الإقلاع نحو الفضاء

[rtl]ما هي الشروط التي تؤخذ بعين الإعتبار عند بناء قاعدة اطلاق صاروخية إلى الفضاء؟ و ماهي العوامل و القوانين الفيزيائية التي يتوجّب معرفتها لفهم آليات الإطلاق و الدخول في مدار حول الكرة الأرضية.[/rtl]
[rtl]الجاذبية و سرعة الدوران و سرعة الإفلات:[/rtl]
[rtl] تخيل أنك تحمل بيدك حبل و وضعت ثقل في آخر الحبل و بدأت بالدوران و أنت ممسك بهذا الحبل. طبعاً الحبل يدور حولك لكن المسافة التي يتوجّب على الحبل أن يقطعها تختلف بناء على بعُد الحبل منك. كل ما كانت المسافة أبعد من المركز كل ما كان على قسم الحبل أن يدور أسرع لقطع نفس المسافة التي تقطعها أقسام الحبل الأقرب إلى المركز. أنت مركز الدوران و الثقل الموجود في نهاية الحبل هو أبعد نقطة عنك و بالتالي عن المركز.[/rtl]
[rtl]الآن لنتخيل الكرة الأرضية و لنفترض وجود حبل وهمي ينطلق من مركزها نحو السطح. سنجد أن خط الاستواء هو أبعد نقطة عن المركز و بالتالي هي أكثر نقطة سرعة دوران بالمقارنة مع بقية أقسام الكرة الأرضية.[/rtl]
[rtl]الكرة الأرضية تدور حول نفسها بسرعة ٠,٤٦٥ كيلومتر في الثانية عند خط الاستواء[/rtl]

[rtl]ماهي سرعة الإفلات من الجاذبية؟ [/rtl]
[rtl]الجاذبية ليست كما يتصورها البعض على أنها طاقة تجذب الأجسام إلى بعضها البعض. الجاذبية عبارة عن انحناء في الفضاء بسبب كتلة الأجسام. لنتخيل أن لدينا غطاء قماشي كبير مشدود. إذا وضعنا كرة معدنية في منتصف الغطاء سيتشكل لدينا انحناء دائري في هذا الغطاء. الآن إذا وضعنا عدة كرات و جعلناها تدور حول الكرة المعدنية ستدور هذه الكرات عدة دورات ثم تتّجه في الإنحناء المتشكل في الغطاء إلى أن ترتطم جميع الكرات مع بعضها البعض و تجتمع في وسط الغطاء.[/rtl]
[rtl]سبب انجذاب الكرات إلى بعضها البعض ليس ناتج عن طاقة جذب بينهم و إنما انحناء في الغطاء القماشي. الغطاء القماشي يمثل الفضاء المحيط بالكرة الأرضية. مع العلم أن احتكاك الكرات مع الغطاء في المثال يبطئ سرعتها مما يجعلها تسقط باتجاه الكرة المعدنية الموجودة في المنتصف.[/rtl]
[rtl]الآن لنتخيل أن هذا الغطاء هو المساحة الفضائية في مجموعتنا الشمسية و أن الشمس هي الكرة المعدنية الموجودة في المنتصف و أن الكرات المعدنية الصغيرة هي الكواكب في مجموعتنا الشمسية.[/rtl]
[rtl]كتلة الشمس الكبيرة هي سبب انحناء القماشة الفضائية. الكرة الأرضية و بقية الكواكب تدور حول الشمس بسبب الإنحناء في المساحة الفضائية. طبعاً في الفضاء لا يوجد احتكاك بين الأجسام فتبقى الأجسام تدور بنفس المدار دون أن تبطئ سرعتها. من هذه الفكرة ننطلق لمفهوم سرعة الإفلات من الجاذبية.
إذا تخيّلنا أنفسنا عالقين داخل حفرة و أن علينا الخروج منها فالطريقة الوحيدة للخروج من الحفرة مع الالتزام في ملامستها طوال الوقت هي التسارع خارج الحفرة.[/rtl]
[rtl]إذا كانت السرعة غير مناسبة نصعد قليلاً على جدران الحفرة ثم نتوقف و نعود إلى أسفل الحفرة. الآن لنتخيل أن الجاذبية الأرضية هي الحفرة و نريد الهروب خارج الحفرة و تأثير جدرانها. علينا أولاً حساب مدى تحدّب جدران الحفرة و ثم استنتاج السرعة اللازمة للخروج من الحفرة.[/rtl]
[rtl]تحدّب الجدران يعود لكتلة المادة التي شكّلت التحدّب أصلاً أو ما يسمى الجاذبية.[/rtl]
[rtl]اذاً للخروج من حفرة الزمكان المتشكلة بسبب الأرض (الجاذبية الأرضية) علينا الانطلاق بسرعة تساوي أو تزيد عن ١١,٢ كيلومتر في الثانية أي ما يعادل ٣٣ مرة سرعة الصوت تقريباً. جميع المركبات الفضائية عليها الإنطلاق بهذه السرعة للخروج من الغلاف الجوي الأرضي إلى الفضاء الخارجي.[/rtl]
[rtl]– السرعة اللازمة للإفلات من جاذبية القمر ٣ كيلومتر في الثانية
– السرعة اللازمة للإفلات من جاذبية المريخ ٥ كيلومتر في الثانية
– السرعة اللازمة للإفلات من جاذبية زحل ٣٦ كيلومتر في الثانية
– السرعة اللازمة للإفلات من جاذبية الشمس (من على سطحها) ٦١٨ كيلومتر في الثانية[/rtl]
[rtl]في الثقب الأسود نحتاج لسرعة أكثر من ٣٠٠ ألف كيلومتر في الثانية (سرعة الضوء) للإفلات من جاذبية الثقب الأسود و لهذا لا شيء يستطيع الإفلات
من جاذبية الثقوب السوداء بحكم أن لا شيئ يفوق سرعة الضوء.[/rtl]
[rtl]سرعة البقاء في المدار:
سرعة البقاء في المدار تختلف عن سرعة الإفلات من الجاذبية إذ أن هذه السرعة يجب أن تناسب سرعة الجذب التي يتعرض لها الجسم. الأجسام التي تستطيع الطيران بسرعة تماشي سرعة الجذب ستبقى و تصبح بحالة مدارية حول الجسم. لنعود لمثال الحفرة و لنفترض أن لدينا درّاجة نارية داخل هذه الحفرة. سرعة البقاء في المدار هي السرعة اللازمة لكي نستيطع قيادة الدرّاجة على جدران الحفرة دون السقوط داخلها. سرعة دوران الدرّاجة النارية حول جدران الغرفة يتناسب مع حدة انحناء الحفرة. في حالة الكرة الأرضية فإن سرعة البقاء في المدار تعتمد على مستوى المدار المُراد الدخول فيه. يوجد عدّة مدارات حول الكرة الأرضية سأذكر بعضاً منها فقط. الإقلاع نحو الفضاء PicES4_6

[/rtl]
[rtl]مدار متحرك أسفل:
هذا يعني أن الجسم يدور حول الكرة الأرضية دون السقوط من جديد نحوها[/rtl]
[rtl] ارتفاع بين ٢٠٠ كيلومتر من سطح الكرة الأرضية حتى ٢٠٠٠ كيلومتر
سرعة المدار الدائري: بين ٦,٩ كيلومتر في الثانية إلى ٧,٨ كيلومتر في الثانية
سرعة المدار البيضوي: ٦,٥ كيلومتر في الثانية إلى ٨,٢ كيلومتر في الثانية[/rtl]
[rtl]مدار جغرافي ثابت:
الإقلاع نحو الفضاء Geostationaryjava3Dsideview

الإقلاع نحو الفضاء Geostationaryjava3Dsideview

هذا يعني أن الجسم لا يسقط نحو الكرة الأرضية لكنه ثابت فوق نقطة جغرافية محددة.
هذا المدار هو مدار استوائي و يجب أن يكون على ارتفاع ٣٥,٧٨٦ كيلومتر فقط (ارتفاع منخفض نسبياً)
و بسرعة ٣,٠٧ كيلومتر في الثانية يوجد العديد من التطبيقات لهذا النوع من المدارات أذكر منها الأقمار الصناعية المتعلقة برصد حالة الطقس.[/rtl]
[rtl]يوجد المزيد من أنواع المدارات لكنني لن اتطرّق لها ضمن هذا المقال. لكن أود أن أنوّه أن نوع المدار المراد الدخول به يحتّم علينا اختيار نقطة الإنطلاق على سطح الأرض مع حساب وجهة الانطلاق باتجاه الشرق لكسب أكبر سرعة أثناء الإنطلاق (بنفس اتجاه دوران الكرة الأرضية) و لهذا السبب نجد أن أغلب منصّات الإطلاق تكون بمكان يكون شرقه خالي من السكان في حال وقوع حادث ما أثناء الإطلاق.[/rtl]
[rtl]بسبب الجاذبية القمرية و بعض العوامل الآخرى يحتاج العلماء أن يصححوا المدار كل سنة لتعويض بعض الفروقات الناتجة.[/rtl]
[rtl]أنا لم أتطرّق لموضوع المدارات المتعلقة بالسفر نحو كواكب بعيدة لأن هذا بحث مختلف قليلاً و مركّب إذ أن خطة الرحلة تتطلب أكثر من نوع من المدارات.[/rtl]
[rtl]الانطلاق نحو الفضاء:[/rtl]
[rtl]أعتقد أني قدمت ما يكفي من معلومات للدخول في محور المقال الاساسي و هو عن العوامل المؤثرة في اختيار موقع منصّات الإطلاق الفضائية. كما ذكرت سابقاً أن سرعة الهروب من الجاذبية من أهم الشروط للانطلاق نحو الفضاء. لهذا نجد أن وكالات الفضاء تحاول دائماً أن تبني قواعدها الفضائية بالقرب من خط الاستواء للاستفادة من سرعة الأرض القصوى (تذكر مثال الحبل و مثال الحفرة). بالاضافة إلى ذلك، يتم الإقلاع نحو الفضاء Pcw_still625x461

تقييم المكان من حيث تأثيره على المحيط السكاني في حال وقوع حوادث كما حدث لمكوك كولمبيا مثلاً.[/rtl]
[rtl]يتم تحديد الموقع بناء على نوعية المدار التي يراد الالتحاق به فمثلاً يوجد مدار يسمى Molnia Orbit يكون مناسب للمناطق الواقعة في القسم
الشمالي للكرة الأرضية إذ أن المدار يأخذ اتجاه شمالي جنوبي و بالتالي يغطي المناطق الشمالية لمدة أطول كما هو الحال في المدارات التي تستخدمها روسيا اليوم لأغراض تتعلق بتخديم القسم الشمالي من الكرة الأرضية. لكن هذا النوع من المدارات يحتاج عدة أقمار صناعية لتغطية نفس النقطة إذ أن القمر يغيب عن الأفق حوالي أربع مرات في اليوم و أيضاً يحتاج قاعدة رصد متحركة تتابعه طوال الوقت.[/rtl]
[rtl]طبعاً اطلاق الصورايخ من منصات بعيدة عن خط الاستواء مكلف من حيث كمية الوقود اللازمة للهروب من الجاذبية، لذلك يسأل البعض لماذا لا تطلق
روسيا صواريخها من منصّات أقرب لخط الاستواء؟[/rtl]
[rtl]روسيا تتمنى أن تمتلك منصّات فضائية بالقرب من خط الاستواء إلّا أن جغرافيا الإتحاد السوفيتي سابقاً و روسيا حالياً لا تسمح لها بتحقيق هذا الهدف بالاضافة لذلك فإن روسيا تحتاج مدار مولنيا (القطبي) أكثر من المدار الإستوائي و ذلك لتخديم مصالحها فوق الأراضي الروسية.[/rtl]
[rtl]الحكومة الروسية تدفع حوالي ١١٥ مليون دولار كعمولة سنوية لكازاخستان (جزء من الاتحاد السوفيني سابقاً) لاستخدام المنصة الفضائية التي كان الاتحاد السوفيتي قد بناها سابقاً لكن الحكومة الروسية في المقابل تقبض عمولات من وكلات فضاء أخرى لتسيير رحلتها. على سبيل المثال، ناسا تدفع لروسيا حوالي ٧٦ مليون دولار لكل مقعد متّجه نحو محطة الفضاء الدولية. منصّة الفضاء الموجودة في كزاخستان هي المنصّة الوحيدة التي تستطيع الوصول إلى مدار محطة الفضاء الدولية. لهذا نجد أن جميع الدول التي تريد إرسال رواّد فضاء نحو المحطة عليهم استخدام منصّة كازاخستان. يوجد خطة روسية لبناء منصّة اطلاق فضاء جديدة ضمن الأراضي الروسية لاستبدال محطة كازاخستان.[/rtl]
[rtl]أغلب الأقمار الصناعية التي تستخدم مدار مولينا هي أقمار تواصل روسية إلّا أن وكالة الفضاء الأمريكية ناسا لديها أيضاً قمرين صناعيين على الأقل بإسم التوأم بهدف تصوير القطب الشمالي و دراسة TWINS ضمن هذا المدار الغلاف المغناطيس الأرضي.[/rtl]
[rtl] محطة الفضاء الدولية مثلاً في مدار دائري حول الكرة الأرضية ضمن ارتفاع منخفض (٣٣٠ كيلومتر) عن سطح الكرة الأرضية إلّا أن مدارها يقع على ٥١+ درجة عن خط الاستواء و هذا لكي تستطيع المراكب الروسية الالتحاق بها بسهولة بحكم عدم وجود أي منصّات روسية بالقرب من خط الإستواء.[/rtl]
[rtl] الإقلاع نحو الفضاء ISS-orbit-in-May

[/rtl]

[rtl]الملخص:[/rtl]
[rtl]الوصول إلى الفضاء هو عمل معقّد بكل تأكيد و يحتاج الكثير من الدقة و العمل، لكنه ليس مستحيل. قرأت بعض المقالات و التعليقات حول شخص يدّعي أنه دكتور في الفيزياء. اسم هذا الشخص علي منصور كيالي و هو يقدم العديد من الادّعاءات الباطلة و التي تنُم عن جهل في أبسط قواعد العلوم. المُحزن في الموضوع أن أشخاص مثل السيد كيالي يتلقون دعم إعلامي حيث يظهرون على شاشات التلفزة و يقدمون ادعاءاتهم هذه دون رقيب. هم يبثّون هذه المغالطات في عالم غارق في الجهل العلمي و يحتاج من يساعده في النهوض و العودة إلى ركْب الحضارة البشرية.[/rtl]
[rtl]هذه أسماء القواعد الجوية التي فيها منصّات فضائية قادرة على إرسال الإنسان إلى الفضاء الخارجي و التي تقع في مناطق جغرافية مختلفة .
الشيء الوحيد الواضح أن هذه المنصّات لا تقع في عالمنا العربي والإسلامي و هذا ما يجب البحث فيه.[/rtl]

Baikonur Cosmodrome Kazakhstan
Cape Canaveral Air Force Station Florida, USA
Kennedy Space Center, Florida, USA
Jiuquan SLC, China

الإقلاع نحو الفضاء

الإقلاع نحو الفضاء :: تعاليق

الإقلاع نحو الفضاء