طائرة فضائية
جزء من سلسلة عن |
Spaceflight |
---|
![]() |
الطائرة الفضائية spaceplane، هي مركبة تعمل كطائرة في الغلاف الجوي للأرض، وتعمل أيضاً كمركبة فضاء عند تواجدها في الفضاء. وتجمع بين خصائص الطائرة والمركبة الفضائية، ويمكن اعتبارها طائرة يمكنها تحمل والمناورة في فراغ الفضاء وفي الوقت نفسها مركبة فضاء يمكنها الطيران مثل الطائرات. عادة، تأخذ الطائرة الفضائية شكل المركبة الفضائية المجهزة بالأجنحة، مع تعديل واختبار الأجسام الرافعة. يتم دفعها للفضاء بواسطة صاروخ يعتمد على أو بمساعدة محركات هوائية.
Four examples of spaceplanes have successfully launched to orbit, reentered Earth's atmosphere, and landed: the U.S. Space Shuttle, Russian Buran, U.S. X-37,[1] and the Chinese Shenlong. Another, Dream Chaser, is under development in the U.S. As of 2024 all past and current orbital spaceplanes launch vertically; some are carried as a payload in a conventional fairing, while the Space Shuttle used its own engines with the assistance of boosters and an external tank. Orbital spaceflight takes place at high velocities, with orbital kinetic energies typically greater than suborbital trajectories. This kinetic energy is shed as heat during re-entry. Many more spaceplanes have been proposed.
At least two suborbital rocket-powered aircraft have been launched horizontally into sub-orbital spaceflight from an airborne carrier aircraft before rocketing beyond the Kármán line: the X-15 and SpaceShipOne.[أ]
مبادئ التشغيل
Spaceplanes must operate in space, like traditional spacecraft, but also must be capable of atmospheric flight, like an aircraft.
Spaceplanes do not necessarily have to fly by their own propulsion, but instead often glide with their inertia while using aerodynamic surfaces to maneuver in the atmosphere during descent and landing. The U.S. Space Shuttle for instance, could not fly under its own propulsion but used its momentum after de-orbit to glide to the runway destination.[2][3][4]
These requirements drive up the complexity, risk, dry mass, and cost of spaceplane designs. The following sections will draw heavily on the US Space Shuttle as the biggest, most complex, most expensive, most flown, and only crewed orbital spaceplane, but other designs have been successfully flown.
الإطلاق إلى الفضاء
The flight trajectory required to reach orbit results in significant aerodynamic loads, vibrations, and accelerations, all of which have to be withstood by the vehicle structure.[5][6][7]
If the launch vehicle suffers a catastrophic malfunction, a conventional capsule spacecraft is propelled to safety by a launch escape system. The Space Shuttle was far too big and heavy for this approach to be viable, resulting in a number of abort modes that may or may not have been survivable. The Challenger disaster demonstrated a lack of survivability on ascent.[بحاجة لمصدر]
بيئة الفضاء
Once on-orbit, a spaceplane must be supplied with power by solar panels and batteries or fuel cells, maneuvered in space, kept in thermal equilibrium, oriented, and communicated with. On-orbit thermal and radiological environments impose additional stresses. This is in addition to accomplishing the task the spaceplane was launched to complete, such as satellite deployment or science experiments.[بحاجة لمصدر]
The Space Shuttle used dedicated engines to accomplish orbital maneuvers. These engines used toxic hypergolic propellants that required special handling precautions. Various gases, including helium for pressurization and nitrogen for life support, were stored under high pressure in composite overwrapped pressure vessels.[بحاجة لمصدر]
Atmospheric reentry
Orbital spacecraft reentering the Earth's atmosphere must shed significant velocity, resulting in extreme heating. For example, the Space Shuttle thermal protection system (TPS) protects the orbiter's interior structure from surface temperatures that reach as high as 1،650 °C (3،000 °F), well above the melting point of steel.[8] Suborbital spaceplanes fly lower energy trajectories that do not put as much stress on the spacecraft thermal protection system.
The Space Shuttle Columbia disaster was the direct result of a TPS failure.
Aerodynamic flight and horizontal landing
Aerodynamic control surfaces must be actuated. Landing gear must be included at the cost of additional mass.
Air-breathing orbital spaceplane concept
An air-breathing orbital spaceplane would have to fly what is known as a 'depressed trajectory,' which places the vehicle in the high-altitude hypersonic flight regime of the atmosphere for an extended period of time. This environment induces high dynamic pressure, high temperature, and high heat flow loads particularly upon the leading edge surfaces of the spaceplane, requiring exterior surfaces to be constructed from advanced materials and/or use active cooling.[7] Skylon was a proposed spaceplane that would have used air-breathing engines.
الطائرات الفضائية المدارية
مكوك الفضاء
بوران
X-37
|} بوينگ إكس-37، هي مركبة فضائية غير مأهولة أمريكية الصنع. تشغلها القوات الجوية الأمريكية في مهمات فضائية مدارية بهدف اختبار تكنولوجيا رحلات الفضاء المستقبلية.[9].
في 27 أغسطس 2019، سجلت الطائرة الفضائية الأمريكية إكس-37 رقماً قياسياً جديداً بقضائها أكثر من 717 يوماً في المدار.[10] وفي 27 أكتوبر 2019، سجلت بوينگ إكس-37 بي رقماً قياسياً جديداً بعد قضائها 780 يوماً في المدار.[11]Reusable experimental spacecraft
الوصف
الرفع الهوائي
العودة للغلاف الجوي
هبوط الطائرة
الدفع
محركات الصاروخ
محركات دفع الهواء
بيئة الرحلة القاسية
مركز الكتلة
المرحلة الوحيدة للمدار
طائرات فضائية طائرة
طائرات فضائية مدارية
طائرات فضائية تحت مدارية
مشروعات أخرى
الولايات المتحدة


طائرة الفضاء الوطنية
الاتحاد السوڤيتي وروسيا

طائرة الفلك
ألمانيا
كوريا الشمالية

انظر أيضاً
- جائزة أنساري العاشر
- قائمة مركبات الفضاء المأهولة
- قائمة شركات مركبات الفضاء الخاصة#مركبات نقل الطواقم والشحنات
- مركبة فضاء
المصادر
- ^ Piesing, Mark (22 January 2021). "Spaceplanes: The return of the reusable spacecraft?". BBC. Retrieved 15 February 2021.
- ^ "Re-entry and Landing Procedures: A Guide to Safe Spacecraft Descent - Space Voyage Ventures" (in الإنجليزية البريطانية). 2024-02-23. Retrieved 2024-12-13.
- ^ "The Aeronautics of the Space Shuttle - NASA" (in الإنجليزية الأمريكية). 2003-12-29. Retrieved 2024-12-13.
- ^ "Returning from Space: Re-entry" (PDF). faa.gov.
- ^ "Aerodynamics and Debris Transport for the Space Shuttle Launch Vehicle" (PDF). ntrs.nasa.gov.
- ^ "UNSTEADY AERODYNAMIC ANALYSIS OF SPACE SHUTTLE VEHICLES" (PDF). ntrs.nasa.gov. August 1973.
- ^ أ ب "X-15 Hypersonic Research Program - NASA" (in الإنجليزية الأمريكية). Retrieved 2024-12-29.
- ^ "Orbiter Thermal Protection System". NASA/Kennedy Space Center. 1989. Archived from the original on 9 September 2006.
- ^ خطأ استشهاد: وسم
<ref>
غير صحيح؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماةبوينگ X-37 USAF_factsh
- ^ "مهمتها سرية.. طائرة X-37B الأميركية تحطم الرقم القياسي في الفضاء". الحرة. 2019-08-28. Retrieved 2019-08-29.
- ^ "وصول طائرة فضائية عسكرية سرية إلى فلوريدا بعد أطول رحلة مدارية دامت عامين". مونت كارلو الدولية. 2019-10-28. Retrieved 2019-10-28.
- ^ Atlas V (version 501) supporting payload fairing image as per the following references: David, Leonard. "Secretive X-37B US Space Plane Could Evolve to Carry Astronauts". Space.com, 7 October 2011. Retrieved: 10 October 2011. This reference links to a detailed image posted here.
المراجع
Hacker, Barton C., and Grimwood, James M. On the Shoulders of Titans: A History of Project Gemini, 1975. Published as NASA Special Publication-4203, 1977.
وصلات خارجية
- Encyclopedia Astronautica article on Uragan / Zenit
- Russianspacweb: Russian Reusable Spacecraft
- Popular Science article: Space Shuttle proposals written by Wernher von Braun - July 1970
- Popular Science article: VentureStar, X-34, MAKS, Burlak and other - October 1996
- Popular Science article: Space Access' Space Plane - January 1998
- Popular Science article: Space planes - May 1999
- Popular Science article: Space plane replacement of Space Shuttle and info on past designs including NASP and Clipper - May 2003
- MSNBC - Classic design inspires futuristic space glider
خطأ استشهاد: وسوم <ref>
موجودة لمجموعة اسمها "lower-alpha"، ولكن لم يتم العثور على وسم <references group="lower-alpha"/>
- CS1 الإنجليزية البريطانية-language sources (en-gb)
- CS1 الإنجليزية الأمريكية-language sources (en-us)
- Short description is different from Wikidata
- مقالات ذات عبارات بحاجة لمصادر
- Articles with broken excerpts
- Articles with excerpts
- Articles with hatnote templates targeting a nonexistent page
- مركبات فضاء مأهولة
- طائرات فضائية
- إطلاق جوي إلى الفضاء
- تكنولوجيات ناشئة