خاضت شركة فايرفلاي Firefly تجربة سابقة لإطلاق صاروخ ألفا التابع لها وكانت تلك المهمي تسمي حلم DREAM ، لكن واجهة محاول الإطلاق إخفاق انتهي بانفجار الصاروخ.

 

فيما يلي نستعرض تفاصيل المحاول الثانية والناجحة.

 

والرحلة التي تسمي Alpha Flight 2: To The Black هي ثاني رحلة عرض تقني لشركة فايرفلاي إيروسبيس Firefly والتي ستحاول إطلاق أقمار صناعية متعددة إلى مدار أرضي منخفض (LEO) من موقع الإطلاق (SLC-2) في قاعدة فاندنبرج للقوة الفضائية Vandenberg Space Force Base . سيتم إدخال الصاروخ ألفا Alpha أولاً في مدار نقل بيضاوي الشكل Elliptical Transfer Orbit ، ثم التحرك إلى الأوج Apogee ، وإجراء حرق دائري Circularization Burn .

 

• التوقيت: تبدأ نافذة الإطلاق الأساسية في يوم 30 سبتمبر 2022 م، من الساعة 12:07 صباحًا – 2:00 صباحًا بتوقيت المحيط الهادئ الصيفي ، مع نافذة احتياطية في الأول من أكتوبر ، من الساعة 12:01 صباحًا – 2:00 صباحًا بتوقيت المحيط الهادئ الصيفي.

 

• الموقع Location في: مجمع الإطلاق الفضائي Firefly SLC-2 ، في قاعدة فاندنبرج للقوة الفضائية ، كاليفورنيا.

 

• ارتفاع Altitude المدار: 300 كم

 

• الميل Inclination هو: 137 درجة

.

.

حمولات الأقمار الصناعية Satellite Payloads

 

المعلمين في الفضاء – الصفاء Teachers in Space — Serenity

 

• الفئة Class هي: قمر مكعب CubeSat بحجم 3U .

 

• الأبعاد Dimensions تساوي: 32 سم × 10 سم × 10 سم

 

• الكتلة Mass تساوي: 1.67 كجم

 

المهمة: جمع بيانات الرحلة Flight Data أثناء المهمة وإتاحتها للمجتمع التعليمي لتحليلها ومقارنتها بالبيانات التي تم جمعها عن الرحلات والمركبات الأخرى.

 

البيانات النموذجية التي تم جمعها: الضغط الجوي Atmospheric pressure ودرجة الحرارة Temperature والإشعاع Radiation عبر زوج متطابق من عدادات جايجر Geiger counters ، أحدهما ملفوف في مادة تجريبية للحماية من الإشعاع ، والآخر غير مغلف.

.

القمر الصناعي NASA TechEdSat-15

 

• الفئة Class هي: قمر مكعب CubeSat بحجم 3U .

 

• الأبعاد Dimensions تساوي: 34 سم × 10 سم × 10 سم

 

• الكتلة: 4.15 كجم.

 

المهمة: القمر الصناعي TechEdSat-15 عبارة عن قمر مكعب بحجم ثلاث وحدات ويزن 9.1 رطل وتحمل تجارب يجري تطويرها في سلسلة تطوير الرحلات الجوية السريعة التي تسمي ورشة النانو المدارية Nano-Orbital Workshop (NOW) التابعة لـ TechEdSat .

 

التجربة الأساسية للقمر TechEdSat-15 هي نسخة من فرامل exo-brake مصممة للبقاء على قيد الحياة في بيئات ذات درجات حرارة أعلى بكثير – عدة مئات من الدرجات – مقارنة بالرحلات السابقة. سيوضح الخطوة التالية لتطوير قدرة الأقمار الصناعية النانوية Nanosatellites على استهداف نقطة دخول Entry Point إلى الأرض.

 

المكابح الخارجية Exo-Brake هي عبارة عن جهاز يطبق قوة السحب Drag (مقاومة التيار الهوائي) في الغلاف الخارجي للأرض – في أعلى منطقة في الغلاف الجوي – لإبطاء سرعة هبوط القمر الصناعي وتغيير اتجاهه. ستسمح هذه التجربة للقمر الصناعي بالبقاء على قيد الحياة بالقرب من ذروة التسخين Peak Heating ، والحفاظ على القياس عن بعد Telemetry ، وتقييم الديناميكيات مع دخول النظام إلى الجزء العلوي من الغلاف الجوي.

 

هناك تجربة أخرى على القمر TechEdSat-15 تتضمن منارة وواجهة لوحات الذاكرة Beacon And Memory Board Interface (BAMBI) ، والتي تعمل على تحسين نقل البيانات داخليا وخارجيا من وإلي القمر الصناعي النانوي Nanosatellite .

 

تمتلك سلسلة TechEdSat-NOW أهدافًا بحثية متعددة بما في ذلك استخدام المكابح الخارجية exo-brake لعمل إنزال مداري للأقمار الصناعية النانوية المتواجدة على ارتفاعات عالية High-Altitude Nanosatellites في نهاية المهمة لتقليل المشكلات المتعلقة بالحطام المداري. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تعديل السحب Drag Modulation له استخدامات لعودة العينة Sample Return من مدار أرضي منخفض بالإضافة إلى مدارات مخصصة tailoring orbits أثناء مناورات التمرير الجوي Aero-Pass Maneuvers للتطبيقات الكوكبية المستقبلية.

.

مؤسسة ليبر سبيس Libre Space Foundation – بيكوبوس PicoBus (حافلة بيكو)

 

• الفئة : جهاز نشر أقمار مصغرة PicoSat Deployer .

 

• الأبعاد: 37 سم × 12 سم × 15 سم

 

• الكتلة: 6.327 كجم (بما في ذلك الموزع Dispenser)

 

المهمة: أداة نشر من النوع 8P Pocketqube deployer تُستخدم لنشر 6 سواتل بيكو Picosatellites في الفضاء واختبار أول كوكبة اتصالات لاسلكية مجانية بالكامل ومفتوحة المصدر في العالم.

.

القمر GENESIS-G & GENESIS-J (AMSAT Spain)

 

الهدف: عرض تقني لهواة الراديو ، ومحرك دفع كهربائي من النوع Electrospray Thruster ومنصة اختبار Test Platform للمساعدة في البعثات المستقبلية.

 

القمر FOSSASAT-1B

 

الهدف: عرض تقني لتقنية الاتصالات والاستشعار عن بعد Communication & Remote sensing Technology Demonstrator of LoRa telecommunications ، وعرض تقني لنظام تحكم في الوضعية ADCS ، وتجربة تصوير الأرض منخفضة الدقة.

 

القمر Qubik-1 & Qubik-2 (Libre Space) مؤسسة ليبر سبيس

 

الهدف: عرض تقني للاتصالات Communication Technology Demonstrator يقوم بتجارب اتصالات متعددة

.

تنفيذ الإطلاق

بهدف الوصول إلى المدار بنجاح ، أطلقت Firefly بنجاح FLTA002 – وهي ثاني رحلة تجريبية لمركبة الإطلاق ألفا Alpha – في المهمة التي أطلق عليها “To The Black”. تم إطلاق المركبة من مجمع الإطلاق Space Launch Complex 2 West (SLC-2W) الغربي في قاعدة قاعدة فاندنبرج للقوة الفضائية Vandenberg Space Force في كاليفورنيا ، في الساعة 12:01 صباحًا بتوقيت المحيط الهادي الصيفي (07:01 بالتوقيت العالمي) في يوم 1 أكتوبر 2022 م.

 

جاء تعليق للإطلاق صباح يوم الجمعة بعد استدعاء لتعليق في الزمن T-0 أثناء اشتعال المحرك.

 

تم إطلاق الرحلة FLTA002 مع عدة أقمار صناعية صغيرة إلي مدار أرضي منخفض LEO دائري علي ارتفاع 300 كيلومتر بميل 137 درجة.

 

تم إنهاء أول محاولة إطلاق مداري لـشركة Firefly أثناء تشغيل محركات المرحلة الأولى في يوم 3 سبتمبر 2021 م، بعد فشل المحرك بعد 14 ثانية من بداية الإطلاق. على الرغم من إيقاف تشغيل المحرك ، تمكنت المركبة من الحفاظ على السيطرة لمدة دقيقتين ونصف تقريبًا ، قبل أن تتعثر Tumbling ، مما دفع مشغلي الأرض إلى تنشيط نظام إنهاء الرحلة Flight Termination System .

 

كانت شركة Firefly قادرًا على استعادة مجموعة المحرك في أسفل مسار الإطلاق ، مما سمح لهم بمعرفة أن المحرك قد توقف عن العمل مبكرًا بسبب فشل أطراف توصيل Pins في خط الطاقة Power Line الواصلة إلى صمامات المحرك الرئيسية Main Engine Valves ، مما تسبب في إغلاقها وإيقاف تشغيل المحرك. تم تأييد وضع العطل هذا بالبيانات الواردة من المركبة ، والتي أبلغت عن حدوث انخفاض في التيار على قضبان الطاقة Power Rail وإغلاق الصمام.

 

توم ماركوسيك Tom Markusic ، مؤسس شركة Firefly ، أشار إلى أن المحركات في الرحلة 1 كانت “أقسى” من المحركات الأحدث ، وبالتالي تنتج اهتزازات أكثر أثناء الطيران ، مما يؤدي إلى وضع الفشل هذا. إضافة لذلك ، لكي تكون بأمان ، قامت الفرق بتحريك الموصلات الكهربائية إلى أعلى في المركبة حيث تكون الاهتزازات أقل حدة ، مما يضمن عدم تكرار وضع العطل نفسه.

 

الصاروخ ألفا Alpha هو عبارة عن مركبة إطلاق صغيرة ذات مرحلتين تم بناؤها وتطويرها بواسطة شركة Firefly Aerospace . مع الهدف النهائي المتمثل في القدرة على تحميل 1170 كجم من الحمولة إلي المدار الأرضي المنخفض ، وطول المركبة 29.48 مترًا. تمتلك Alpha كتلة إلي المدار Mass-To-Orbit أكبر بكثير من قاذفات الأقمار الصناعية الصغيرة الأخرى ، مثل الصاروخ إلكترون Electron التابع لشركة Rocket Lab أو الصاروخ Rocket 3 التابع لشركة أسترا Astra ، الذين أثبتا قدرتهما علي وضع ما يصل إلى 300 كجم و 25 كجم في المدار الأرضي المنخفض ، على التوالي.

 

تم تجهيز المرحلة الأولى من ألفا Alpha بأربعة محركات من طراز Reaver 1 ، والتي تعمل على الكيروسين RP-1 والأكسجين السائل (LOX). والجدير بالذكر أن المحرك Reaver يستخدم محرك دورة التفريعة Tap-Off Engine Cycle ، مما يعني أنه بدلاً من وجود مولد غاز منفصل لتدوير التوربينات ، يتم استخدام الضغط من غرفة الاحتراق الرئيسية. ومع ذلك ، نظرًا لأن غاز العادم المستخدم في تدوير التوربين لا يزال مستنفدًا ، فلا يزال هذا المحرك يعتبر محركًا مفتوح الدورة Open-Cycle Engine .

 

ينتج كل محرك Reaver قوة دفع بحد أقصى 200 كيلو نيوتن ويحقق دفع نوعي Specific Impulse يبلغ 296 ثانية في فراغ الفضاء. بالنسبة لمحركات الصواريخ ، فإن الدفع النوعي للمحرك يتناسب طرديًا مع سرعة غاز العادم ؛ بالنسبة إلى Reaver ، يبلغ الحد الأقصى لمتوسط سرعة العادم حوالي 2900 م / ث.

 

تم بناء كل من المرحلتين الأولى والثانية من Alpha من مركبات ألياف الكربون التي تشكل خزانات وقود خفيفة للغاية وبدون بطانة Linerless Propellant Tanks . على غرار الصاروخ فالكون Falcon 9 ، تحتوي كلتا المرحلتين على خزانات كيروسين RP-1 في الأسفل مع خزان أكسجين مسال LOX في الأعلى ، مع أنبوب نقل Transfer Tube لتوصيل الأكسجين LOX إلى المحركات.

 

تم تجهيز المرحلة الثانية بمحرك واحد من طراز Lightning 1 ، وهو أيضًا ذو دورة تشغيل محرك Tap-Off Engine Cycle قادرة على إنتاج 70 نيوتن من الدفع.

 

يتواجد غطاء الحمولة Payload Fairing المصنع من الكربون المركب Carbon-Composite أعلي المرحلة الثانية. بالنسبة إلى مهمة “To The Black” ، كان هناك عدد من الحمولات الصغيرة بالداخل. أولاً ، سيطلق المدرسون في الفضاء Teachers in Space القمر المكعب Serenity 3U CubeSat ، والذي سيجمع بيانات الرحلة أثناء مهمتها ويجعل تلك البيانات متاحة للمجتمع التعليمي.

 

سيحلق أيضا علي متن الرحلة FLTA002 القمر المكعب TES-15 3U CubeSat التابعة لناسا ، والتذي يحتوي على فرامل خارجية قابلة للنشر Deployable Exo-Brake والتي سيتم استخدامها للتحقق من مركز أنظمة الكتلة Center of Mass Systems من أجل إعادة الدخول في المستقبل. تعد هذه الحمولة جزءًا من برنامج الأقمار الصناعية التعليمية للتكنولوجيا Technology Educational Satellites program التابع لوكالة ناسا ، والذي يمنح الطلاب الفرصة للعمل على الأقمار الصناعية.
كانت الحمولة الأخيرة هي PicoBus التابعة لمؤسسة Libre Space Foundation ، والتي ستنشر ستة بيكوساتل Picosatellites . كل هذه الأقمار الصناعية هي عروض تكنولوجية للاتصالات والاستشعار عن بعد وغير ذلك.

 

قبل ثماني ساعات من الإطلاق ، بدأت الفرق في إجراء عمليات الفحص النهائية للمنصة Final Pad Checkouts . خلال هذا الوقت ، تم توصيل الطاقة Power للمركبة ألفا Alpha وإجراء فحوصات المستشعرات Sensor Checks ، والتي كان من المفترض أن تكتمل بحلول الزمن T-6 . عند هذه النقطة ، بدأ تحميل المركبة بالهيليوم ، والذي يستخدم لضغط الخزانات وإعادة تعويض النقص أثناء تفريغها من الوقود أثناء مرحلة الصعود.

 

في الزمن T-5 ساعات و 15 دقيقة ، تم تحميل المركبة بالكيروسين RP-1 . بعد 45 دقيقة ، تم إخلاء المنصة ، مما أفسح المجال لبدء تحميل الأكسجين المسال LOX عند الزمن T-3 ساعات و 40 دقيقة. استمر تحميل الوقود حتى 20 دقيقة قبل الإطلاق عندما دخلت المركبة في العد النهائي Terminal Count . في هذه المرحلة ، كان الصاروخ مزودًا بالوقود بالكامل (مع كل من RP-1 و LOX) ، وكان يتم تعويضها باستمرار بكلا شقي وقود الدفع.

 

تم إشعال محركات Reaver 1 الأربعة في المرحلة الأولى في الزمن T-1.8 ثانية باستخدام مركب قابل للاشتعال Pyrophoric Compound يسمي TEA-TEB ، مما يعني أنه يحترق عند ملامسته للأكسجين. سيكون هذا الاحتراق باللون الأخضر الفاتح وسيشير إلى بدء تشغيل المحركات. مع جميع المحركات الأربعة اسميًا ، تتحرر مشابك الإطلاق launch clamps الموجودة في قاعدة الصاروخ، مما يسمح له بالانطلاق.

 

عند الزمن T + 1: 13 مرت المركبة بأقصى ضغط إيروديناميكي. في الزمن T + 2: 37 ، أغلقت محركات المرحلة الأولى الأربعة ، في حدث يسمى قطع المحرك الرئيسي (MECO) ، قبل أن تنفصل المرحلتين وتشعل المرحلة الثانية محركها.

 

بعد أقل من دقيقة ، في الزمن T + 3: 25 ، تم نشر غطاء الحمولة Fairing . ثم اشعلت المرحلة الثانية محركها لمدة أربع دقائق أخرى ، قبل أن تغلق عند الزمن T + 7: 40. في هذه المرحلة ، لم تنته المهمة ، حيث استمرت المرحلة في التحرك حتى الزمن T + 53: 57 عندما اشتعل المحرك للمرة الثانية ، هذه المرة لمدة ثانيتين. أدى هذا إلى رفع المدار الإهليلجي الأولي Initial Elliptical Orbit إلى مدار دائري بارتفاع 300 كيلومتر.

 

ثم قام الصاروخ ألفا Alpha بنشر جميع الحمولات الثلاث ، حيث أنهي مهمته في الزمن T + 1: 01: 57 .

 

تأمل شركة Firefly في إطلاق الرحلة رقم FLTA003 في أواخر عام 2022 م، والتي من المحتمل أن تكون المهمة رقم ELaNa 43 لوكالة ناسا.

.

مصادر

 

1- Missions Alpha Flight 2 – To The Black – Firefly

2- Firefly succeeds on second Alpha flight – nasaspaceflight – October 1, 2022

*

 

• ناسا وسبيس إكس يدرسان إمكانية رفع مدار Reboost تلسكوب هابل

.

• المسبار جونو Juno وكوكب المشتري Jupiter

.

• غطاء الحمولة Fairing

.

• مركبة دراجون الفضائية المأهولة Crew Dragon Spacecraft

.

• القوة الفضائية الأمريكية تختار فايرفلاي لبرنامج الفضاء السريع Rapid Space

.

• فشل الإطلاق الأول للصاروخ فايرفلاي ألفا Firefly Alpha

.

• مركبة الإطلاق الفضائية الأوروبية فيجا Vega

.

• سويوز Soyuz في مركز جويانا للفضاء

.

• أول صاروخ أوروبي شبه مداري من صنع شركة اسبانية خاصة MIURA-1

.

• نجاح أسترا في الوصول إلي المدار : الرحلة LV0007

.

• شركة جالكتيك إينرجي: الصاروخ الصلب سيريس CERES-1

.

• محاولة الإطلاق الإيرانية الخامسة إلي الفضاء

.