهذا القرار ، لأن هذه المشكلة ذات صلة بالعالم بأسره.
- من الواضح أن هذه المشكلة ليست فقط في تشيليابينسك ومنطقة الأورال. هذه مشكلة عالمية: ما نوع التعاون المطلوب لحماية الأرض من النيازك؟ ماذا يمكن القيام به؟ كيف يمكن للتعاون الدولي أن يساعد؟
- هناك لجان مخاطر النيزك ، مجالس دولية. مشكلة الكويكبات متعددة الأوجه وتتطلب موارد خاصة. على سبيل المثال ، يجب أن يكون هناك تلسكوبات عالية الدقة للخدمة الشاقة. لا يوجد سوى عدد قليل منهم في العالم ، مما يعني أنه لتحقيق الهدف ، يمكننا أن نتحد ، على سبيل المثال ، مع أستراليا والولايات المتحدة الأمريكية.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب إنشاء مركبة إطلاق(صاروخ حامل) جاهزة للإطلاق في غضون 24 ساعة. اليوم ، يمكن للصواريخ متعددة المراحل القيام برحلة واحدة فقط ، ويتطلب تصنيعها الكثير من الوقت. يتم إنتاج هذه الصواريخ ، كقاعدة عامة ، لأي مهمة محددة. في حالة وجود نيزك ، هناك حاجة إلى تدابير عاجلة لضمان سلامة الأرض. سيتم إعداد مركبة الإطلاق أحادية المرحلة التي نعمل عليها للمهمة خلال 24 ساعة ، ولا يلزم تصنيعها لأنها قابلة لإعادة الاستخدام. ولكن قبل أن يصل الصاروخ إلى الفضاء ، هناك حاجة إلى خوارزمية واضحة من الإجراءات التي تنظم كيفية منع نيزك من السقوط على الأرض: ما إذا كان سيتم إسقاط النيازك أو تسليمها من أجل استخراج المواد باهظة الثمن ، والتي نحن جميعا مهتمون بها. وهذا يتطلب اتفاقات دولية ، والتعاون في هذا الاتجاه مهم وواعد.
- هل يمكن أن تحصوا مشاريع الجامعة التي تهدف إلى الحماية من الكويكبات؟
- نقوم حاليًا بتطوير مركبة فضائية لتسليم حمولات إلى الكويكب. ستكون قادرة على ترك الشحنة على الكويكب أو العودة معها (يمكن أن تكون أدوات وأجهزة مختلفة). يتم تنفيذ هذا المشروع كجزء من التدريب على المشروع الذي تم إطلاقه في جامعة جنوب الأورال. مكتب تصميم الشباب في جامعة جنوب الأورال الحكومية «الكويكب» يعمل أيضا على ذلك. لحماية الأرض ، من الضروري تدمير الكويكب أو تغيير مسار حركته. بالإضافة إلى ذلك ، قد تنشأ مهمة الهبوط عليها من أجل استخراج المواد باهظة الثمن التي تشكل الكويكب. ولكن لهذا من المهم معرفة أي المعادن أو المواد الموجودة ، وعلى أي مسار يتحرك الكويكب.
- ما هي مركبة الاطلاق كورونا القابلة لإعادة الاستخدام ومنصة الفضاء العالمية؟ ما هي الأهداف الرئيسية والمزايا التنافسية؟
- ارتفاع الصاروخ بأكمله 30.5 متر ، وهو يساوي تقريبًا ارتفاع المبنى المؤلف من عشرة طوابق. قررنا تطوير اتجاه يجمع بين المركبة الفضائية ومنصة الفضاء وسيارة الإطلاق Korona أحادية المرحلة ، بدءًا من محركاتها الخاصة والعودة بالكامل إلى موقع الإطلاق على نفس المحركات. لا يوجد شيء من هذا القبيل في العالم حتى الآن. اليوم ، من الممكن إرجاع مرحلة واحدة فقط من صاروخ متعدد المراحل ، لكن الصاروخ بأكمله على محركاته الخاصة لا يعود ، وبصفة عامة ، يمكنه القيام برحلة واحدة فقط. الفرق الأساسي بين مركبة الإطلاق المستقبلية هو أنها قابلة لإعادة الاستخدام بالكامل وتتألف من خطوة واحدة فقط. هذه التكنولوجيا المبتكرة سوف تسمح لك بالتخلي تماما ، بما في ذلك نزول المظلة. سيتخطى مجمع الفضاء الروسي في نواح كثيرة النظير الأمريكي لـ Ilon Mask Falcon-9. في المقابل ، لن يكون للصاروخ الروسي القابل لإعادة الاستخدام خطوات قابلة للفصل ، بل إنه في الواقع مركبة فضائية واحدة للإقلاع والهبوط الناعم. ستوصل المركبة الفضائية إلى مدار الأرض ، وتعمل في الوضع التلقائي. وفقًا لحساباتنا ، ستكلف مركبة الإطلاق كورونا ثلاث مرات على الأقل أرخص من نظيرتها الأجنبية.
يحتوي الصاروخ على مقصورة يوجد بها منصة فضائية عالمية يمكنها أن تؤدي بشكل مستقل وظيفة توصيل الأجسام إلى كويكب أو مساحة عميقة أو مساحة قريبة من الأرض.
- كيف يتم توصيل منصة الفضاء العالمية بمركبة الإطلاق؟ كيف ستؤدي خدماتها ومانوع هذه الخدمات؟
- يترك الصاروخ الأرض ، ويصل إلى مدار قريب من الأرض ويضع المنصة في المدار المطلوب. بعد ذلك ، ستعود إلى الأرض لتطير مرة أخرى لاحقًا ، وإذا لزم الأمر ، لاستلام المنصة التي أكملت مهامها. يمكن أن تذهب المنصة إلى الفضاء السحيق أو إلى كويكب او ايصال مركبة فضائية إليه. من المفترض أنه يقترب من مسافة قريبة إلى حد ما من الكويكب ، حوالي 100 كيلومتر. بعد ذلك ، تبدأ المركبة الفضائية منها ، والتي ستهبط على الكويكب. بعد الانتهاء من عمله ، يترك الكويكب ويعود إلى المنصة ، والتي ستقوده إلى مدار الأرض المنخفض. سوف تنتظرها مركبة الإطلاق «الصاروخ الحامل كارونا» هناك ، والتي ستوصل المنصة والمركبة الفضائية إلى الأرض.
- كيف تتم عودة صاروخ كورونا إلى الأرض؟
عندما يطلق الصاروخ المنصة في الفضاء ، فإنه يحتاج إلى العودة إلى الأرض. إنها تلتف لتبطئ ، ثم يجب أن تدخل "مقدمتها" إلى الطبقات الكثيفة من الغلاف الجوي. ترتفع حرارة سطح الصاروخ عندما يتحرك في القسم الجوي ، لذلك يدور حول محوره. يتم إجراء الفرامل بسبب المحركات والديناميكا الهوائية لتأثير تدفق الهواء المقبل ، يتم ضبط مسار التخفيض بواسطة محركات الصواريخ ذات الدفع الصغير. في النهاية ، تهبطت في نفس المكان الذي انطلقت منه ، مستخدمةً نفس المحركات كما في إطلاقها. ثلاثة صواريخ يومية تكفي لعمليات الإطلاق اليومية. في الوقت نفسه ، يمكن اباقاء بالاحتياط«صاروخي كارونا» إضافيين في حالة ظهور مهام إضافية أو الحاجة إلى حماية الأرض من نيزك.
- هل تجذب خبراء العالم قضايا الفضاء إلى تشيليابينسك للمساعدة في حل هذه المسائل؟
- حاليا ، يتم التخطيط لهذا التعاون في اتجاه المواد المركبة. هذه هي المواد الهيكلية خفيفة الوزن عالية القوة. قد يكون شريكنا الرئيسي في هذا الاتجاه هو «كومبازيت» مؤسسة علوم المواد الرائدة التابعة لـ«وكالة الفضاء الروسية». النهج المعتاد في الصواريخ هو التخلص منها ، لذلك يتم استخدام مواد خفيفة وقوية للبنى ، والمتانة ، في هذه الحالة. بالنسبة لصاروخ جديد ، نحتاج إلى مواد قوية وخفيفة بالإضافة إلى مواد متينة.
- في أي مرحلة يتم التطوير الآن ومتى سيتم تقديم النموذج الأولي لمركبة الإطلاق ومنصة الفضاء العالمية؟ في أي عام يتم التخطيط لإطلاق التطوير حيز التنفيذ ومتى سيتم تنفيذ الإطلاق الأول؟
- لقد مررنا بمرحلة الاقتراح الفني ، والآن تم تطوير 3 نسخ من المركبات الفضائية. إذا بدأنا العمل في عام 2020 ، فيجب أن يكون النموذج الأولي لمركبة الإطلاق جاهزًا في عام 2028. من المخطط تطوير المنصة لمدة 5 سنوات وللمجمع بأكمله - 8 سنوات. وفقًا للجدول الزمني المخطط ، يمكن تحديد مواعيد اختبارات مركبة الإطلاق في عام 2026 ، ومع ذلك ، سيتم إجراء أول رحلة في وقت مبكر ، ولكن باستخدام النماذج ، أي نسخ مخفضة. أولاً ، يتم إنشاء النماذج واختبارهم ، ثم مركبات الإطلاق كاملة الحجم.
- هل ستبدأ الجامعة في إعداد متخصصين للعمل مع «الصاروخ الحامل كارونا» أو لإنشائه؟
- الآن لا يوجد مثل هؤلاء المتخصصين بعد ، نظرًا لوجود خصوصية معينة ، في المستقبل ، إذا لزم الأمر ، سنقوم بتدريب المتخصصين للعمل مع كورونا.
- ما هو تأثير تنفيذ هذا المشروع على تطوير العلوم الروسية والعالمية؟
- نحن بحاجة إلى محركات جديدة ، مواد جديدة ، تصميمات جديدة منها ، أنظمة تحكم. في هذا الصدد ، يشارك عدد كبير من المتخصصين من مختلف المجالات: علماء الرياضيات ، الفيزيائيين ، التكنولوجيين ، المهندسين ، وعلماء المواد ، بالإضافة إلى المشاركين في قياس ومعالجة البيانات الضخمة. يجب أن تكون مركبة الإطلاق «الصاروخ الحامل كارونا» مزودة بأجهزة استشعار ذكية مختلفة وأجهزة استشعار تشخص نفسها ، بالإضافة إلى تشخيص الصاروخ. يتحققون من دقتهم ويصفون حالة الصاروخ ومحركاته وجميع العناصر. هذه هي المهمة الكبيرة لقياس ومعالجة البيانات الكبيرة. بشكل عام ، هذا نموذج جديد لتطوير صناعة فضاء غير مأهولة ، وسيؤثر هذا المجال على العديد من مجالات المعرفة العلمية.
فيكتوريا ماتفييتشوك ، أكسانا كوفاكينا ، تصوير: أوليغ إيغوشين