المركبة الفضائية الروسية المأهولة سويوز إم إس Soyuz-MS

 

الاسم سويوز Soyuz وتكتب أحيانا Soyus ، يعني الاتحاد Union ، يرمز الحرفان MS إلى “الأنظمة الحديثة Modernized Systems” .

 

بعد ما يقرب من نصف قرن من المهمات المدارية ، حصلت مركبة النقل الفضائية الروسية المخضرمة على ترقية أخرى بإصدار جديد يسمي سويوز إم إس Soyuz-MS (بالروسية: Союз МС ، والمعروف أيضًا باسم السلسلة Series 730 ، أو المُعدة رقم Article 11F732 والويكيبيديا تذكرها بالرقم GRAU: 11F732A48 ). تستخدمها وكالة روسكوزموس Roscosmos الروسية في رحلات الفضاء المأهولة، وبدأت المهمة الأولى للمركبة الفضائية Soyuz MS-01 في يوم 07 يوليو 2016 م، على متن مركبة الإطلاق سويوز Soyuz-FG حيث حملت المركبة الفضائية طاقمًا من ثلاثة أفراد إلى محطة الفضاء الدولية ISS . حلّت المركبة الفضائية Soyuz-MS محل المركبة البديلة سويوز Soyuz-TMA-M (السلسلة Series 700).

 

تضمنت الرحلة الفضائية الأولي يومين لفحص حالة التصميم قبل الالتحام بمحطة الفضاء الدولية في يوم 09 يوليو 2016 م.

 

 

حتى قبل إدخال الإصدار Soyuz TMA-M في أكتوبر 2010 م، كان لدى المهندسين الروس بالفعل قائمة طويلة من الترقيات ، والتي لم تكن قد وصلت إلى الإصدار الجديد في ذلك الوقت ، ولكن كان لا بد من تنفيذها في وقت لاحق. العديد من هذه التحسينات لم تمليها الرغبة في تحسين المركبة الفضائية نفسها ، ولكن بسبب الحاجة إلى استبدال المكونات القديمة التي توقف إنتاجها أو كان لابد من استيرادها من خارج روسيا ، في المقام الأول من أوكرانيا Ukraine .

 

مركبة سويوز Soyuz الفضائية الإصدار TMA .

.

اعتبارًا من عام 2010 م، تضمنت “قائمة الرغبات Wish List” الخاصة بالترقيات المستقبلية الأنظمة الجديدة التالية:

 

  • نظام القيادة والقياس الموحد The Unified Command and Telemetry System وبالروسية Edinaya Komandno-Telemetricheskaya Sistema, EKTS .

 

  • معدات الملاحة عبر الأقمار الصناعية The Satellite Navigation Equipment وبالروسية Apparatura Sputnikovoi Navigatsii, ASN-K .

 

  • كاشف السرعة والمدى بالليزر The Laser Velocity and Range Finder وبالروسية Lazerny Skorostemer-Dalnomer, LSDK .

 

  • معدات قياس معلمات الحركة النسبية Relative Motion الذي يسمي Kurs-NA .

 

  • نظام تحديد الاتجاه والاتصالات Direction-finding and Communications System وبالروسية Sistema Radiosvyazi i Pelengatsii, Rassvet-3BM ؛

 

  • نظام تلفزيون TV system مع جهاز إرسال رقمي ، يسمي Klest-M ؛

 

  • نظام إمداد طاقة Power Supply System معزز وبالروسية Sistema Elektropitaniya, SEP ؛

 

  • نظام تسجيل النزول والهبوط The Descent and Landing Recording System وبالروسية Sistema Zapisi Informatsii, SZI-P ؛

 

  • ترقية مصحح مقياس الارتفاع Altimeter Corrector الذي يسمي Kaktus-2V .

 

بالإضافة إلى ذلك ، كان من المتوقع أن تتلقى المركبة سويوز Soyuz محركات دفع Thrusters إضافية لنظام الالتقاء والتوجيه Rendezvous And Orientation System (بالروسية Dvigately Prichalivaniya i Orientatsii, DPO-B )، وترقية وحدة إلكترونيات الطيران Avionics Unit المرتبطة به (بالروسية Blok Avtomatiki, BA DPO) لتعكس هذا التغيير.

 

سيتلقى منفذ الإرساء SSVP Docking Port الموجود على متن المركبة سويوز محركات كهربائية احتياطية Backup Electric Motors .

 

تتطلب الأنظمة الجديدة والمحدثة أيضًا عددًا من التغييرات في الأنظمة المرتبطة بها، مثل نظام التحكم في الحركة Motion Control System المسمي SUDN ؛ ونظام التحكم في المعدات على متن المركبة Onboard Equipment Control System المسمي SUBK ؛ نظام الاتصالات Communications System المسمي STR ؛ ونظام راديو الإلتقاء Rendezvous Radio System المسمي RTS .

 

بناءً على طلب ناسا ، طور المهندسون الروس أيضًا درعًا إضافيًا مضادًا للنيازك Anti-meteoroid Shielding أو DPM ، لوحدة السكن Habitation Module, BO الخاصة بمركبة سويوز الفضائية.

 

أخيرًا ، تم أيضًا النظر في تحسينات مختلفة في الألواح الشمسية Solar Panels المولدة للكهرباء.

 

في الواقع ، استغرق استكمال جهود ترقية المركبة سويوز Soyuz TMA-M ست سنوات (من 2010 إلي 2016 م).

 

في نهاية المطاف ، تم دمج معظم الترقيات المخططة في برنامج واحد لكل من سفينة الشحن بروجريس Progress Cargo Ships ومركبات النقل المأهولة سويوز Soyuz . أصبح المشروع معروفًا باسم Progress-MS و Soyuz-MS ، حيث يرمز الحرفان MS إلى “الأنظمة الحديثة Modernized Systems”. كما هو الحال في العديد من الترقيات السابقة ، ستتم تجربة الميزات الجديدة أولاً على سفن الشحن الآلية Robotic Cargo Ships قبل اعتمادها للاستخدام في المركبات المأهولة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن دمج العديد من التحسينات الخاصة بسلسلة MS بشكل مباشر لاحقًا أو الاستفادة منها في تطوير الجيل التالي من سفينة النقل Next-Generation Transport Ship PTK NP .

 

خلال معرض موسكو للطيران والفضاء Moscow Air and Space Show في عام 2011 م، وعد رئيس شركة إنيرجيا RKK Energia بإكمال ترقيات سلسلة MS بحلول نهاية عام 2013 م، أو بداية عام 2014 م. ولكن بحلول عام 2012 م، تم تأجيل الإطلاق الأول لمركبة الفضاء Soyuz-MS (رقم No. 731) إلى النصف الأول من عام 2015 م، وذلك بعد أول رحلة تجريبية لمركبة الشحن Progress-MS (رقم 431) المخطط لها في النصف الثاني من عام 2014 م. في وقت لاحق ، دفعت العديد من التأخيرات في النهاية المهمة الأولى للمركبة Soyuz-MS إلى عام 2016 م.

 

خلال عام 2013 م، طورت شركة إنيرجيا RKK Energia وأنتجت وثائق لمركبة الفضاء سويوز Soyuz-MS . بدأت الشركة أيضًا في تصنيع المكونات ووضعت مخططات لمنصة الاختبار الكهربائية المتكاملة Integrated Electric Test Stand [KS] ، للمركبة الفضائية المعدلة. قامت شركة إنيرجيا RKK Energia أيضًا ببناء حاوية موحدة لنقل كل من مركبات Progress-MS و Soyuz-MS وأعدت للاختبار. وطلب برنامج الاختبار الأرضي Ground Test Program أيضًا تطوير نموذج أولي ديناميكي Dynamic Prototype للمركبة Soyuz-MS .

 

ابتداءً من عام 2017 م، كان من المتوقع أن تحل المركبة Soyuz-MS محل مركبة الفضاء Soyuz TMA-M بالكامل. وفقًا للمسؤولين الروس ، سيستمر تنفيذ بعض الترقيات المخطط لها بعد إطلاق أول مركبة من نوع Soyuz-MS.

.

التصميم Design

 

تتكون مركبة الفضاء سويوز من ثلاثة أجزاء (من الأمام إلى الخلف):

 

  • وحدة مدارية Orbital Module كروية الشكل يقيم فيها الطاقم أثناء مهمتهم ،

 

  • وحدة إعادة دخول Reentry Module بشكل أيروديناميكي صغيرة الحجم وفيها يعود الطاقم إلى الأرض ،

 

  • وحدة خدمة Service Module اسطوانية الشكل متصل بها ألواح شمسية، وتحتوي على الأدوات والمحركات.

 

.

أول جزأين (وحدة إعادة دخول والوحدة المدارية) هما مساحتي معيشة صالحتين للسكن.

 

وحدة الخدمة والوحدة المدارية معدتان للاستخدام لمرة واحدة فقط، حيث تنفصلانن قبل إعادة الدخول وتدمران بمجرد دخولهما الغلاف الجوي للأرض. على الرغم من أنّ هذا يبدو إسرافًا، لكنه يقلل كمية التغطية الحرارية اللازمة للعودة إلى الأرض، وهذا يوفر الكتلة بالمقارنة مع التصاميم التي تضم مساحة المعيشة ودعم الحياة في كبسولة واحدة. من خلال التحرك قدر الإمكان إلى الوحدة المدارية Orbital Module ، والتي لا يلزم حمايتها بدرع أو إبطاء سرعتها أثناء إعادة الدخول ، تكون مركبة سويوز المكونة من ثلاثة أجزاء أكبر وأخف وزنًا من وحدة قيادة المركبة الفضائية أبولو Apollo المكونة من جزأين فقط. كانت وحدة قيادة أبولو Apollo Command Module تحتوي على ستة أمتار مكعبة من مساحة المعيشة وكتلتها 5000 كجم ؛ زودت سويوز المكونة من ثلاثة أجزاء نفس الطاقم بتسعة أمتار مكعبة من مساحة المعيشة ، وغرفة معادلة الضغط Airlock ، ووحدة خدمة Service Module لكتلة مساوية لكتلة كبسولة أبولو وحدها. هذا لا يأخذ في الاعتبار الوحدة المدارية Orbital Module التي يمكن استخدامها بدلاً من الوحدة القمرية Lunar Module LM في المركبة أبولو.

 

يمكن للمركبة سويوز Soyuz حمل ما يصل إلى ثلاثة رواد فضاء وتوفير دعم الحياة لهم لمدة 30 يومًا تقريبًا. يوفر نظام دعم الحياة جوًا من النيتروجين / الأكسجين عند الضغط الجزئي لمستوى سطح البحر. يتجدد الغلاف الجوي من خلال أسطوانات فوق أكسيد البوتاسيوم KO2 ، التي تمتص معظم ثاني أكسيد الكربون و تمتص المياه التي ينتجها الطاقم وتجدد الأكسجين ، وأسطوانات هيدروكسيد الليثيوم LiOH التي تمتص بقايا ثاني أكسيد الكربون. يصل وزن الحمولة المقدرة للتسليم إلى 200 كجم ويمكن إرجاع ما يصل إلى 65 كجم.

 

تتم حماية المركبة أثناء الإطلاق من خلال غطاء الأنف Nose Fairing ، والذي يتم التخلص منه بعد اجتياز الغلاف الجوي. لديها نظام إرساء أوتوماتيكي Automatic Docking System . يمكن تشغيل المركبة الفضائية أوتوماتيكيا ، أو بواسطة طيار بشكل مستقل عن التحكم الأرضي Ground Control .

 

تحتوي وحدة الخدمة Service Module على الوقود والمحركات الرئيسة والمعدات.

.

الوحدة المدارية Orbital Module (BO) لمركبة سويوز الفضائية

 

الجزء الأمامي من المركبة الفضائية هو الوحدة المدارية Orbital Module (بالروسية: бытовой отсек (БО), Bitovoy otsek (BO) ) ، المعروف أيضًا باسم قسم السكن Habitation Section . يضم هذا الجزء جميع المعدات التي لن تكون ضرورية عند إعادة الدخول Reentry ، مثل التجارب أو الكاميرات أو البضائع. بشكل عام ، يتم استخدامه كمنطقة لتناول الطعام ومرحاض. في نهايته البعيدة ، يحتوي أيضًا على منفذ الإرساء Docking Port . تحتوي هذه الوحدة أيضًا على مرحاض وإلكترونيات طيران للرسو Docking Avionics ومعدات اتصالات. في أحدث إصدارات سويوز ، تم إضافة نافذة صغيرة توفر للطاقم رؤية أمامية.

 

هناك فتحة Hatch بين الوحدة المدارية ووحدة النزول Descent Module يمكن إغلاقها لعزلها لتكون بمثابة غرفة معادلة الضغط Airlock إذا لزم الأمر خروج رواد الفضاء من المنفذ الجانبي بالقرب من وحدة النزول. على منصة الإطلاق ، يدخل رواد الفضاء المركبة الفضائية عبر هذا المنفذ.

 

هذا الفصل أيضًا يتيح جعل الوحدة المدارية Orbital Module مناسبة للمهمة مع مخاطر أقل على وحدة الهبوط Descent Module الحرجة للحياة. المتعارف عليه أن اتجاه الأشخاص في الجاذبية الصفرية مختلف عن الإتجاه داخل وحدة الهبوط ، حيث يقف رواد الفضاء أو يجلسون ورؤوسهم تجاه إلى منفذ الإرساء Docking Port .

.

وحدة إعادة الدخول Reentry Module (SA)

 

يُطلق عليها أيضا وحدة الهبوط Descent Module أو وحدة النزول في المركبة الفضائية سويوز Soyuz Spacecraft .

يتم استخدام وحدة إعادة الدخول Reentry Module (بالروسية: спускаемый аппарат (СА), Spuskaemiy apparat (SA) ) أثناء رحلة الإطلاق وأثناء رحلة العودة إلى الأرض. وهي مغطاة بغطاء مقاوم للحرارة لحمايتها أثناء إعادة الدخول. تتباطأ سرعتها في البداية بالاحتكاك بالغلاف الجوي ، ثم بمظلة الكبح Braking Parachute ، تليها المظلة الرئيسية Main Parachute التي تبطئ هبوط المركبة. على ارتفاع متر واحد فوق سطح الأرض ، يتم إطلاق محركات كبح تعمل بالوقود الصلب Solid-Fuel Braking Engines ومثبتة خلف الدرع الحراري Heat Shield لتنفيذ هبوط سلس أو ناعم Soft Landing . كان أحد متطلبات التصميم لوحدة إعادة الدخول هو أن تتمتع بأعلى كفاءة حجمية Volumetric Efficiency ممكنة (الحجم الداخلي مقسومًا على مساحة البدن Hull Area). أفضل شكل لهذا هو الشكل الكروي ، ولكن مثل هذا الشكل لا يمكن أن يوفر رفعًا Lift ، مما ينتج عنه إعادة دخول باليستية Ballistic Reentry بحتة. عمليات إعادة الدخول الباليستية Ballistic Reentries صعبة على الركاب بسبب التباطؤ الشديد ولا يمكن توجيهها إلى ما بعد الحرق الأولي للنزول من المدار Initial Deorbit Burn . لهذا السبب تقرر استخدام شكل “المصباح الأمامي Headlight” الذي تستخدمه سويوز Soyuz -منطقة أمامية نصف كروية متصلة بقسم مخروطي بزاوية بالكاد (سبع درجات) إلى درع حراري Heat Shield ذي مقطع كروي كلاسيكي. يسمح هذا الشكل بتوليد قدر صغير من الرفع بسبب التوزيع غير المتكافئ للوزن. تمت صياغة الاسم المستعار في وقت كان فيه كل مصباح أمامي للسيارة تقريبًا عبارة عن مكافئ دائري.

.

وحدة الخدمة Service Module (PAO)

 

يُطلق عليها أيضا وحدة الدفع / الأجهزة Instrumentation/Propulsion Module الخاصة بمركبة سويوز الفضائية Soyuz spacecraft .

 

في الجزء الخلفي من المركبة سويوز توجد وحدة الخدمة Service Module (بالروسية: приборно-агрегатный отсек (ПАО), Priborno-Agregatniy Otsek (PAO) ) . تحتوي على حجرة الأجهزة Instrumentation Compartment (بالروسية: приборный отсек (ПО), Priborniy Otsek (PO) ) ، وحاوية مضغوطة Pressurized Container على شكل علبة منتفخة تحتوي على أنظمة للتحكم في درجة الحرارة Temperature Control ، وفي إمدادات الطاقة الكهربائية ، والاتصالات اللاسلكية بعيدة المدى Long-Range Radio Communications ، و راديو القياس عن بعد Radio Telemetry (القياس اللاسلكي عن بعد)، وأجهزة التوجيه والتحكم Orientation and Control . حجرة الدفع Propulsion Compartment (بالروسية : агрегатный отсек (АО), Agregatniy Otsek (AO) ) ، وهي جزء غير مضغوط من وحدة الخدمة ، تحتوي على المحرك الرئيسي Main Engine وقطع الغيار Spare : أنظمة دفع بالوقود السائل Liquid-Fuel Propulsion Systems للمناورة في المدار و بدء النزول إلى الأرض. تحتوي المركبة الفضائية أيضًا على نظام لمحركات منخفضة الدفع Low-Thrust Engines للتوجيه Orientation ، متصلة بالمقصورة الوسيطة Intermediate Compartment (بالروسية : переходной отсек (ПхО), Perekhodnoi Otsek (PkhO) ) . خارج وحدة الخدمة توجد مستشعرات لنظام التوجيه Orientation System والمصفوفات الشمسية ، والتي يتم توجيهها نحو الشمس عن طريق تدوير المركبة الفضائية.

.

إجراء العودة Re-entry procedure

 

نظرًا لأن هيكلها المعياري Modular (مكون من وحدات نمطية/ هيكل تركيبي) يختلف عن التصميمات السابقة ، فإن سويوز Soyuz لديها تسلسل غير عادي للأحداث قبل إعادة الدخول Re-Entry . يتم تشغيل المركبة الفضائية بالمحرك إلى الأمام ويتم تشغيل المحرك الرئيسي للخروج من المدار بالكامل بمقدار 180 درجة قبل موقع الهبوط المخطط له. وهذا يتطلب أقل وقود دفع لإعادة الدخول ، وتتحرك المركبة الفضائية في مدار هوهمان الإهليلجي Elliptical Hohmann Orbit (مدار هوهمان الإنتقالي Hohmann Transfer Orbit) إلى نقطة تكون منخفضة بدرجة كافية في الغلاف الجوي لإعادة الدخول.

 

سابقا ، كان يحدث انفصال لوحدة الخدمة و الوحدة المدارية في وقت واحد عن المركبة الفضائية سويوز Soyuz . نظرًا لأنهما متصلتين عن طريق الأنابيب والكابلات الكهربائية بوحدة الهبوط Descent Module ، فإن ذلك من شأنه أن يساعد في فصلهما وتجنب تغيير وحدة الهبوط لاتجاهها. لاحقًا تغير ذلك ، حيث تقوم المركبة الفضائية Soyuz بفصل الوحدة المدارية قبل إطلاق المحرك الرئيسي ، مما يوفر المزيد من الوقود ، مما يمكّن وحدة الهبوط من إرجاع المزيد من الحمولة . لا يمكن بأي حال من الأحوال أن تظل الوحدة المدارية في المدار كإضافة إلى محطة فضائية ، لأن الفتحة Hatch التي تمكنها من العمل كغرفة معادلة الضغط Airlock هي جزء من وحدة الهبوط.

 

عادة ما يتم حرق إعادة الدخول Re-entry firing على جهة الشروق من الأرض ، بحيث يمكن رؤية المركبة الفضائية بواسطة مروحيات الاسترداد وهي تهبط في المساء ، وتكون مضاءة بالشمس عندما تكون فوق ظل الأرض. منذ بداية بعثات سويوز المتجهة إلى محطة الفضاء الدولية ، نفذت خمسة فقط عمليات إنزال ليليًا Nighttime Landings .

.

من رحلات المركبة الروسية المأهولة سويوز إم إس

 

Soyuz MS-16 Soyuz MS-17 Soyuz MS-18
Soyuz MS-21 Soyuz MS-20 Soyuz MS-22

.

للمزيد قم بتحميل الكتاب التالي بصيغة PDF : من هنا

.

مراجع

 

1- Soyuz-MS variant – Russianspaceweb – 2016

2- Soyuz MS – Wikipedia – Dec 2022.

*

اضغط هنا لتتابع صفحتنا علي الفيس بوكو

*******************************

مقالات جديدة

 

.

.

.

.

مواضيع ذات صلة

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

**************************************

ملاحظة

  • إذا كان لديك مقالة تريد نشرها أو لديك تعديل أو اقتراح جيد ، فمن فضلك سجل اقتراحك في تعليق علي الموضوع .
  • أو راسلنا علي البريد التالي لنشر مقال خاص بك : info@inst-sm.coim

مكتبة محاكاة الأجهزة

أترك تعليق