لقد شهدت تكنولوجيا استكشاف الفضاء تقدما كبيرا في السنوات الأخيرة، ولكن حلم مركبة الإطلاق ذات المرحلة الواحدة إلى المدار لا يزال بعيد المنال. الميزة الأساسية لهذه المركبة هي أنه يمكن وضعها في مدار من سطح الأرض دون الحاجة إلى التخلص من أي أجهزة رئيسية، مثل خزانات الوقود أو المحركات، في هذه العملية. وعلى الرغم من وعد هذا المفهوم بالكفاءة من حيث التكلفة وإمكانية إعادة الاستخدام، فلماذا فشلنا حتى الآن في تطوير مثل هذه المركبة بنجاح على الأرض؟
التحديات التقنية
"لتحقيق الوصول إلى المدار في مرحلة واحدة من الأرض، لا بد من التغلب على العديد من التحديات التقنية الهامة."
لكي تتمكن أي مركبة SSTO من الوصول إلى الأرض، يجب عليها أولاً التغلب على تحدي جاذبية الأرض. وباستخدام تكنولوجيا اليوم، يتعين على المحرك أن يوفر قوة دفع عالية للغاية، وأن يحقق مهمة الدخول إلى المدار بسرعة تزيد عن 7400 متر في الثانية. بالإضافة إلى ذلك، فإن وجود الغلاف الجوي للأرض يعني أن الطيران في المراحل الأولى كان متأثرًا بمقاومة الهواء، مما أدى بدوره إلى الحد من السرعة وأداء المحرك.
ارتفاع تكلفة عملية البحث والتطوير
على الرغم من أن بعض مفاهيم SSTO المعروفة مثل Skylon و DC-X أظهرت بعض الإمكانات التقنية، إلا أنها جميعًا تشكل تحديات مكلفة للانتقال من النظرية إلى التطبيق. ويشير الخبراء إلى أن تكاليف التصميم والتطوير والبحث والهندسة لهذه الأنظمة القابلة لإعادة الاستخدام أعلى بكثير من أنظمة الصواريخ التي تستخدم لمرة واحدة، وبالتالي فإن العبء المالي باهظ للغاية بالنسبة للمستثمرين.
دراسات الحالة الرئيسية
"تم إنجاز العديد من المهمات الفضائية الناجحة باستخدام الصواريخ متعددة المراحل."
لقد أثبتت الصواريخ متعددة المراحل، مثل نظام الإطلاق الفضائي العملاق التابع لوكالة ناسا (SLS)، وصاروخ فالكون هيفي التابع لشركة سبيس إكس، أن تكنولوجيا الصواريخ التقليدية يمكنها توصيل الحمولات إلى الفضاء بشكل فعال. وبالمقارنة مع SSTO، تتمتع هذه الأنظمة متعددة المراحل بمزايا واضحة في تحسين نسبة الحمولة وتقليل تكاليف الإطلاق.
إمكانات الفضاء الخارجي
وقد أثبتت أمثلة مركبات SSTO التي تم تنفيذها على كواكب أخرى، مثل القمر والمريخ، إمكاناتها أيضًا. في الواقع، نجحت وحدة أبولو القمرية في تحقيق مدار أحادي المرحلة بنجاح، مما يشير إلى أن تنفيذ مفهوم SSTO سيكون أكثر جدوى في بيئة ذات جاذبية أقل.
النظرة المستقبلية
ورغم التحديات التقنية الحالية، لا يزال بعض الخبراء يستكشفون بشكل نشط الفرص المستقبلية للوصول إلى المدار في مرحلة واحدة. مع التقدم المستمر في تكنولوجيا علوم وهندسة المواد، يمكن للجمهور أن يتوقع رؤية حلول اقتران جديدة في المستقبل، ومن المتوقع أن يفتح ذلك المزيد من الاحتمالات لتحقيق روبوتات SSTO.
الخاتمة
إن مفهوم الإطلاق المداري من مرحلة واحدة مقنع للغاية، وعلى الرغم من أنه لا يزال يواجه العديد من التحديات، إلا أنه مع التقدم في التكنولوجيا، قد يصبح هذا الحلم حقيقة في يوم من الأيام. هل تعتقد أن التقدم التكنولوجي كافٍ للتغلب على هذه الصعوبات وجعل SSTO حقيقة واقعة؟