![رقيب روسي شاتل را بشناسيم رقيب روسي شاتل را بشناسيم](https://rasekhoon.net/_files/thumb_images700/article/567de4c0-b5a7-449c-abe9-18ea89df7014.jpg)
رقيب روسي شاتل را بشناسيم
نويسنده:عباس خاراباف
مقايسه اي كوتاه بين دو سرويس رفت و برگشت مداري، شاتل آمريكايي و بوران روسي
فضاپيماي بوران يكي از فضاپيماهاي شاتل اتحاد شوروي است. بوران تنها شامل شاتل فضايي شوروي بود. كه به طور كامل ساخته و در مدار زمين آزمايش شد. برنامه بوران همزمان با پروژه شاتل آمريكا در دهه 70 ميلادي در شوروي سابق آغاز شد. پس از مطالعات اوليه، در سال 1975ساخت آن آغاز شد و نخستين پرواز آزمايشي آن در سال 1985 انجام شد. با توجه به تمام مزيت هايي كه بوران نسبت به نمونه آمريكايي خود داشت، برنامه آن به علت كمبود بودجه لغو شد. در حقيقت بودجه بوران به ساخت و توسعه موشك هوا به هواي كوتاه برد مولينا اختصاص يافت. در كل، چهار مدل مختلف از بوران ساخته شد. دو مدل از آن، هيچ گاه تكميل نشد و دو مدل ديگر، تنها پروازهاي آزمايشي داشته اند. يكي از اين دو مدل، هم اكنون در پارك گوركي در مسكو روي زمين قرار گرفته و ديگري در پايگاه فضايي بايكونور قزاقستان قرار دارد.
نمونه هاي پيشين اجسام پرنده اي كه براي به پرواز درآوردن فضانوردان، آمد و شد و تحويل بار در ايستگاه مداري استفاده مي شدند ــ مانند واستوك ها و سايوزها ــ هريك تنها از عهده يكي از نقش هاي بوران برمي آيند و آن هم به صورت يك بار مصرف! آنها با يك موشك حامل نه چندان بزرگ (متوسط)، در مدار قرار مي گيرند و بارهاي خود را در مدار قرار مي دهند، سپس به صورت پرتابه اي با حركت بالستيك وارد جو زمين مي شوند و با نزديك شدن به زمين چتر نجات و فرود آنها باز مي شود تا فرودي آرام روي زمين داشته باشند. اين مسائل طراحان را وادار كرد تا براي سهولت رفت و آمد به مدار، بسياري از مسائل سخت و پيچيده را حل كنند. از سوي ديگر به دليل افزايش ترابري فضايي در خط «مدار ــ زمين» توسعه چنين وسايلي ــ كه داراي ظرفيت بالاي حمل بار هستند ــ امري اجتناب ناپذير شده بود و اكنون نيز هست. بوران تمام قابليت هاي نمونه هاي پيشين اجسام پرنده ياد شده را يكجا دارد.
فرود آزاد از مدار و از بين لايه هاي فشرده و متراكم جو، به استفاده اصولي از سامانه جديد سپرهاي گرمايي با قابليت به كارگيري مجدد بستگي دارد. اين سامانه براي محافظت از گرما در 100 پرواز طراحي شده بود. براي مدار گرد بوران، سه نمونه سامانه عايق گرمايي توسعه يافت.
1.مواد «كربن ــ كربن» كه بيشترين دماي عملياتي يعني 1650 درجه سانتي گراد را تحمل مي كند و براي بخش هايي كه بالاترين بار گرمايي را دارند، مانند دماغه بوران و لبه بال مورد استفاده قرار مي گرفت.
2.كاشي ها سراميكي براي قطعاتي كه تا 1250 درجه سانتي گراد گرم مي شوند.
3.مواد قابل انعطاف براي قطعات به كار رفته در سطوح كه دماي كاركرد آن 379 درجه سانتي گراد بالاتر نباشد.
اين سه سامانه به استحكام و دوام بيشتر مواد به كار رفته در ساختار بوران فضايي، منجر شده است. تقريبا هر 40 هزار كاشي سراميكي كه در سامانه عايق گرمايي به كار رفته اند، در پرواز شكل هندسي واقعي خود را حفظ كرده اند.
در فرود بوران از يك مدار فضايي به زمين مانورهاي زيادي انجام مي گرفت تا پرنده بر زمين بنشيند. بوران، مانور خود را با سرعت ماوراي صوت با ماخ 25 آغاز مي كرد و تا زمان فرود كه سرعت آن به ماخ 20 مي رسيد، ادامه مي داد. اين گستره وسيع عدد ماخ، مستلزم طرح آيروديناميكي بدون دم افقي، با يك جفت بال پيچ خورده، با ترمز آيروديناميكي لاستيكي و زبانه اي براي متعادل كردن سفينه - همانند سطوح كنترلي هواپيماها- است. اين ساختار در طول آزمون هاي طولاني و بسيار پرهزينه تونل باد، توسعه يافته است و در پروازهاي مدل آزمايش شده است. اين پروازها را «بور-5» ناميده اند. در ابتدا نخستين بوران، براي بررسي مهم ترين مرحله پرواز - فرود و پيش فرود- ساخته شد و به پرواز درآمد. اين بوران اوليه، داراي چهار موتور توربوجت جهت برخاستن از فرودگاه به صورت مستقل بود و همين امر آن را از «مدارگرد فضايي بوران» متمايز مي كند. نمونه اوليه، 24 پرواز انجام داد كه 15 مورد آن، براي فرود در وضعيت خودكار، انجام گرفت. دو چرخش دورزمين بدون اين كه خلبان درون مدارگرد باشد، انجام شد. باند پرواز با دقت، مورد كنترل و نظارت قرار گرفت تا هيچ مورد مشكوكي هنگام فرود رخ ندهد. اين نخستين فرود خودكار سفينه فضايي بوران بود كه شاتل فضايي نمي توانست آن را انجام دهد. پرواز مدارگرد بوران، يك گام ارزشمند در پيشرفت مهندسي فضا بود. با يك نگاه به روش به كار رفته در پروژه بوران، مي توان به كاربرد گسترده مواد، فناوري ها، روش هاي طراحي يارانه اي و مولفه هاي تجهيزات جديد در شاخه هاي اقتصادي علوم فضايي پي برد.
شاتل، پير شد اما كامياب!
در بخش مياني مدارپيما تجهيزات و بازوي مكانيكي و در بخش پيشاني مركز فرماندهي و محل استقرار خدمه و مخازن هوا و غذا قرار داشت. وقتي مدارپيما به ايستگاه مورد نظر مي رسيد درهاي بالاي بدنه باز شده و تجهيزات توسط بازوي مكانيكي كه درون آن تعبيه شده به ايستگاه تحويل مي شد. پس از آنكه ماموريت مدارپيما به اتمام رسيد، نوبت بازگشت به زمين بود. بازگشت مدارپيما يكي از حساس ترين مراحل سفر بود. ابتدا مدارپيما بايد 180 درجه گردش مي كرد و سپس دوباره تحت زاويه خاص (28 تا 36 درجه) گردش مي كرد تا سطح زيرين آن به اتمسفر برخورد كند. مدارپيما در اين حالت با سرعت 28 هزاركيلومتر بر ساعت از اتمسفر زمين عبور مي كرد و دماي سطح آن در اين لحظه به 3000 درجه سانتيگراد مي رسيد. به همين دليل سطح مدارپيما از مواد خاص (تركيبات سخت كربن) ساخته اند تا در برابر حرارت شديد مقاوم باشد. پس از اينكه مدارپيما از جو عبور كرد به ارتفاعي مي رسيد كه غلظت هوا در آنجا زياد است. از اين به بعد مدارپيما مانند هواپيما با كمك بال ها در يك ناحيه S شكل ابتدا تحت زاويه 40 درجه و سپس 20 درجه به طرف زمين مانور مي داد تا سرعت فرودش كم شود. پس از اينكه مدارپيما به باند فرود رسيد دماغه را بالا مي آورد و سپس چتر سرعت گير را باز مي كرد تا آرام روي باند توقف كند.
تفاوت هاي اساسي
تفاوت ها در يك نگاه:
- استفاده نكردن از موتور بوران به عنوان موتور اصلي جهت بالابردن موشك حامل آن (انرگيا)، موتور اصلي در بخش مياني موشك حامل انرگيا قرار دارد كه مي توانست با داشتن 120 تن بار مفيد در برابر 30 تن بار مفيد شاتل فضايي، به مدار پرتاب شود.
- ميزان بالاي نيروي برآ به پسا. اين نسبت براي سفينه فضايي بوران 6/5 است و براي شاتل، 5/5.
- بوران 20 تن بار مفيد را از مدار به فرودگاه برمي گرداند ولي شاتل، فقط 10 تن را مي تواند به زمين منتقل كند.
- الگوي چيدمان كاشي هاي سپر گرمايي بوران، بهينه است و شكاف طولي كمربندها نسبت به خط جريان، عمود است. زاويه هاي تند در كاشي ها وجود ندارد و كمربندهاي كاشي در دماغه و باله ها درموقعيت بهينه هستند.
منبع: دانستنيها، شماره 28.