لطالما كان هدف الإنسان هو معرفة ما هو موجود على كوكبنا. لتكون قادرًا على التحقيق في كل هذا شخصيًا ، هناك صواريخ الفضاء. هو جهاز يتحرك في الهواء بسرعة عالية ويستخدم في المقام الأول كسلاح. ومع ذلك، فهو يخدم أيضًا في استكشاف الفضاء وتطوير التكنولوجيا مثل الأقمار الصناعية. إن تاريخ الصواريخ مثير للاهتمام ويكشف الكثير عن تطورنا التكنولوجي وأهمية الأقمار الصناعية في الاستكشاف العلمي.
لذلك ، سنخصص هذه المقالة لنخبرك بكل ما تحتاج لمعرفته حول الصواريخ الفضائية وكيفية عملها.
ما هي صواريخ الفضاء
تحتوي هذه الصواريخ عادةً على محرك نفاث (يسمى محرك صاروخي) يولد الحركة عن طريق طرد الغاز من غرفة الاحتراق. يمكن أيضًا دفعها عن طريق احتراق الوقود الدافع في أنبوب الإطلاق.
الصواريخ أيضًا نوع من الآلات ، بفضل محرك الاحتراق الداخلي ، يمكن أن يولد الطاقة الحركية اللازمة لتوسيع جزء من الغاز المتسرب عبر الأنبوب. لهذا السبب لديهم الدفع النفاث. غالبًا ما تسمى السفن الفضائية التي تستخدم هذا النوع من الدفع بالصواريخ.
وبمساعدة الصواريخ والمسبارات الاصطناعية والأقمار الصناعية، وحتى رواد الفضاء، يمكن إرسالهم إلى الفضاء الخارجي. وفي هذا المعنى، لا يمكننا أن ننسى وجود ما يسمى بالصواريخ الفضائية. هي آلة مجهزة بمحرك احتراق داخلي يقوم بتوليد الطاقة الحركية لتمدد الغاز من أجل الدفع النفاث. إن استخدام الصواريخ أمر ضروري لدراسة خردة الفضاء والتقدم في استكشاف الفضاء، وكذلك التحقيق في الأقمار الصناعية.
أنواع الصواريخ الفضائية
هناك عدة أنواع من الصواريخ الفضائية ، من أهمها:
- إذا أخذنا في الاعتبار عدد المراحل ، فسنجد صواريخ أحادية الطور، وتسمى أيضًا الصواريخ المتجانسة ، والصواريخ متعددة الأطوار. كما يوحي الاسم ، هناك عدة مراحل تحدث بالتسلسل.
- إذا أخذنا في الاعتبار نوع الوقود ، فسنجد صواريخ وقود صلب، حيث يتم خلط المؤكسد والوقود في الحالة الصلبة في غرفة الاحتراق ، وصواريخ الوقود السائل. هذا الأخير يتميز بأن المؤكسد والوقود الدافع يتم تخزينهما خارج الغرفة.
على مر التاريخ ، كانت هناك صواريخ مهمة لأنها أرسلت البشر بنجاح إلى الفضاء. نشير إلى ما يلي:
- Vostok-K 8K72K ، هذا هو أول صاروخ مأهول. تم تصنيعه في روسيا وكان مسؤولاً عن جعل يوري غاغارين أول شخص يصل إلى الفضاء.
- أطلس LV-3B. اجعل جون جلين أول صاروخ أمريكي يصل إلى مدار الأرض.
- زحل الخامس، الصاروخ الذي نقل نيل أرمسترونج ومايكل كولينز وباز ألدرين إلى القمر.
العنصر الناري الذي يحتوي على أنبوب من البارود يسمى أيضًا صاروخًا. يوجد فتيل في أسفل الأسطوانة: عندما يشتعل، يحترق ويخرج الغاز، مما يتسبب في ارتفاع الصاروخ بسرعة كبيرة حتى ينفجر في الهواء ويحدث ضوضاء عالية. إذا كنت مهتمًا بموضوع الصواريخ، فقد ترغب في معرفة المزيد عن تحدياتها استكشاف الفضاء التي نواجهها حاليا.
كيف يعملون
على الرغم من أن مبدأ تشغيل الصواريخ الفضائية معقد ، فإن المبدأ إنه نفس صواريخ أول صواريخ البارود التي نعرفها منذ عام 1232. وقد ظهرت في بعض سجلات الدفاع عن عاصمة مقاطعة خنان في القرن الثالث عشر. أدخل العرب الصواريخ لاحقًا إلى أوروبا في القرنين الخامس عشر والسادس عشر ، لكنها كانت تستخدم كأسلحة نارية في جميع أنحاء القارة حتى اختفت في القرن التاسع عشر.
تتبع الصواريخ الفضائية أساسًا قانون نيوتن الثالث ، مبدأ الفعل ورد الفعل. في الأساس ، يستخدمون محرك احتراق داخلي لتوليد الطاقة الحركية اللازمة لتمدد الغاز.
الاحتراق الكيميائي الناتج إنها قوية جدًا وستدفع الهواء للأسفل بقوة هائلة، كما هو منصوص عليه في قانون نيوتن الثالث: كل قوة تقابل قوة أخرى بنفس المقدار في الاتجاه المعاكس. بمعنى آخر، يدفع الهواء الصاروخ بنفس القوة التي يفرضها الغاز نحو الأسفل. عندما يتم طرد الغاز، فإن الطاقة التي تنتجها هذه العملية تتسبب في رد فعل لا يرفع الصاروخ فحسب، بل يسمح له أيضًا بالوصول إلى سرعات عالية جدًا. هذه الآلية مشابهة لمبادئ الكويكبات وحركتها في الفضاء.
صواريخ الوقود السائل
بدأ تطوير الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل في عشرينيات القرن الماضي. صنع جودارد أول صاروخ يعمل بالوقود السائل وأطلق في عام 1926 بالقرب من أوبورن ، ماساتشوستس. بعد خمس سنوات ، تم بناء أول صاروخ ألماني يعمل بالوقود السائل بمبادرة خاصة. في أواخر عام 1932 ، أطلق الاتحاد السوفيتي صواريخه لأول مرة.
كان أول صاروخ ناجح واسع النطاق يعمل بالوقود السائل هو الصاروخ الألماني التجريبي V-2 ، والذي تم تصميمه خلال الحرب العالمية الثانية تحت إشراف خبير الصواريخ فيرنر فون براون. تم إطلاق V-2 لأول مرة من قاعدة أبحاث Peenemünde في جزيرة يوزدوم في 3 أكتوبر 1942. في الجيل الأول من الصواريخ التي تعمل بالوقود السائل ، الرأس هو الجزء الذي يحمل الشحنة ، والذي يمكن أن يكون رأسًا حربيًا أو أداة علمية.
يحتوي الجزء القريب من الرأس عادةً على أجهزة توجيه ، مثل الجيروسكوبات أو البوصلات الجيروسكوبية أو مستشعرات التسارع أو أجهزة الكمبيوتر. يوجد أدناه خزانان رئيسيان: أحدهما يحتوي على وقود والآخر يحتوي على مادة مؤكسدة. إذا لم يكن حجم الصاروخ كبيرًا جدًا ، فيمكن توجيه كلا المكونين إلى المحرك عن طريق الضغط على خزان الوقود الخاص به باستخدام القليل من الغاز الخامل.
بالنسبة للصواريخ الكبيرة ، هذه الطريقة غير عملية لأن الخزان سيكون أثقل بشكل غير متناسب. لذلك ، في الصواريخ الكبيرة التي تعمل بالوقود السائل ، يتم الحصول على الضغط بواسطة مضخة تقع بين خزان الوقود ومحرك الصاروخ. نظرًا لأن كمية الوقود المراد ضخها كبيرة جدًا (حتى إذا كان محرك V-2 يحرق 127 كجم من الوقود في الثانية) ، فإن المضخة المطلوبة عبارة عن جهاز طرد مركزي عالي السعة يتم تشغيله بواسطة توربين غازي.
جهاز يتكون من توربين ووقودها ومضخة ومحرك وجميع المعدات ذات الصلة يشكل محرك صاروخ يعمل بالوقود السائل. مع ظهور رحلات الفضاء المأهولة ، تغيرت الحمولة وظهر عدد من الصواريخ ، مثل Mercury و Gemini و Apollo. أخيرًا ، من خلال مكوك الفضاء ، يتم دمج الصاروخ الذي يعمل بالوقود السائل وحمولته في وحدة واحدة.
