تصميم صاروخي جديد يعمل بالبلازما يمكن أن يجعل المحركات الصلبة قابلة لإعادة التشغيل
تعمل شركة Aerospace Corporation على تطوير مفهوم لمحرك صاروخي صلب قابل لإعادة التشغيل (RSRM)، وهو تكوين الدفع الذي طرح منذ فترة طويلة صعوبات هندسية لأن المحركات الصلبة التقليدية تحترق بشكل مستمر بمجرد إشعالها ولا يمكن خنقها أو إيقاف تشغيلها في منتصف الرحلة. ولحل هذه المشكلة، تتعاون شركة الفضاء الجوي مع جامعة جنوب كاليفورنيا (USC) وكلية الدراسات العليا البحرية (NPS). إنهم يبحثون في استخدام آلية تفريغ البلازما النبضية النانو ثانية (NPPD) للتغلب على قيود الاستخدام الفردي لمحركات الصواريخ الصلبة التقليدية. NPPD هو نوع من البلازما ذات درجة الحرارة المنخفضة التي يتم إنشاؤها بواسطة نبضات كهربائية عالية الجهد قصيرة جدًا (عادةً أقل من 100 نانو ثانية). لقد أثبت فائدته في تعزيز الاحتراق. تبحث الجهود البحثية فيما إذا كان NPPD يمكنه تعزيز محركات المركبات الفضائية الكيميائية التقليدية التي تعتمد على الاحتراق لتوليد الدفع. لماذا تعتبر قابلية إعادة التشغيل مهمة للدفع الصلب تُفضل المحركات الصاروخية الصلبة بسبب بساطتها، وعمرها الافتراضي الطويل، ونسبة الدفع إلى الوزن العالية. على عكس المحركات التي تعمل بالوقود السائل، فهي لا تحتوي على مضخات توربينية، أو خطوط دافعة، أو مجموعات صمامات معقدة، مما يجعلها قوية ميكانيكيًا. وكانت المقايضة دائما هي السيطرة: بمجرد اشتعال الحبوب الدافعة، يستمر الاحتراق حتى نفاد الوقود. بالنسبة للبعثات التي تتطلب فترات احتراق متعددة، مثل إدخال المدار متبوعًا بركلة الأوج اللاحقة، فقد دفع هذا القيد المصممين تاريخيًا نحو الأنظمة السائلة أو الهجينة. سيحتفظ المحرك الصلب القابل لإعادة التشغيل بالبساطة الميكانيكية للمواد الصلبة التقليدية مع استعادة بعض المرونة التشغيلية المرتبطة بالمحركات السائلة. يعد هذا المزيج جذابًا بشكل خاص لمشغلي الأقمار الصناعية الصغيرة، الذين لا يستطيعون عمومًا تحمل تعقيد المرحلة العليا من الوقود الدفعي السائل ولكنهم ما زالوا بحاجة إلى أكثر من دفعة واحدة من نظام الدفع الخاص بهم. وقال أليخاندرو إل. بريسينو، رئيس المشروع وكبير العلماء في قسم تكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة في الفضاء الجوي: “سيزيد هذا التقدم بشكل كبير من قدرة أقمارنا الصناعية على المناورة وقدراتها لدعم حكومتنا وشركائنا التجاريين”. ويقول أيضًا: “من خلال الاستفادة من البوليمرات السائلة الأيونية، قمنا بإنشاء نظام فعال في استهلاك الوقود يستفيد من إمكانات غير مسبوقة، مما يؤثر على طول عمر المهمة، والقدرة على التكيف، والاستدامة. ويجمع البوليمر السائل الأيوني بين الاستقرار الحراري للسوائل الأيونية والمرونة الميكانيكية للبوليمرات، مما يسمح للوقود بالبقاء مستقرًا ونشطًا كهروكيميائيًا عبر نطاق واسع من درجات الحرارة”. الوضع الحالي، قام فريق البحث حاليًا بتصميم جهاز دفع لإثبات المفهوم يشتمل على تقنية NPPD. يستخدم الجهاز نبضات بلازما قصيرة يتم التحكم فيها إلكترونيًا، والتي تتطلب الحد الأدنى من الطاقة. التصميم متعدد الاستخدامات للوقود، مما يسمح بتخصيص الوقود الدافع لمتطلبات مهمة محددة. كما أنها لا تستخدم أوعية الضغط، مما يسهل بناء الأجهزة البسيطة. بالإضافة إلى ذلك، فإن شكله المدمج سيسهل التكامل في مجموعة واسعة من المنصات الفضائية، بدءًا من CubeSats إلى المركبات الفضائية الكبيرة. ووفقا لشركة الفضاء، فإن نتائج الأبحاث المبكرة مشجعة وتشير إلى تحقيق تقدم ملموس في التحكم في دفع الصواريخ الصلبة. العمل حاليًا في المرحلة التجريبية في بيئة معملية. ومع النضج التكنولوجي، يمكن لبرنامج NPPD تمكين المركبات الفضائية من المشاركة بشكل أكثر فعالية في المهام متعددة المراحل، والمناورات المدارية، وتصحيحات المسار في الفضاء السحيق.
تم النشر: 2026-06-01 19:09:00
