لقد انتقلت محركات أرتميس 1 RS-25 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 ، ودفع 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 رفع أكثر من 57320 رطلاً (26 طنًا متريًا) من البضائع والطاقم إلى القمر. يمكن أن تشهد التكوينات المستقبلية ارتفاع الصاروخ بمقدار 99208 رطلاً (45 طنًا متريًا). إنها أعجوبة هندسية – على الأقل نأمل ذلك – مع رحلتها الأولى المقرر إجراؤها يوم السبت في الساعة 2:17 مساءً بالتوقيت الشرقي. ولكن مع قيام ناسا بقفزة جريئة في عالم عصر أرتميس والتسلسل المستمر للمهام المعقدة بشكل متزايد إلى البيئة القمرية ، من المهم أن نتذكر أن SLS هو صاروخ جديد مصنوع من مجموعة من الأجزاء القديمة.

إن مركبة الإطلاق ذات الرفع الثقيل المتكاملة هي مزيج مرتب من أنظمة الإطلاق السابقة لوكالة ناسا ، وخاصة مكوك الفضاء ، الذي تقاعدت الولايات المتحدة في عام 2011. في الواقع ، مكونات من 83 مهمة مكوك فضائي تم تجميعها معًا لبناء SLS وكبسولة طاقم Orion. وهي تستخدم محرك مكوك الفضاء الرئيسي ، المعروف الآن باسم محرك RS-25 ، الذي بناه Aerojet Rocketdyne ، بينما تم أيضًا استعارة معززين صاروخيين ممتدين من المكوك. وجد المحرك الذي سبق له المناورة بالمكوك طريقه أيضًا إلى Orion.

ككونجرس أخبر ناسا في عام 2010 ، كان من المقرر بناء الصاروخ وكبسولة الطاقم الجديدة باستخدام “مكونات مشتقة من مكوك الفضاء … تستخدم أنظمة الدفع الحالية للولايات المتحدة ، بما في ذلك محركات الوقود السائل ، والدبابات الخارجية أو القدرة المتعلقة بالدبابات ومحركات الصواريخ الصلبة. . ” مع وضع ذلك في الاعتبار ، وعدم الرغبة في إهدار الأجهزة الجيدة التي أثبتت جدواها في الطيران ، قامت ناسا بتجريد المكوكات المتقاعدة من محركاتها الرئيسية وتخزينها لحفظها. كان هذا يتماشى مع التوجيه للاستفادة الجيدة من الأجهزة التراثية عند إنشاء SLS ، “لتوفير التكلفة وتسريع الجدول الزمني ،” تبعا لوكالة الفضاء.

لا شك في أن RS-25 قوية وموثوقة. تمت ترقية المحركات خمس مرات على مدار برنامج المكوك ، وخلال هذه الفترة شاركوا في 135 مهمة ، واشتعلوا عبر أكثر من 3000 عملية تشغيل ، وظلوا مشغولين على مدار مليون ثانية خلال كل من الاختبارات الأرضية وعمليات الطيران. في المجموع ، جمعت وكالة ناسا مخزونًا من 16 محركًا RS-25D من برنامج Shuttle لدعم أول أربع بعثات SLS. من بين هذه المحركات الستة عشر ، اثنان فقط لم يذهبا إلى الفضاء مطلقًا.

تم تجهيز مكوك الفضاء بثلاثة محركات RS-25 ، في حين أن SLS بها أربعة محركات. يتم تشغيل المحركات الأربعة بواسطة الهيدروجين السائل والأكسجين السائل ، وهي مرتبة 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 قوة الدفع المقدرة (491000 رطل دفع فراغ) ، ولكن بالنسبة لـ SLS ، تم تعديل هذه المحركات بحيث تعمل بنسبة 109٪ من الدفع المقنن (512000 رطل دفع فراغ) ناسا يقول.

وفقًا لوكالة ناسا ، “بالنسبة إلى SLS ، ستواجه المحركات ضغوطًا ودرجات حرارة متزايدة لمدخل الوقود”. “بالإضافة إلى ذلك ، يتلقى المخزون الحالي 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 ذات خبرة كبيرة. للرحلة الافتتاحية لـ SLS ، ستستخدم ناسا محركات E2045 و E2056 و E2058 و E2060. في المجموع ، شاركت هذه المحركات الأربعة في 21 رحلة مكوكية على مدى ثلاثة عقود.

المحرك الأول ، E2045 ، هو الأكثر خبرة بين المجموعة ، حيث طار في 12 مهمة مكوكية. حلقت لأول مرة في يناير 1998 خلال مهمة STS-89 ، بينما حدثت رحلتها المكوكية الأخيرة في يوليو 2011 خلال مهمة STS-135. اختبر رائد الفضاء جون جلين قوة E2045 مباشرة في عام 1998 عندما طار كجزء من 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 من بين المجموعة ، حيث طار في ثلاث بعثات ، بما في ذلك STS-135 – مهمة المكوك النهائية.

إنه ذلك 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 تتبع المشكلة لاحقًا إلى جهاز استشعار معيب. كما قال جون بلفينز ، كبير مهندسي SLS ، 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 تنهار المرحلة الأساسية في المحيط الهادئ (ستصطدم المعززات الجانبية بالمحيط الأطلسي). بمجرد استنفاد ناسا مخزونها من محركات RS-25D ، ستتحول وكالة الفضاء إلى محركات RS-25E يجري بناؤها حاليا بواسطة Aerojet Rocketdyne. ستكلف المحركات الجديدة حوالي 30٪ أقل من المحركات السابقة وتوفر 111٪ من قوة الدفع المقدرة (521.000 رطل دفع فراغ).

ناسا بحاجة إلى SLS لمهام Artemis القادمة إلى القمر. سيلعب نظام الرفع الثقيل دورًا رئيسيًا خلال Artemis 2 ، حيث ستغامر كبسولة Orion المأهولة بالقمر وتعود في أواخر عام 2024 ، وكذلك 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 من المتوقع 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 ، تبعا لجمعية الكواكب. ولكن لتشغيل SLS ، يقدر المفتش العام لوكالة ناسا أنه سيكلف ناسا ما يزيد عن 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. “

تسعى ناسا من خلال برنامج Artemis الخاص بها إلى عودة دائمة ومستدامة إلى القمر. ومع ذلك ، إذا حدث هذا ، فستحتاج ناسا إلى كبح جماح التكاليف الباهظة.