تعمل RocketLab على إضفاء الطابع الديمقراطي على الفضاء من خلال إطلاق صواريخ أصغر حجمًا وأرخص ثمناً

عندما تفكر في إطلاق الصواريخ، ربما تفكر في شركات ضخمة مثل Boeing أو SpaceX التي تصنع صواريخ ضخمة مثل Starship. لكن شركة Rocket Lab تتخذ النهج المعاكس: فبدلاً من بناء صواريخ أكبر بحمولات أكبر، تقوم بتصنيع صواريخ أصغر حجمًا وأخف وزنًا وبأسعار معقولة. لقد تحدثنا مع مؤسس الشركة بيتر بيك حول كيفية استخدام Rocket Lab للتقنيات الجديدة لجعل الفضاء في متناول الجميع.

طباعة ثلاثية الأبعاد لمحرك صاروخي خفيف الوزن وعالي الأداء

أحد الأشياء التي اشتهرت بها Rocket Lab هو استخدامها لتقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد لتصنيع محرك صاروخ Rutherford. يتطلب هذا النهج نهجًا مختلفًا تمامًا في التصميم عن استخدام تقنيات التصنيع مثل التصنيع. وأوضح بيك: "جزء من فن الطباعة ثلاثية الأبعاد هو محاولة الجمع بين أكبر عدد ممكن من الأجزاء وأكبر قدر ممكن من التعقيد داخل تلك الأجزاء، وهو عكس التصنيع التقليدي". "في بعض النواحي، هذا يجعل التجميع أسهل حيث أن هناك أجزاء أقل في المجموع."

إن ميزة الطباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء المحرك المعقدة لا تقتصر على توفير تكاليف التصنيع فحسب، بل أيضًا توفير كبير في الوزن الذي يعد عاملاً مهمًا في إطلاق الصواريخ. يزن محرك رذرفورد الكامل 20 كجم فقط، وهو أحد محركات الأكسجين السائل/الكيروسين الأعلى أداءً المحركات المتوفرة، وذلك بفضل المكونات المصممة خصيصًا مثل الحاقنات التي يمكن طباعتها بدلاً من ذلك المصنعة. قال بيك: "يمكنك طباعة أشياء لا يمكنك إنتاجها بأي طريقة أخرى".

بالإضافة إلى المحركات، تتم أيضًا طباعة بعض مكونات الصواريخ الأخرى مثل أجسام الصمامات ثلاثية الأبعاد. لكن بيك لا يؤمن باستخدام التكنولوجيا من أجلها، وهناك الكثير من المكونات التي "لا معنى لها على الإطلاق" للطباعة ثلاثية الأبعاد، مثل الدبابات أو مخاريط الأنف. يمكن تصنيع هذه المكونات الهيكلية الكبيرة بكفاءة باستخدام طرق أخرى. لذا فإن Rocket Lab انتقائية في استخدامها للطباعة ثلاثية الأبعاد، ولا تختارها إلا عندما يكون ذلك منطقيًا. "نحن شديدو القسوة فيما يتعلق بالأجزاء التي نطبعها بتقنية ثلاثية الأبعاد ولسنا ملتزمين بهذه العملية. التصميم الأفضل هو الذي يفوز."

التصنيع السريع لتسهيل الوصول إلى الفضاء

الهدف من هذا النهج الجديد لتصنيع الصواريخ هو إتاحة عمليات الإطلاق لعدد أكبر من الأشخاص والشركات خارج الصناعات الفضائية النموذجية. يتضمن عملاء Rocket Lab مؤسسات متنوعة مثل مجموعة من المنظمات المدارس الثانوية في كاليفورنيا قامت ببناء قمر صناعي خاص بها، إلى القوات الجوية الأمريكية، التي تستخدم عمليات الإطلاق لبرنامج اختبار الفضاء الخاص بها.

قال بيك: "مهمتنا الشاملة هي محاولة إتاحة الوصول إلى الفضاء". ومع تنامي السوق للأقمار الصناعية الصغيرة والابتكارات الجديدة لكيفية استخدام المركبات الفضائية، فقد أصبح هناك ما هو جديد فرص لعدد أكبر من الأشخاص للمشاركة في الأبحاث أو الأعمال الفضائية فرص. ولكن لتحقيق هذه الأفكار على أرض الواقع، هناك حاجة إلى المزيد من مركبات الإطلاق. وقال بيك: "نحن بحاجة إلى أن نكون قادرين على إنتاج مركبة إطلاق بسرعة كبيرة وبشكل متكرر للغاية". "في الوقت الحالي، يخرج صاروخ واحد من خط الإنتاج كل 30 يومًا."

نظرًا لأن كل صاروخ يتطلب 10 محركات، يجب إنتاج مكونات المحرك بكميات كبيرة وبقدرات تحمل عالية جدًا وبسرعة كبيرة. "إذا نظرت إلى تقنيات التصنيع التقليدية التي قد تستخدمها في بناء محركات الصواريخ، فهي لا تفعل ذلك مقياس جيد جدًا." لكن الطباعة ثلاثية الأبعاد تسمح لشركة Rocket Lab بإنتاج محرك كل 24 ساعة تقريبًا في عملية قابلة للتطوير.

وفي المستقبل، لدى Rocket Lab جدول زمني أكثر طموحًا للإنتاج: "نحن نهدف إلى الوصول إلى صاروخ واحد كل أسبوع"، كما قال بيك.

تسليم الحمولة الشخصية

إذا أرادت شركة ما إطلاق مركبة فضائية خاصة بها، فإن الخيار الأكثر شيوعًا المستخدم الآن هو "مشاركة الرحلة" مثل برنامج الأقمار الصناعية الصغيرة التابع لشركة SpaceX حيث يتم حمل حمولات متعددة على متن الصاروخ ووضعها في المدار في نفس المنطقة. ولكن هناك قيود على هذه الطريقة بما في ذلك مشكلات الجدولة وخيارات الوضع المحدودة. تقدم Rocket Lab طريقة تسليم مخصصة بدلاً من ذلك، حيث يتم إرسال حمولة واحدة في كل مرة لعميل واحد محدد.

إن وجود مركبة إطلاق أصغر مخصصة يسمح للعملاء بوضع حمولاتهم في مدارات محددة، كما أوضح بيك الفرق بين عمليات الإطلاق المخصصة ومشاركة الرحلات: "إذا أردت تحميل حافلة مليئة بالأشخاص ونقلهم إلى مصنع النبيذ، فستذهب وتحصل على حافلة كبيرة. إذا كان لديك شخص واحد يحتاج فقط إلى عبور المدينة، فستأخذ سيارة أوبر”.

بالمقارنة مع مركبات الإطلاق الكبيرة التي تستخدمها شركات مثل SpaceX، فإن مركبات الإطلاق Rocket Lab أصغر بكثير وتقدم خدمة أكثر تخصيصًا. وقال بيك: "إنها مركبات مختلفة لوظائف مختلفة". "أنت بحاجة إلى مركبات إطلاق صغيرة لرفع الحمولات الصغيرة، ومركبات إطلاق كبيرة لرفع الحمولات الكبيرة."

تُستخدم عمليات الإطلاق المخصصة لشركة Rocket Lab للأقمار الصناعية ذات القيمة العالية، حيث يتم إرسالها مع المركبات الفضائية الأخرى سيكون خطرًا كبيرًا جدًا، وكذلك بالنسبة للمركبات الفضائية ذات المكونات الحساسة أو تلك المرتبطة بالمركبات الوطنية حماية. بالإضافة إلى ذلك، تمتلك الشركة منصة إطلاق خاصة بها تقع في نيوزيلندا، وهي أول ميناء فضائي تجاري في نصف الكرة الجنوبي، مما يعني أنها تتمتع بالتحكم الكامل في الجدول الزمني لعمليات إطلاقها. في صناعة يكون فيها التأخير لمدة تصل إلى عام أمرًا شائعًا، فإن القدرة على ضمان إطلاق المشروع في الموعد المحدد تعد ميزة كبيرة.

وقال بيك إن هذا النهج المتمثل في تقديم عمليات إطلاق حمولات صغيرة يجعل إطلاق الأقمار الصناعية في متناول نطاق أوسع من الناس. وتبلغ تكلفة إطلاق Rocket Lab حوالي 7.5 مليون دولار، مقارنة بأرخص البدائل لإطلاق الصواريخ المخصصة والتي تكلف 32 مليون دولار.

التحدي الأكبر حتى الآن: مهمة ناسا إلى القمر

في العام المقبل، ستجري Rocket Lab عملية إطلاقها الأكثر تعقيدًا حتى الآن: قمر ناسا CubeSat الذي سيتم تسليمه إلى مدار حول القمر. يعد القمر الصناعي CAPSTONE الخطوة الأولى في إنشاء ناسا البوابة القمرية، وهي سفينة فضاء تدور حول القمر والتي ستكون بمثابة مناطق انطلاق للبعثات المستقبلية إلى المريخ.

بالنسبة لهذا المشروع، تذهب Rocket Lab إلى ما هو أبعد من عمليات الإطلاق النموذجية إلى مدار أرضي منخفض. ستستخدم أولاً صاروخ إلكترون لإطلاق الحمولة إلى المدار، وبعد ذلك سينفصل قمرها الصناعي فوتون. يمتلك القمر الصناعي نظام الدفع الخاص به، وعلى مدار ثلاثة أيام، سيقوم بإحراق عدة محركات لزيادة مداره ببطء. ومع حرق أخير، ستقوم المركبة بإجراء "حقنة عبر القمر" للتحرر من جاذبية الأرض والتحرك في مدار حول القمر.

بمجرد أن تكون المركبة في طريقها إلى القمر، ستنشر المركبة الفضائية NASA CAPSTONE التي ستستخدم محركاتها الخاصة للوصول ببطء إلى القمر باستخدام جاذبيتها. يتطلب هذا النوع من المهام درجة عالية من الدقة حيث أن أصغر انحراف يمكن أن يتسبب في أن تنتهي المركبة على بعد مئات الأميال من الهدف المقصود. وسيكون بمثابة الأساس لكثير من البنية التحتية المخططة لناسا حول القمر. وقال بيك: "من المهم حقًا أن نفهم هذا المدار، وأن نفهم تلك البيئة وكيفية الوصول إلى هناك". "انها صفقة كبيرة."

بالإضافة إلى الحاجة الشديدة إلى الدقة، فإن المهمة تمضي قدمًا وفقًا لجدول زمني قصير جدًا، حيث من المقرر أن يتم الإطلاق في أوائل عام 2021. قال بيك: "إنه جدول زمني سريع بشكل لا يصدق". "بشكل عام، تُقاس المهمات إلى القمر بمليارات الدولارات والعقود. نحن نفعل ذلك بعشرات الملايين من الدولارات في أشهر. هذه مهمة لا تصدق."

توصيات المحررين

• تريد شركة Blue Origin إطلاق الصواريخ من موقع جديد خارج الولايات المتحدة.
• شاهد هذه اللقطات الرائعة لتتبع صاروخ SpaceX وهو يعود إلى المنزل
• كيف تشاهد إطلاق SpaceX القوي لـ Falcon Heavy يوم الجمعة
• تم إطلاق صاروخ SpaceX Starship في أول رحلة تجريبية، لكنه انفجر في الجو
• كيف تشاهد إطلاق SpaceX لصاروخ Starship المحطم للأرقام القياسية يوم الخميس