عندما يتعلق الأمر بمستقبل استكشاف الفضاء ، فإن اسم اللعبة هو "توفير المال". للقيام بذلك ، تستثمر وكالات الفضاء وشركات الطيران حول العالم في أشياء مثل الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام ، والصواريخ من مرحلة واحدة إلى المدار (SSTO) ، والطائرات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام. يعتمد هذا المفهوم الأخير على التقاليد التي أرستها مركبة الفضاء مكوك الفضاء وبوران ، وهما مركبتان قابلتان لإعادة الاستخدام تم تصميمهما لجعل إطلاق الفضاء أكثر تكلفة.
كان العيب الوحيد لهذه المركبة الفضائية حقيقة أنها لا تزال تحتاج إلى اثنين من معززات الصواريخ وخزان وقود خارجي ضخم لوضعهما في المدار. هذا هو المكان الذي يتم فيه تشغيل محرك Synergetic Air Breathing Rocket (SABER). بمساعدة وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة الفضاء البريطانية (UKSA) ، اتخذ هذا المحرك الثوري الأسرع من الصوت مؤخرًا خطوة كبيرة نحو تحقيق ثمارها.
الفكرة وراء محرك SABER هي أنيقة ومباشرة. أثناء الإقلاع والصعود ، يجرف المحرك الغلاف الجوي ويستخدمه لتوليد الدفع (الوصول بسرعات تصل إلى 5.4 ماخ). بعد الوصول إلى ارتفاع حوالي 25 كم (15.5 ميل) ، يتحول إلى وضع الصواريخ ويتسارع إلى ماخ 25 لتحقيق المدار والطيران في الفضاء.
المحرك هو من بنات أفكار شركة Reaction Engines للفضاء ومقرها المملكة المتحدة ، والتي اقترحتها في الأصل كجزء من مفهوم طائرة الفضاء Skylon. تأسست الشركة في عام 1989 بهدف تطوير التقنيات اللازمة لإنشاء محرك أسرع من الصوت يمكن أن يجمع بين كفاءة وقود الطائرة مع القدرة والقدرة عالية السرعة للصاروخ.
بالتعاون مع UKSA ، استعرضت وكالة الفضاء الأوروبية مؤخرًا التصميم الأولي لجوهر معيد المحرك ، مما جعل المحرك الكامل خطوة أقرب إلى التحقيق. كما أشار مارك فورد ، رئيس قسم هندسة الدفع في وكالة الفضاء الأوروبية ، في بيان صحفي حديث لوكالة الفضاء الأوروبية:
يمثل الختام الإيجابي لمراجعة التصميم الأولية لدينا معلماً رئيسياً في تطوير شركة SABER. ويؤكد أن النسخة التجريبية من هذه الفئة الجديدة من المحركات جاهزة للتنفيذ ".
ويمثل هذا أحدث خطوة في الجهد المشترك من قبل ESA ومحركات رد الفعل لتطوير محرك SABER. في عام 2010 ، أصبحت وكالة الفضاء الأوروبية تشارك رسميًا بعد إجراء مراجعة مستقلة لجدوى المحرك ، مما فتح الباب أمام الحكومة البريطانية للاستثمار نيابة عن المملكة المتحدة.
تبع ذلك في عام 2012 تعاونت ESA ومحركات رد الفعل في اختبار المبرد المسبق للمحرك. يضمن هذا العنصر ، الذي يعد ضروريًا لـ SABER ، أن يتم الحفاظ على مجرى الهواء الساخن الذي يدخل بسرعات تفوق سرعة الصوت عند درجات حرارة ثابتة. أثبتت هذه الاختبارات صحة المبرد المسبق بالكامل ، مما يدل على أنه كان يعمل بشكل جيد في درجات حرارة الهواء المحيط.
وفقًا لريتشارد فارفيل ، كبير مسؤولي التكنولوجيا لمحركات التفاعل ، فإن عملية التحقق خطوة بخطوة هي واحدة من الأشياء التي تميز SABER عن بعضها البعض:
"إن إحدى المزايا العظيمة لمفهوم الدفع SABER هو أنه نموذجي تمامًا من منظور التصميم والتشغيل. لذلك ، من الممكن إخضاع كل من المكونات الرئيسية للمحرك إلى اختبارات أرضية صارمة ، والتي تحاكي تمامًا ظروف التشغيل التي سيواجهها المحرك حتى رحلة ماخ 5 على ارتفاع 25 كم ".
بدأ تطوير جوهر المحرك في أكتوبر 2016 عندما قررت الشركة إنشاء العنصر المركزي لـ SABER. عند الاختبار ، ستسعى Reaction Engines و ESA للتحقق من التبادل الحراري للمحرك ، ووحدات الماكينة التوربينية ، والقدرة على خلط الهواء والهيدروجين السائل لتوليد الاحتراق.
سيتم اختبار المتظاهر الأساسي في منشأة الاختبار المخصصة للشركة في ويستكوت فنشر بارك ، باكينجهامشاير (التي يتم بناؤها حاليًا). هذا الموقع له تاريخ غني عندما يتعلق الأمر باختبار الصواريخ البريطانية ، حيث كان المكان التاريخي خط أزرق و سهم أسود تم إطلاق الصواريخ لأول مرة.
وكما قال كريس كاستيلي ، مدير البرامج في وكالة الفضاء البريطانية:
"باعتبارها موطن محرك الطائرات النفاثة ، تمتلك المملكة المتحدة تراثًا غنيًا في مجال الطيران ومهارات وخبرات ذات شهرة عالمية. يعد هذا معلماً مثيراً لمحركات رد الفعل في تطوير محركها SABER ، والذي يمكن أن يحدث ثورة في الوصول إلى الفضاء والسفر الدولي من خلال تشغيل الطائرات إلى خمسة أضعاف سرعة الصوت.
"تضع الاستراتيجية الصناعية الحديثة للحكومة المملكة المتحدة في طليعة تقنيات الفضاء الرائدة وتضمن ازدهارنا في عصر الفضاء التجاري الجديد. إن استثمارنا البالغ 60 مليون جنيه استرليني في شركة SABER هو مثال رائع لكيفية دعمنا لأعمال الغد ".
وفقًا للبيانات التي أدلى بها مسؤولو شركة Reaction Engine ، تفتح هذه المراجعة الأخيرة الباب أمام العديد من مراحل الاختبار التي ستقوم بها الشركة خلال الـ 18 شهرًا القادمة. سوف تتوج هذه في أول اختبار كامل النطاق للمحرك المكتمل ، والذي (إذا نجح) يمكن أن يحدث ثورة في رحلة الفضاء كما نعرفها.
كما هو الحال مع التقدم المحرز في استعادة وإعادة إطلاق الصواريخ في السنوات الأخيرة ، فإن احتمال طائرات فضائية قابلة لإعادة الاستخدام لا تتطلب معززات صاروخية خارجية أو خزانات وقود للوصول إلى الفضاء سيعني تخفيضات كبيرة في تكلفة الإطلاق الفردي. كما ستقدم نوعًا متخصصًا من خدمات الإطلاق التي يمكن أن تسهل نشر الأقمار الصناعية والحمولات الصغيرة والأطقم إلى المدار.
وهذا لا يشمل حتى الطريقة التي يمكن لهذا المحرك أن يحفز التطورات في صناعة السياحة الفضائية. في النهاية ، ستكون طائرات الفضاء القادرة على الإقلاع والوصول إلى الفضاء والهبوط دون أي مساعدة إضافية بمثابة تغيير شامل في اللعبة!
