Astrobotic تدفع مفهومًا تجريبيًا للمحرك إلى مدى أبعد
تقول Astrobotic إنها أكملت جولة ناجحة من الاختبارات لمحرك Chakram، وهو محرك صاروخي بتفجير دوّار تعتقد الشركة أنه قد يزوّد في نهاية المطاف الهبوط القمرية المستقبلية والمركبات شبه المدارية بالطاقة. وأعلنت الشركة، ومقرها بيتسبرغ، أن العمل نُفذ في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لناسا، حيث أُشعل نموذجان أوليان للمحرك لمدة إجمالية بلغت 470 ثانية.
وكان الرقم الأبرز في الحملة هو احتراق واحد استمر 300 ثانية. ووفقًا لـ Astrobotic، كانت هذه أطول مدة احتراق حتى الآن لهذا النوع من المحركات. كما قالت الشركة إن المحركات ولّدت أكثر من 4,000 رطل-قوة من الدفع خلال الاختبارات، ولم تُظهر أي دليل على حدوث أضرار بعد عمليات الإشعال.
هذا مهم لأن محركات الصواريخ ذات التفجير الدوّار، التي تُختصر غالبًا إلى RDRE، ظلت تُعامل منذ مدة طويلة على أنها معدات واعدة لكنها صعبة التنفيذ. وهي مصممة حول موجة تفجير تتحرك داخل المحرك بسرعة تفوق سرعة الصوت. نظريًا، يمكن لهذه البنية أن تقدم أداءً أفضل من محركات الصواريخ التقليدية، بما في ذلك نبض نوعي أعلى ونسب دفع إلى وزن أقوى. أما عمليًا، فقد أبقت تحديات التحكم والاستقرار هذه التكنولوجيا إلى حد كبير في المجال التجريبي.
لماذا يُعد احتراق 300 ثانية مهمًا
تُعد مدة الاختبار من أوضح الإشارات في إعلان Astrobotic. فعمليات الإشعال القصيرة والناجحة مفيدة في تطوير أنظمة الدفع، لكن فترات الاحتراق الأطول تبدأ في الكشف أكثر عن الأداء الحراري، والمتانة الميكانيكية، وكيفية تصرف المحرك خلال التشغيل المستمر. ولا تجعل مدة تشغيل تبلغ 300 ثانية محركات RDRE معدات طيران اعتيادية بين ليلة وضحاها، لكنها تشير إلى أن الشركة تتجاوز الآن عروض إثبات الفكرة القصيرة.
وقالت Astrobotic أيضًا إن مستوى الدفع الذي تحقق في الحملة كان من بين الأعلى المعلن عنه حتى الآن لمحرك RDRE. وهذا يمنح الإعلان وزنًا يتجاوز كونه مجرد إنجاز مخبري. فاختبارات الدفع العالي والمدة الطويلة هي بالضبط المزيج المطلوب إذا أُريد لهذه التكنولوجيا أن تنتقل من مجرد فضول بحثي إلى شيء يمكن دمجه في مركبات حقيقية.
وتعكس صياغة الشركة نفسها هذا الطموح. فهي لا تنظر إلى Chakram كونه مشروعًا علميًا منفصلًا، بل كعتاد دفع قد يكون له دور في النسخ اللاحقة من مركبة الهبوط القمرية Griffin وفي الأنظمة شبه المدارية المستقبلية. وهذا يجعل سلسلة الاختبارات مهمة استراتيجيًا لـ Astrobotic نفسها. فاختراقًا في مجال الدفع يمكن تصنيعه بتكلفة معقولة ويُطير بصورة موثوقة سيعزز خططها القمرية وخططها المرتبطة بالإطلاق بالقرب من الغلاف الجوي على حد سواء.
الدعم من ناسا ساعد في دفع البرنامج إلى الأمام
قالت Astrobotic إن العمل على Chakram حظي بدعم من جائزتي NASA Small Business Innovation Research وبموجب اتفاقية Space Act مع NASA Marshall. واستخدمت الشركة عقود SBIR لاختبار تقنيات التصنيع الإضافي التي يمكن أن تساعد في إنتاج هذا النوع من المحركات.
يقول هذا الهيكل الداعم شيئًا مهمًا عن كيفية تقدم برامج الدفع المتقدمة في الولايات المتحدة. فالدعم الحكومي لا يموّل فقط العروض التوضيحية البارزة، بل يموّل أيضًا العمل التصنيعي التمكيني اللازم لتحويل مفاهيم المحركات غير المعتادة إلى معدات قابلة للتكرار. وتُعد تقنيات التصنيع الإضافي ذات صلة خاصة هنا لأن المحركات التجريبية غالبًا ما تنطوي على هندسات ومتطلبات حرارية يصعب التعامل معها بطرق التصنيع التقليدية.
وأكد فريق Astrobotic الحجم المتواضع للجهد، واصفًا إياه بأنه عمل نُفذ بواسطة مجموعة صغيرة وبميزانية محدودة. وهذا المزيج من الموارد المقيدة والأداء القوي في الاختبارات جزء من القصة. وهو يشير إلى أن بعض مجالات تطوير الدفع المتقدم تصبح أكثر قابلية للوصول إلى فرق تجارية صغيرة، خاصة عندما يساعد الدعم العام للبحث والتطوير على امتصاص المخاطر التقنية المبكرة.
ما التالي لتقنية RDRE
السؤال الأكبر هو ما إذا كانت محركات RDRE قادرة على الانتقال من اختبارات لافتة إلى خدمة طيران فعلية. ويشير النص الأصلي إلى أن هناك العديد من التجارب على محركات التفجير الدوّار لتطبيقات الفضاء والأنظمة فرط الصوتية، لكن القليل من الخبرة الفعلية في الطيران. ولا تزال هذه الفجوة هي التحدي المركزي. فالأداء الأرضي ضروري، لكن الاستخدام التشغيلي يتطلب القابلية للتكرار، والتحكم، والدمج في مركبات كاملة.
ويبدو أن Astrobotic تتعامل مع Chakram باعتباره أحد المرشحين لهذا الانتقال. وإذا أكدت التطويرات اللاحقة المتانة التي توحي بها هذه الاختبارات، فقد يصبح المحرك جزءًا من اتجاه أوسع نحو بنى دفع أكثر كفاءة للأنظمة الفضائية التجارية. وإذا لم يحدث ذلك، فستظل الحملة واحدة من أقوى العروض التوضيحية حتى الآن في مجال كان تقدمه فيه غالبًا تدريجيًا.
وفي كلتا الحالتين، تدفع النتائج الأحدث النقاش إلى الأمام. فالتشغيل طويل المدة، والدفع الملحوظ، وعدم الإبلاغ عن أضرار في المحرك ليست إثباتًا نهائيًا على أن التفجير الدوّار أصبح جاهزًا للمهام الروتينية. لكنها مع ذلك من نوعية الإنجازات التي تجعل من الأصعب تجاهل هذه التكنولوجيا باعتبارها تجريبية إلى الأبد.
إنجاز في الدفع وله تبعات تجارية
بالنسبة إلى Astrobotic، يأتي الإعلان في توقيت مفيد. فالشركة تقول إن مركبة Griffin القمرية من المقرر أن تقوم بأول رحلة لها في وقت لاحق من هذا العام، وقد أشارت بالفعل أيضًا إلى طموحات في المركبات شبه المدارية. ويمنح برنامج دفع يحقق نتائج مبكرة قوية بشكل غير متوقع الشركة سردية تقنية أخرى إلى جانب مجرد تسليم المهمات.
وبالنسبة إلى قطاع الفضاء الأوسع، تذكّر سلسلة الاختبارات بأن التقدم الكبير في مجال الدفع قد يأتي من جهات تجارية أصغر تعمل بالشراكة مع مرافق ناسا، وليس فقط من أكبر مزودي الإطلاق. ولم تثبت Astrobotic بعد أن Chakram سيطير. لكنها أثبتت أن أحد أكثر مفاهيم المحركات المتقدمة صعوبة في مجال الصواريخ يمكنه تحمل اختبارات أطول وأقسى مما توقعه كثير من المراقبين.
هذه المقالة تستند إلى تقرير من SpaceNews. اقرأ المقال الأصلي.
Originally published on spacenews.com