الفضاء: كيف تستعد بريطانيا للعودة لإطلاق الصواريخ والأقمار الصناعية؟

في البداية، أُطلقت معظم الأقمار الصناعية في مدار ثابت بالنسبة للأرض، والذي يبقى عند نقطة ثابتة فوق الأرض. ولتحقيق ذلك بكفاءة، من الأفضل الانطلاق شرقاً، بالقرب من خط الاستواء، للحصول على أعلى معدل دوران ممكن.

يقول سكوت هاموند، مدير العمليات في مركز شيتلاند للفضاء: “تدور الأرض عند خط الاستواء حوالي 1400 قدمًا في الثانية، وفي اسكتلندا حوالي 800 قدم في الثانية. فإذا كنت عند خط الاستواء، وتريد أن تذهب إلى موقع ثابت بالنسبة للأرض، فهذه هي كل الطاقة الحرة التي تدفعك للخارج”.

وفي الوقت الحاضر، تستخدم معظم الأقمار الصناعية التجارية مدارًا أرضيًا منخفضًا؛ ارتفاع يتراوح بين 200 و2000 كيلومتر (124 إلى 1240 ميلاً). وبدلاً من البقاء في موقع ثابت، تدور هذه الأقمار الصناعية حول الأرض عدة مرات في اليوم. وتُستخدم عادةً لرصد الأرض، أو (إذا كانت متصلة بشبكة مع أقمار صناعية أخرى) للاتصالات.

ويمكن وضع الأقمار الصناعية الموجودة في مدار أرضي منخفض في مدار قطبي، وتنتقل من الشمال إلى الجنوب بدلاً من الغرب إلى الشرق. وللوصول إلى المدار القطبي، سيكون الانطلاق من خط الاستواء عائقًا، إذ يجب التغلب على معدل الدوران. وهذا يجعل المملكة المتحدة موقع إطلاق أكثر جاذبية.

يذكر أن معدل الدوران هو السرعة التي يدور بها الجسم. وكما هو الحال مع العجلة إلى حد كبير، كلما ابتعدت عن مركز محور الدوران، زادت سرعتك. ونظرًا لأن اسكتلندا أقرب كثيرًا إلى القطب الشمالي منها إلى خط الاستواء، فإن معدل الدوران سيكون أقل.

ومع خصخصة السفر إلى الفضاء، لم يعد الأمر يقتصر على الحكومات الغنية بالموارد. في الماضي، أُطلقت أقمار صناعية ضخمة من قبل الوكالات الحكومية. وفي الوقت الحاضر، أصبحت التكنولوجيا أصغر بكثير، بحيث تقدم شركات مثل “سبيس إكس” و”فيرجين غالاكتيك” إمكانية إطلاق الأقمار الصناعية. ومع ذلك، لا تزال هذه الشركات بحاجة إلى مكان لإطلاق الأقمار الصناعية منه.

وعندما يفكر الناس في موانئ الفضاء، فإنهم قد يفكرون في الصور الأيقونية من برنامج أبولو الفضائي، وإطلاق صواريخ ضخمة من مركز كينيدي للفضاء. لكن الموانئ الفضائية التي تخطط لها المملكة المتحدة ستكون مختلفة تمامًا. وستقدم المواقع في جميع أنحاء بريطانيا العظمى مجموعة متنوعة من خدمات الإطلاق.

يقول هاموند: “نحن لا نبني شيئا مثل قاعدة كيب كانافيرال الأمريكية، فأكبر صاروخ سيكون حوالي 30 مترًا (100 قدم) – إنه مثل السمكة الصغيرة مقارنة بما يجري إطلاقه في كيب كانافيرال!”

وستركز كل موانئ الفضاء هذه على إطلاق أقمار صناعية صغيرة في الفضاء. يقول ميك أوكونور، مدير برنامج في ميناء “بريستويك سبيسبورت” الفضائي: “الطلب يفوق العرض بكثير في الوقت الحالي. ما ستفعله الموانئ الفضائية في المملكة المتحدة هو تمكين شركات الأقمار الصناعية الصغيرة بشكل فعال من نقل أقمارها الصناعية إلى الفضاء”.

وستوفر موانئ الفضاء على الساحل الشمالي وشتلاند قدرة إطلاق رأسية، بحيث يجري إطلاق الصواريخ عموديًا من الأرض. وسيُمكن هذا من إطلاق مدار قطبي، مع الحد الأدنى من المخاطر على المراكز السكانية. وستقدم موانئ الفضاء على الساحل الغربي والجنوبي خدمات الإطلاق المساعدة، والمعروفة باسم عمليات الإطلاق الأفقية، وستتمركز في المطارات الحالية.

وتعمل العديد من البلدان أيضًا على تطوير موانئها الفضائية، لكن بعض البلدان تفكر في خيارات أخرى لمنصات الإطلاق الخاصة بها، فألمانيا، على سبيل المثال، تدرس استخدام منصات النفط كمنصة لإطلاق الصواريخ، بينما أطلقت روسيا في السابق صواريخ من سفينة.

ويتمثل أحد التحديات الأساسية عند إطلاق الصواريخ من الأرض في التحكم في قوة الانفجار الناتجة عن محركات الصاروخ. وجرى تخفيف ذلك في البداية عن طريق خندق اللهب، الذي يحتوي على منحدر يوجه الطاقة بعيدًا عن الصاروخ.

يقول هاموند: “يجب أن يكون هذا مصمما بدقة فائقة للغاية. ما لا تريد حدوثه حقًا هو أن تنخفض هذه الانبعاثات ثم ترتد، وعندئذ ستحدث جميع أنواع المشكلات الممكنة”.

ويجري الآن دعم معظم الصواريخ التي تُطلق من الأرض على كرسي معدني مرتفع يبلغ ارتفاعه خمسة أمتار (16.5 قدمًا)، مع وجود الماء تحته. وهذا يسمح بتحويل الطاقة الناتجة عن تدفق الصاروخ إلى بخار مع تبخر الماء.

يقول هاموند: “عندما ترى الإطلاق، فإن ما يبدو وكأنه دخان هو في الواقع بخار. إنه في الواقع حرق نظيف للغاية لأنه مجرد أكسجين سائل. لا يساعد هذا في كبت الصوت فحسب، لكنه يساعد أيضًا في حماية الخرسانة والمعدن”.

والصواريخ هي أدوات حساسة يجب إطلاقها في ظروف مناخية مثالية. وبالإضافة إلى المخاوف بشأن الرياح القوية والأمطار، فإن الصواريخ تكون عرضة للكهرباء الساكنة في الغلاف الجوي، فعندما تتحرك الصواريخ بسرعة، فإنها تولد كهرباء ثابتة. ونظرًا لأن الصاروخ رقيق جدًا، نظرًا لضرورة أن يكون خفيف الوزن، فيمكن أن تتسبب هذه الكهرباء الثابتة في حدوث مشكلات في الأنظمة الموجودة على متن الصاروخ، وفي أسوأ الحالات يمكن أن تؤدي إلى حدوث انفجار.

وتُنفذ عمليات الإطلاق المساعدة، كما يوحي اسمها، كجزء من العمليات التي تحدث عندما يكون الصاروخ في طريقه إلى الغلاف الجوي، وقبل إطلاقه في الفضاء. وتعد الطريقة الأكثر شيوعا هي استخدام طائرة، إذ يُحمل الصاروخ إلى مسافة 10 كيلومترات (6.2 ميلا)، مربوطًا تحت جناح طائرة بوينغ 747، قبل فصله وإطلاقه في الفضاء. وتتمثل إحدى مزايا عمليات الإطلاق المساعدة في أنها تلغي المخاوف بشأن ظروف الرياح الجوية المنخفضة، إذ يجري إطلاق الصاروخ فوق طبقة السحب.

وستُقدم خدمات الإطلاق هذه من المطارات الحالية التي ستوسع مرافقها ببساطة لتشمل خدمات الإطلاق الفضائي في عملياتها الحالية.

تقول ثورب: “في حال الحصول على رخصة ميناء فضاء، يمكننا أن نطلق الصواريخ غدا. نحن نقوم ببعض الأنشطة لحماية الموقع في المستقبل: توسيع بعض أجزاء منه بشرائح ومنصات دوران، فقط من أجل الكفاءة والأمان. لدينا أحد أطول المدارج في المملكة المتحدة، بطول 2744 مترًا (9055 قدمًا). ونحن مستعدون للانطلاق”.

ومع ذلك، لا يدعم الجميع بناء موانئ فضائية، فقد أثارت وكالة حماية البيئة الأسكتلندية مخاوف بشأن إدارة ما يعرف بـمادة “خث الوقود” في ميناء الفضاء المقترح في جزيرة “أنست”، بسبب مخاوف من أن تجف هذه المادة ويترشح الكربون المخزن فيها إلي الغلاف الجوي. كما كانت هناك مخاوف أيضا بشأن الضوضاء.

ومع ذلك، رفض القضاء مؤخرًا الاعتراضات ضد إقامة ميناء ساذرلاند الفضائي المقترح، لأن هذه الاعتراضات لم يكن لها أساس كافٍ.

وعلى الرغم من أن موانئ الفضاء هذه مثيرة للجدل، إلا أنها ستعمل كأساس يمكن أن يبنى عليه اهتمامنا المتجدد بالفضاء، وهو ما يسمح للمملكة المتحدة مرة أخرى بوضع المركبات الفضائية في المدار.