غطاء الحمولة Fairing يحمي الحمولة Payload (التي قد تكون قمر أو مسبار أو مركبة فضائية) من الموجات الصوتيات Acoustic Load التي تصدر عند الإقلاع ويحمي الحمولة أيضا أثناء رحلتها عبر الغلاف الجوي للأرض.

.

مسميات

 

غطاء الحمولة – السطح الانسيابي – مخروط الأنف – Nose Cone – Payload Fairing – Fairings – Shroud .

.

المركبة الصاروخية المدارية Orbital Rocket Vehicle تحتوي في مقدمتها علي غرفة أو مجموعة غرف يمكن فيها حمل قمر صناعي Satellite أو أدوات Instruments أو حيوانات أو نباتات أو معدات مساعدة، ولتلك الغرف سطح خارجي لتحمل درجات الحرارة العالية الناتجة عن التسخين الحركي الهوائي Aerodynamic Heating الناتج من تحرك الصاروخ بسرعات عالية واحتكاكه بذرات الهواء من حوله ، أي أن غطاء الحمولة يتم استخدامه لحماية المركبة الفضائية (حمولة الصاروخ الحامل) ضد تأثير الضغط الحركي Dynamic Pressure والتسخين الحركي الهوائي Aerodynamic Heating أثناء مرحلة الانطلاق عبر الغلاف الجوي الكثيف. لاحقًا أكثر، وظيفة إضافية لغطاء الحمولة يتم توفيرها علي بعض الرحلات وهي الحفاظ علي بيئة الغرفة النظيفة Cleanroom Environment للأدوات الدقيقة.

 

عندما تكون الحمولة خارج الغلاف الجوي يتم فصل الغطاء والتخلص منه Fairing is Jettisoned ، معرضًا الحمولة لبيئة الفضاء.

 

غطاء الحمولة القياسي Standard Payload Fairing عادًة ما يكون شكله الهندسي خليطًا من الشكل المخروطي والأسطواني، بسبب اعتبارات ديناميكية هوائية ; مع ذلك، يتم استخدام الأغطية المخصصة Specialized Fairings أيضًا. نوع الغطاء الذي ينقسم إلى نصفين عند الانفصال يدعي بالغطاء الصدفي Clamshell Fairing للتشابه الجزئي بينه وبين صدفة المحار المقسمة إلى نصفين (منصف Bisector).

 

في بعض الحالات يمكن لغطاء الحمولة أن يغطي كلًا من الحمولة والمرحلة العليا Upper Stage من الصاروخ، كما علي أطلس Atlas V وبروتون-إم Proton M .

 

إذا كانت الحمولة موصولة بكلًا من الهيكل الأساسي للمعزز Booster’s Core Structures وبغطاء الحمولة Fairing ، ما زال بإمكان الحمولة أن تتأثر بفعل الضغط المائل علي غطاء الحمولة Fairing’s Bending Loads (أحمال الانحناء)، إضافًة إلى أحمال القصور الذاتي Inertia Loads بسبب الاهتزازات التي تسببها الرياح والانهيار.

.

استعادة غطاء الحمولة وإعادة استخدامه Fairing Retrieval and Reuse

 

عادةً ما ينتهي المطاف بالأغطية Payload Fairings محروقة في الغلاف الجوي أو محطمة عند الارتطامها بالمحيط، لكن شركة SpaceX بدأ في استردادها في 2010 م. ففي يوم 30 مارس 2017 م، نجحت سبيس إكس في استرداد غطاء حمولة سليم لأول مرة في التاريخ. وللمرة الثانية في يوم 25 يونيو 2019 م، تمكنت سبيس إكس من أن تلتقط غطاء حمولة من إطلاق الفالكون الثقيل إس تي بي Falcon Heavy STP-2 .

 

بعد ذلك ، بدأت SpaceX في إعادة استخدام أغطيتها Fairings ، والتي يتم تصنيعها بتكلفة 6 ملايين دولار أمريكي لكل إطلاق مداري ؛ صرح رئيسها التنفيذي ، إيلون ماسك Elon Musk ، أن استرجاع أغطية الحمولة Fairings قبل ملامستها لمياه البحر “يجعل عملية تجديدها Refurbishment أسهل”. هناك مقترح للصاروخ Neutron Rocket التابع لشركة Rocket Lab لاستخدام تصميم غطاء قابل للاسترداد Recoverable Fairing Design يختلف عن تصميم غطاء الحمولة التقليدي الذي يتم فصله Jettisoned واستعادته في البحر ، والفكرة الجديدة تتم بدمج الغطاء في المركبة ، ويفتح أثناء فصل المرحلة Stage Separation لتحرير المرحلة الثانية والحمولة Payload ويغلق مرة أخرى ويعود مرة أخرى أثناء التعلق بالمرحلة الأولى عندما تهبط المرحلة الأولى على الأرض.

.

مهمات فشلت بسبب أغطية الحمولة Failures Of Payload Fairings

 

في بعض الحالات، يخطط للغطاء أن ينفصل بعد إيقاف محركات المرحلة العليا Upper Stage من الصاروخ، وفي البعض الآخر، يخطط أن يحدث الانفصال قبل إيقاف المحركات Cutoff ، ولكن بعد أن تتجاوز المركبة أكثف جزء من الغلاف الجوي. فشل الغطاء في الانفصال في تلك الحالتين يمكنه أن يتسبب في فشل وصول المركبة إلى المدار، بسبب الوزن الزائد.

 

• مركبة أجينا Agena الموجهة، المستخدمة لمهمة جيميني 9-أ Gemini 9A المأهولة، تم وضعها في المدار بنجاح بواسطة الصاروخ أطلس إس إل ڤي Atlas SLV-3 في يونيو 1966 م. لكن عندما التقي بها طاقم جيميني Gemini اكتشفوا أن الغطاء فشل في أن يفتح وينقسم، جاعلًة الالتحام مستحيلًا. طوقين Lanyards ، الذين كانا من المفترض أن تتم إزالتهما قبل الإقلاع، كانا لا يزالان في أماكنهما. السبب تم تحديدة علي أنه خطأ طاقم الإطلاق Launch Crew .

 

• في التسعينيات من القرن الماضي ، تسبب غلاف الحمولة Payload Fairing في إخفاقات عديدة لمركبة إطلاق لونج مارش Long March 2E .

 

• في عام 1999 م، فشل إطلاق القمر الصناعي الراصد للأرض Earth Observation Satellite إيكونوس IKONOS-1 بعدما فشل غطاء حمولة للصاروخ آثينا Athena II في الفتح بشكل صحيح، مانعًا القمر الصناعي من الوصول إلى المدار.

 

• في يوم 24 فبراير 2009 م، فشل المرصد المداري للكربون Orbiting Carbon Observatory satellite الخاص بوكالة ناسا في الوصول إلى المدار بسبب فشل الغطاء علي مركبة الإطلاق مينوتور سي Minotaur-C أو Taurus XL في الانقسام، مسببًا احتفاظ المركبة بوزن زائد عن الحد وبعد ذلك سقط إلى الأرض وهبط في المحيط الهندي بالقرب من القارة القطبية الجنوبية.

 

• حدث نفس الشئ مع الصاروخ بنارو Naro-1 ، الصاروخ الحامل الأول لكوريا الجنوبية، الذي تم إطلاقه في يوم 25 أغسطس 2009 م. خلال الإطلاق فشل نصف غطاء الحمولة في الانفصال، وكنتيجة، انحرف الصاروخ عن المسار. لم يصل القمر الصناعي إلى مدار ثابت.

 

• في يوم 4 مارس 2011 م، فشل إطلاق قمر جلوري الصناعي Glory satellite التابع لناسا في الوصول إلى المدار بعد الإقلاع بسبب فشل في انفصال الغطاء Fairing Separation Failure علي مركبة إطلاق مينوتور سي Minotaur-C الخاصة بشركة بأوربيتال ساينسيز Orbital Sciences ، منتهيًا بها المطاف في المحيط الهندي. مثَّل هذا الفشل ثاني فشل متتالي لغطاء علي مركبة مينوتر سي Minotaur-C الخاصة بأوربيتال ساينسيز، لذا قررت ناسا بعد ذلك تبديل مركبة الإطلاق لبديل المرصد المداري للكربون Orbiting Carbon Observatory ، وهو المرصد المداري للكربون OCO-2 ، من مينوتور إلى صاروخ دلتا Delta II .

 

• في يوم 31 أغسطس 2017 م، فشل قمر IRNSS-1H الصناعي الخاص بمنظمة البحوث الفضائية الهندية ISRO في النشر بعد ما فشل فصل غطاء حمولة الصاروخ PSLV-C39 . كنتبيجة للوزن الزائد، لم يستطع الصاروخ الوصول إلى المدار المرغوب على الرغم من أن الأداء الاسمي Nominal Performance لكل مرحلة. تم فصل الحمولة داخليًا ، لكنها علقت داخل الدرع الحراري Heat Shield .

 

• فشل الصاروخ التجاري الصيني Hyperbola-1 في يوم 3 أغسطس 2021 م. بعد يوم من الإطلاق ، كشفت شركة iSpace أن غطاء الحمولة فشل في الفصل بشكل صحيح ، مما أدى إلى عدم تمكن القمر الصناعي الوحيد علي المركبة من الوصول إلى مداره المقصود.

 

• في يوم 10 فبراير 2022 م، فشل إطلاق الصاروخ Astra 3.3 . يشتبه في أن اللوم يقع علي الفشل في فصل غطاء الحمولة.

.

المصنعون Manufacturers

 

• شركة RUAG Space السويسرية ، وهي شركة مقرها زيورخ Zurich ، هي الشركة المصنعة لأغطية أريان Ariane ، كجزء من التعاون ضمن برنامج الفضاء الأوروبي ، وتنتج غطاء الـ 5 ملي لأطلس 5 .

 

• تقوم شركة سبيس إكس SpaceX بتصنيع الأغطية المستخدمة في مركبات الإطلاق الخاصة بهم.

 

• يتم تصنيع أغطية الحمولة لمركبات الإطلاق الهندية بواسطة شركة Hindustan Aeronautics Ltd .

 

• تستخدم مركبات الإطلاق اليابانية ، مثل H-IIA و Epsilon ، أغطية الحمولة التي تصنعها Kawasaki .

*

 

 

• مخروط المقدمة (مخروط الأنف) Nose cone

.

• تقسيم مركبات الإطلاق إلي مراحل Staging

.

• نافذة الإطلاق Launch Window

.

• خطوات العد التنازلي Countdown لإطلاق أولي مهمات أرتميس Artemis

.

• معايير الطقس لمهمة أرتميس الأولي Artemis I Weather Criteria

.

• دليل المستخدم User’s Guide لمركبات الإطلاق الفضائي

.

• مركبة الإطلاق الثقيلة Heavy-Lift Launch Vehicle

.

• الوقود تلقائى الاشتعال Hypergolic Propellant

.

• وقود المركبات الفضائية – الضغط الذاتي Autogenous Pressurization

.

• نظام الإطلاق الجوي إلي المدار Air-Launch-to-Orbit

.

• هندسة وتصميم أنظمة مركبات الإطلاق Engineering and Design of Launch Vehicle Systems (برنامج تدريبي مجاني بالسعودية)

.

• أنواع البالونات العلمية Types of Balloons