ارتياد الفضاء أورحلات الفضاء Spaceflight ، هواستخدام تكنولوجيا الفضاء للقيام برحلات بواسطة المركبات الفضائية إلى وعبر الفضاء الخارجي. بدأت رحلات الفضاء استجابة للفضول البشري لسبر أغوار الأرض والقمر والكواكب والشمس وغيرها من النجوم والمجرات. تجوب المركبات المأهولة وغير المأهولة خارج حدود الأرض، لجمع المعلومات القيمة عن الكون. فقد زار الإنسان القمر، وعاش في المحطات الفضائية لفترات طويلة. إلى غير ذلك ساعدنا استكشاف الفضاء في فهم كنه العلاقة الحقيقية بين الأرض وبقية الكون. ويجيب استكشاف الفضاء عن كيفية تكون الشمس والكواكب والنجوم، وما إذا كانت هناك حياة في مكان آخر من الكون.

التاريخ

عندما بدأ الناس يحلمون بالطيران فوق سطح الأرض، أدركوا حتى الأجسام الموجودة في السماء يمكن حتى تصبح مقصدًا للمسافرين من البشر. ففي بداية القرن السابع عشر الميلادي، أصبح عالم الفلك والرياضيات الألماني يوهانس كيپلر، أول عالم يصف السفر إلى العوالم الأخرى، كما طور أيضًا قوانين الحركة الكوكبية التي توضح مدارات الأجسام في الفضاء. استوعب الفهماء، خلال القرن الثامن عشر الميلادي، حتى الهواء يصبح رقيقًا في الارتفاعات الشاهقة. ويعني ذلك حتى الهواء قد يحدث غائبًا تمامًا بين الأرض والعوالم الأخرى، وبالتالي ستصبح الأجنحة عديمة الفائدة. وقد اقترح الكثير من الكتاب، ذوي الخيال الواسع، وسائل عجيبة للسفر إلى هذه العوالم. وفي عام 1903م، أكمل كونستانتين تسيولكوڤسكي، وهومدرس روسي، أول منطقة فهمية حول استخدام الصواريخ للسفر إلى الفضاء، وبعد بضع سنوات، نجح جميع من روبرت هتشينجز جودارد، من الولايات المتحدة الأمريكية، وهرمان اوبرث من ألمانيا، في إيقاظ الاهتمام الفهمي برحلات الفضاء. فقد عكف هذان الرجلان اللذان كانا يعملان بصورة مستقلة، على دراسة الصعوبات التقنية في أبحاث فهم الصواريخ ورحلات الفضاء. وحصل جميع منهما بذلك على لقب أبوطيران الفضاء.

وبدخول القرن العشرين، زادت المركبات غير المأهولة، التي تسمى المجسات الفضائية، من معهدتنا بالفضاء الخارجي والكواكب والنجوم. ففي عام 1959م، مر مجس فضائي بالقرب من القمر، وارتطم آخر به. وفي عام 1962م، حلق مجس أمريكي بالقرب من كوكب الزهرة. وفي عامي 1974 و1976م، أطلقت الولايات المتحدة الأمريكية مجسين فضائيين ألمانيين إلى مدار كوكب عطارد القريب من الشمس. وفي عام 1976م، هبط مجسان أمريكيان على سطح كوكب المريخ. وقد عملت هذه المجسات على دراسة جميع الكواكب عدا كوكب بلوتو، كما أنها استكشفت المذنبات والكويكبات.

الفضاء الخارجي

الفضاء الخارجي وهوالأماكن الخالية من الكون خارج الغلاف الجوي للأجرام السماوية. وتستخدم حدثة الخارجي لتميزه عن الأغلفة الجوية والمواقع الأرضية.

إرتياد الفضاء والعودة

الوصول للفضاء

ينطوي استكشاف الفضاء على تحديات فنية كبيرة، ولذا ينبغي حتى تطلق المركبة الفضائية وفق سرعة اتجاهية معينة (سرعة ذات قيمة واتجاه). وإذا كانت مركبة الفضاء تحمل طاقمًا من الملاحين، فلابد لها حتى تكون قادرة على إبطاء سرعتها كي تهبط بسلام.

تجهيز المركبة الفضائية

تبنى المركبات الفضائية في مصانع خاصة تتمتع بأقصى درجات النظافة. فالقليل من التلوث يمكن حتى يتسبب في إحداث خلل يؤدي بدوره إلى عطب في معدات المركبة. وتنقل المركبة بعد ذلك إلى مسقط الإطلاق بشاحنة أوبارجة أوقاطرة أوطائرة، وهناك يجمِّع الطاقم المركبة ويختبرها للتأكد من كفاءة أدائها. وعندما تصبح المركبة جاهزة تمامًا للإطلاق ينقلها المختصون إلى منصة الإطلاق لتزويدها بالوقود.

رحلات الفضاء دون المدارية

في رحلة فضاء دون مدارية تصل المركبة إلى الفضاء، ولكنها لا تحقق مداراً. وبدلاً من ذلك، فإن مسارها يجلبها تارة أخرى إلى سطح الأرض. الرحلات شبه المدارية يمكن حتى تستغرق عدة ساعات. پيونير 1 أول مجس فضائي لناسا، الغرض منه الوصول للقمر. وقد تسبب فشل جزئي في حتى يتخذ مساراً دون المداري إلى ازدياد 113٬854 كيلومتر (70٬748 ميل) قبل حتى يعاود الدخول في الغلاف الجوي للأرض بعد 43 ساعة من اطلاقه.

وفي 17 مايو2004، أطلق فريق استكشاف الفضاء المدني الصاروخ گوفاست GoFast Rocket في رحلة دون مدارية، وكانت أول رحلة فضائية لهواة. وفي 21 يونيو2004، اُستـُعمِلت سپيس‌شيپ‌ون SpaceShipOne لأول رحلة فضاء خاصة.

رحلات الفضاء المدارية

أبسط رحلة فضاء مدارية تتطلب سرعات أعلى بكثير من الرحلات دون المدارية، ولذلك فإنها من الناحية التكنولوجية أكثر تعقيداً في التطبيق. ولتحقيق رحلة فضاء مدارية، فإن السرعة المماسية حول الأرض تكون بنفس درجة أهمية الارتفاع. ومن أجل تحقيق طيراناً مستقراً ومستداماً في الفضاء، عملى مركبة الفضاء حتى تصل إلى السرعة المدارية الدنيا المطلوبة لتحقيق مدار مغلق.

مغادرة المدار

تحقيق مدار مغلق ليس ضرورياً للرحلات بين الكواكب، التي يجب فيها على المركبة الفضائية حتى تصل إلى سرعة الإفلات. وقد نجحت مركبات الفضاء الروسية المبكرة في تحقيق ارتفاعات عالية جداً بدون الذهاب إلى مدار. وفي مطلع التخطيط لمهمات أپولو، درست ناسا استخدام الصعود المباشر إلى القمر، إلا أنها هجرت الفكرة لاحقاً بسبب اعتبارات الوزن. ويستخدم الكثير من المجسات الروبوتية إلى الكواكب الخارجية الصعود المباشر — فهم لا يدورون حول الأرض قبل المغادرة.

ومن الممكن، بل أنه معتاد، لمركبة فضائية حتى تغادر جرماً سماوياً بدون الوصول سرعة الإفلات السطحي لجسم بدفع نفسها بعد الإقلاع. إلا أنه أكثر كفاءة في استهلاك الوقود لمركبة حتى تحرق وقودها في أقرب مسافة ممكنة من الأرض، وأن تبقي على سرعة الإفلات كإمكانية إضافية.

الخطط المستقبلية لرحلات الفضاء المأهولة بين الكواكب كثيراً ما تتضمن تجميع نهائي للمركبة في مدار حول الأرض، مثل مشروع اوريون لناسا وقطار كليپر/پاروم الروسي.

طرق أخرى للوصل إلى الفضاء

هناك الكثير من الطرق الأخرى غير الصورايخ التي تم اقتراحها للوصول إلى الفضاء. أفكار مثل مصعد الفضاء، بالرغم من وجاهتها فإنها حالياً لا يمكن تطبيقها؛ بينما الراجمات الكهرومغناطيسية مثل عروة الإطلاق ليس فيها ما يدعولنقض الفكرة. الأفكار الأخرى تتضمن طائرات نفاثة معززة بصواريخ مثل محرك رد العمل سكايلون أوscramjet الأكثر تعقيداً. راجمات المدفعية تم اقتراحهم للحمولات غير الآدمية.

موانئ الفضاء

منصات الإطلاق، والإنطلاق

الملاحة الفضائية

في إطار ما يعهد بالملاحة الفضائية، يستخدم رواد الفضاء الكثير من التقنيات الفضائية مثل أنظمة ملاحة حاسوبية، ويقومون بوضع علامات على النجوم لتحديد مسقطهم واتجاههم. كما تستخدم في الأرض أنظمة متابعة عالية التقنية تقوم بقياس مسقط مركبة الفضاء بالنسبة للأرض. ويستخدم رواد الفضاء صواريخ صغيرة تشبه صواريخ المركبة الفضائية لإمالة المركبة قليلاً أودفعها نحوالمكان الذي يراد إرساء المركبة فيه. وتراقب الحواسيب جميع التغييرات التي يحدثها الرواد للتأكد من أنها قد تمت على الوجه الأمثل.

يتم إيقاف جميع الأجهزة عن العمل عند إطلاق المركبة. ويعمل الرواد على إعادة إدارتها وتشغيلها في الفضاء، ثم يتم إيقافها مرة أخرى عند الهبوط. ويستخدم رواد الفضاء أجهزة خاصة لرصد الأرض والنجوم والشمس، كما يجرون التجارب المتعلقة بتأثير الجاذبية الصغرية على أنفسهم والمواد المتنوعة والحيوان والنبات.

الالتحام

يساعد الرادار طاقم المركبة الفضائية على التحكم في سرعتها واتجاهها عندما تقترب من هدفها الذي قد يحدث محطة فضائية أوقمرًا صناعيًا. وعندما تستوي المركبة في المكان السليم إلى جوار الهدف فإنها تلتحم (تلتقي) به بوساطة أجهزة خاصة. ويستطيع مكوك الفضاء استخدام ذراعه الآلية في الاتصال بالأهداف التي أطلق من أجلها.

معاودة الدخول والهبوط/الهبوط في الماء

إعادة الدخول

تصاحب عملية إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي معضلة تقليص سرعة المركبة الفضائية الهائلة. ولتحقيق ذلك تستخدم المركبة الفضائية المدارية صواريخ صغيرة تعيد توجيه مسار المركبة إلى طبقة الغلاف الجوي العلوي. وتسمى هذه العملية الاستخلاص من المدار. وتوجه المركبة الفضائية العائدة للأرض من القمر، أومن أي كوكب آخر، مسارها أيضًا، لتنزلق بخفة على طبقة الغلاف الجوي العلوي، وعندئذ تساعد مقاومة الهواء على إبطاء سرعة السفينة.

تؤثر السرعة الفائقة المصاحبة لعودة المركبة من الفضاء إلى الغلاف الجوي على عدم تدفق الهواء خارج مسار المركبة المندفعة بالسرعة الكافية. وبدلاً عن ذلك تتجمع جزيئات الهواء أمام المركبة وتنضغط بإحكام، ويحمل هذا الانضغاط درجة حرارة الهواء إلى أكثر من 5,500°م، أي حتى الهواءقد يكون أسخن من سطح الشمس. وتحرق هذه الحرارة المتولدة المركبة الفضائية غير المجهزة تجهيزًا جيدًا في ثوان. ولحماية المركبة الفضائية من هذه الحرارة يغطى سطحها الخارجي بواق حراري يتكون من ألواح عازلة من ألياف المرو(الكوارتز). وتستخدم بعض المركبات أنظمة للتبريد. وكانت المركبات الأولى تستخدم دروع تخوية تمتص الحرارة وتخترق طبقة إثر أخرى وتتبخر.

ويعتقد كثير من الناس خطأ حتى المركبة الفضائية تتعرض للحرارة العالية جراء احتكاكها بالهواء. وقد ثبت فنيًا حتى هذا الاعتقاد ليس سليمًا، لأن الهواء رقيق جدًا، وسرعته على سطح المركبة الفضائية ليس كافيًا لإحداث مثل هذا الاحتكاك الهائل.

تتراوح قوة إبطاء سرعة المجسات الفضائية غير المأهولة بين 60 و90ج، أي بين 60 و90 ضعف سرعة الجاذبية، في زمن يتراوح بينعشرة و20 ثانية. وتستخدم مكوكات الفضاء أجنحتها للانزلاق فوق الغلاف الجوي، وتمدد فترة تناقص سرعتها إلى أكثر من 15 دقيقة، وبالتالي فإن قوة إبطاء سرعتها تصل إلى 1,5ج. وعندما تفقد المركبة الفضائية معظم سرعتها أكثر، فإنها تتهادى ساقطة خلال الهواء. وتعمل المظلات على تخفيف سرعتها أكثر. وفي بعض الأحيان يتم إشعال صاروخ صغير في الثواني الأخيرة ليخفف من الآثار الناتجة من عملية الهبوط. وتستخدم بعض المركبات والمكوكات الفضائية أجنحتها لتنحدر في المدرج وتهبط مثل الطائرات تمامًا. وكانت الكبسولات الفضائية الأمريكية الأولى تستخدم وسائد مائية تهبط بها في المحيط.

الهبوط

الإصلاح

تضم المركبة الفضائية آلاف البتر من المعدات ذات الجودة العالية، ولكن، ورغم ذلك، قد يتعرض بعضها للعطب. فربما تحطم الحوادث بعض المعدات، أوقد يحتاج القديم منها للاستبدال. يحدد رواد الفضاء نوع العطب، والوحدة التي تأثرت به، ويقومون بإصلاحها أواستبدالها.

هجريب المحطات الفضائية

يتحتم على رواد الفضاء أحيانًا، العمل بوصفهم عمال بناء وتشييد في الفضاء. فهم يقومون بهجريب المحطات الفضائية من أجزاء حملوها معهم في المكوك. وكثيرًا ما يضيف رواد الفضاء أجزاء جديدة للمحطات الفضائية أوينصبون هوائيات وألواحًا شمسية. هذا بالإضافة إلى عملهم في هجريب توصيلات الهواء والقدرة الكهربائية داخل المحطة وخارجها.

الخروج من المركبة الفضائية

قد تستدعي الضرورة عمل رواد الفضاء خارج المركبة. ويسمى هذا النوع من العمل النشاط خارج المركبة. ويستعد رواد الفضاء للعمل خارج المركبة بارتداء البذلات الفضائية والدخول إلى حجيرة ذات بابين تسمى هويس الهواء. وعقب ذلك يقوم الرواد بإطلاق الهواء من الحجيرة، وفتح الباب الخارجي، ثم الخروج من المركبة. وعند عودتهم، فإنهم يغلقون الباب الخارجي، ويسمحون بدخول الهواء إلى الحجيرة ثم يفتحون الباب الداخلي الذي يؤدي إلى باقي أجزاء المحطة الفضائية حيث يستبدلون بذلاتهم الفضائية.

وتساعد البذلات الفضائية في الإبقاء على حياة رواد الفضاء لمدة تتراوح بين ست وثماني ساعات. وتصنع البذلة من طبقات من مادة النيلون أوالتيفلون. وتقي هذه البذلات المحكمة الحياكة رواد الفضاء من الحرارة والبرد والجسيمات الفضائية. وهناك جهاز على ظهرها يزود مرتديها بالأكسجين ويتخلص من ثاني أكسيد الكربون والرطوبة. وبالبذلة راديويساعد في القيام بالاتصالات اللازمة بين رائد الفضاء وزملائه، ومع الأرض. وتتيح الخوذة لرائد الفضاء رؤية أفضل، وتقيه من الأشعة الشمسية الضارة. وتعتبر القفازات من أبرز أجزاء البذلة الفضائية، وتكون في العادة رقيقة ومرنة تمكن رائد الفضاء من الإحساس بالأجسام الصغيرة، واستخدام الأدوات بسهولة ويسر.

نظم الإطلاق المستهلكة

All current spaceflight except NASA's Space Shuttle and the SpaceX Falcon 1 use multi-stage expendable launch systems to reach space.

نظم الإطلاق المتجددة

كوارث فضائية

طقس الفضاء

إعتبارات بيئية

الحياة في الفضاء

عندما يدور الناس حول الأرض، أويسافرون إلى القمر، فإنهم يعيشون في الفضاء إلى حين. وهناك يتعرضون إلى ظروف تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك الموجودة على الأرض. فلا هواء في الفضاء. وترتفع الحرارة وتهبط إلى درجات مفرطة، ويصدر عن الشمس إشعاع في غاية الخطورة. وتشكل بعض الجسيمات المادية التي تملأ الفضاء مصدر خطورة لمرتادي الفضاء. عملى سبيل المثال، تهدد جسيمات الغبار التي تسمى النيازك الدقيقة المركبات الفضائية بسرعتها الهائلة المدمرة. كما حتى أنقاض (مخلفات) البعثات الفضائية السابقة يمكنها حتى تدمر المركبة الفضائية.

وعلى الأرض يمثل الغلاف الجوي واقيًا طبيعيًا للأرض ضد هذه المخاطر. أما في الفضاء فيحتاج رائد الفضاء والأجهزة التي تصحبه إلى أنواع أخرى من الحماية. ولابد لهم أيضًا من تحمل الآثار الجسمية الناتجة عن الرحلة الفضائية، والعمل على حماية أنفسهم من قوى التسارع الهائلة خلال عمليتي الإطلاق والهبوط. ولابد أيضًا من توفير الحاجات الأساسية لرائد الفضاء مثل التنفس والأكل والشرب والتخلص من فضلات الجسم والنوم وغيره.

الحماية من أخطار الفضاء

تمكن المهندسون العاملون مع الاختصاصيين في طب الفضاء من التغلب على معظم مخاطر الحياة في الفضاء أوتقليلها إلى درجة كبيرة. فقد جعلوا للمركبة الفضائية هيكلا مزدوجًا، بحيث يتهشم الجسم الذي يرتطم بالالهيكل الخارجي، فلا يستطيع اختراق الهيكل الداخلي. يحمى رواد الفضاء من الإشعاع بطرق شتى. عملى سبيل المثال، يتم هجريب مرشحات (فلاتر) على نوافذ المركبة الفضائية، تحمي الرواد من خطر الأشعة فوق البنفسجية.

ويحمى رواد الفضاء أيضًا من الحرارة العالية والآثار الجسمية المصاحبة لعمليتي الإقلاع والهبوط، بتزويد المركبات الفضائية بواقيات حرارية تقاوم درجة الحرارة العالية، وتقوية بنائها بحيث تتحمل قوى التسارع الساحقة. ويكون جلوس الرواد بطريقة لا تجعل الدم يندفع بقوة من الرأس إلى أسفل الجسم مما يسبب حالات الدوخة والغشية (الإغماء).

وترتفع درجة الحرارة داخل المركبة بسبب الحرارة المنبعثة من النبائط الكهربائية وأجسام الطاقم. ولهذا يعمل نظام التحكم الحراري على تنظيم درجة الحرارة، حيث يضخ النظام بعض السوائل المسخنة بحرارة القمرة إلى ألواح مشعة، والتي تطلق الحرارة الزائدة في الفضاء. وتُدفع السوائل الباردة مرة أخرى إلى ملفات بالقمرة.

الجاذبية الصغرية

الجاذبية الصغرية هي درجة خفيفة من الجاذبية يمكن حتى يشعر بها المنطلق في الفضاء داخل المركبة الفضائية فمحتويات المركبة الفضائية عادة ليست عديمة الوزن مئة بالمئة فهناك الحركات الجزئية الناتجة عن الصواريخ الجانبية وحركات رواد الفضاء. لذلك فالجاذبية الصغرية هي التعبير الأكثر دقة في حالة انعدام الوزن أوصفر الجاذبية في وصف الظروف التى تحيط بالمركبة.

تأمين المتطلبات الأساسية في الفضاء

تجهز مركبة الفضاء المأهولة بأنظمة المساعدة على الحياة والمصممة كي تؤمن متطلبات جسم رائد الفضاء. فهناك أنظمة محمولة مساعدة على الحياة يمكن حملها في علبة خلفية تمكن رائد الفضاء من العمل خارج مركبته.

التنفس

ينبغي حتى تجهز مركبة الفضاء المأهولة بمصدر للأكسجين الذي يستعمله الطاقم في عملية التنفس. كما يجب حتى تحتوي على وسائل التخلص من ثاني أكسيد الكربون الناتج من عملية الزفير. وتستخدم المركبات المأهولة مزيجًا من الأكسجين والنيتروجين يماثل نظيره الموجود على سطح الأرض، في مستوى سطح البحر. وتعمل المراوح على تدوير الهواء، بالقمرة وفوق حاويات مليئة بكريات مادة كيميائية تسمى هيدروكسيد الليثيوم، والتي تمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء. ويمكن أيضًا التخلص من ثاني أكسيد الكربون بإمراره على بعض المواد الكيميائية. وتساعد مرشحات الفحم النباتي على التحكم في الروائح.

التغذية

ينبغي حتىقد يكون الطعام على المركبة الفضائية مغذيًا وسهل التجهيز وملائمًا للتخزين. فقد كان رواد الفضاء في البعثات الأولى يأكلون طعامًا مجمدًا جافًا تم تغليفه في أنابيب بلاستيكية، وأزيل منه الماء. وكان رائد الفضاء يشرع في تناول طعامه بعد مزجه بالماء. أما اليوم، وبعد مضي سنوات على ارتياد الفضاء، فقد أصبح الطعام الذي يقدم للرواد أكثر شهية. فاليوم يستمتع الرواد بتناول الطعام الجاهز الذي لايقل جودة عن ذلك الذي يعد على الأرض. فقد توافرت في المركبات الفضائية معدات لتدفئة الطعام وتبريده، بل وتجميده.

ونظرًا لأهمية ماء الشرب لأية بعثة فضائية، فإن خلايا الوقود بالمكوكات الفضائية تنتج ماء نقيًا عند توليدها للكهرباء اللازمة للمركبة. ويعاد استخدام الماء في الرحلات التي تستغرق وقتًا طويلاً في عمليات الغسيل والنظافة. وتنقي أجهزة إزالة الرطوبة الهواء من الرطوبة الناتجة من عملية الزفير.

التخلص من فضلات الجسم

يمثل تراكم فضلات الجسم وطرحها معضلة كبيرة في الفضاء، وبخاصة أثناء المرور بحالة الجاذبية الصغرية. ويستخدم رواد الفضاء نبيطة تشبه مقعد المرحاض. وتعمل القوة الماصة الناتجة من تدفق الهواء على تحريك الفضلات إلى مجمعها تحت المقعد. ويستخدم الرواد في المركبات الصغيرة أقماعًا عند التبول وأكياسًا بلاستيكية عند التخلص من الفضلات القوية. وعندما يعمل الرواد خارج المركبة الفضائية، فإنهم يرتدون معدات خاصة يتم التخلص من فضلاتهم فيها.

الاستحمام

تتم الطريقة البسيطة للاستحمام في المركبة الفضائية بوساطة بترة أسفنج وفوط مبللة بالماء. واستخدم الرواد الأوائل غرف استحمام في شكل حجيرات بلاستيكية قابلة للطي، حيث كان الرواد ينثرون الماء على أجسادهم، ثم يفرغون الحجيرة من الماء، ويجففون أنفسهم بالفوط. أما المحطات الفضائية الحديثة فتشتمل على حجيرات استحمام ثابتة.

النوم

يستطيع رواد الفضاء النوم على أكياس نوم مزودة بأشرطة تربطهم بسطح ناعم ووسائد. ويفضل رواد الفضاء النوم سابحين في الهواء ومقيدين بأشرطة قليلة تحميهم من الارتطام بمعدات القمرة. ويضع رواد الفضاء عصابات على أعينهم تقيهم ضوء الشمس المتسلل من نوافذ المركبة أثناء دورانها. وينام الرواد في الفضاء نفس المدة التي ينامونها على الأرض.

الترويح

للترويح أهمية خاصة لصحة رواد الفضاء العقلية في الرحلات الطويلة. فالتحديق عبر نوافذ المركبة الفضائية يزجي وقتًا طيبًا للرواد. وتزخر المحطات الفضائية بالكثير من الخط وأشرطة الإنضمام والألعاب الحاسوبية. وتتيح التدريبات الرياضية أيضًا فرص الترويح.

التحكم في المواد المخزونة والنفايات

يعد حفظ وتنظيم آلاف المواد المستخدمة في المركبة الفضائية من المشكلات الكبيرة التي يقابلها رواد الفضاء. فهناك أدراج وخزانات تحوي مواد كثيرة، وتعلق أشياء أخرى بالجدران والأسقف والأرضيات. ويعمل الحاسوب على حصر جميع هذه المواد المخزونة، ويحدد أماكنها وطرق إحلال بعضها محل بعض. أما النفايات، فإن الطاقم يعمل على تخزينها في مكان غير مستغل من المركبة، ثم يتم التخلص منها بإلقائها خارج المركبة، لتحترق في الغلاف الجوي، وربما عادوا بها للأرض حيث يتم التخلص منها.

الاتصال مع الأرض

يتصل رواد الفضاء مع إدارة البعثة، وهي الجهة التي تشرف على الرحلة الفضائية من الأرض، بعدة طرق من أهمها استخدام الراديووالتلفاز. وترسل الحواسيب وأجهزة الإحساس وغيرها من المعدات الإرشادية إشارات منتظمة إلى الأرض. وتستطيع أجهزة الفاكسميلي (الناسوخ) التي بالمركبة استقبال المعلومات من الأرض.

مركبة فضائية

ارتياد الإنسان للفضاء

الجاذبية

تعتبر الجاذبية هي أكبر معضلة تقابل السفينة الفضائية. والجاذبية تعطي جميع الأمور التي على الأرض أوزانها، وتجعل الأجسام الحرة السقوط تتسارع إلى أسفل. وعلى سطح الأرض يساوي التسارع الناتج عن الجاذبية، والذي يسمى اختصارًا ج، حوالي10م/ الثانية/ الثانية.

ويساعد صاروخ قوي يطلق عليه اسم مركبة الإطلاق المركبة الفضائية على التغلب على الجاذبية. ولكل مركبة إطلاق جزءان أوأكثر، تسمى المراحل. ولابد حتى تبذل الفترة الأولى قوة دافعة تكفي لحمل المركبة الفضائية من على سطح الأرض. ولتقوم المركبة بهذه المهمة بفاعلية، فإن القوة الدافعة للمعزز يجب حتى تفوق وزنه. وتزيد القوة الفائضة ـ وهي القوة الدافعة مطروحًا منها وزن المركبة ـ سرعة المركبة الفضائية وترتقي بها في السماء. ويولد المعزز القوة الدافعة بحرق الوقود ونفث غازات إلى خارج المركبة. أما محركات الصاروخ، فتعمل بوقود خاص يسمى الداسر. ويتكون الداسر من وقود سائل أوصلب ممزوج بمؤكسد. والمؤكسد مادة توفر الأكسجين اللازم لحرق الوقود في منطقة انعدام الهواء في الفضاء الخارجي. ويستعمل الأكسجين السائل مؤكسدًا بصفة عامة.

الإشعاع

دعم الحياة

ارتياد الفضاء بين الكواكب

ارتياد الفضاء بين النجوم

إرتياد الفضاء بين المجرات

ديناميكا فلكية

دفع مركبة الفضاء

تكلفة، ترويج، استعمالات ارتياد الفضاء

العالم وارتياد الفضاء

طور عدد من الدول برامج صاروخية وفضائية، في الفترة الممتدة بين ستينيات وثمانينيات القرن العشرين. وكانت هذه البرامج صغيرة بالمقارنة ببرامج الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي، ولكنها أضافت إسهامات مهمة إلى الاكتشافات الفضائية.

الدول الأوروبية

بنت عدة دول أوروبية معززات لإطلاق الأقمار البحثية الصغيرة. وفي عام 1965م، أصبحت فرنسا أول دولة أوروبية تطلق قمرًا، وأوفدت [المملكة المتحدة] قمرًا آخر إلى المدار عام 1971م.

وفي عام 1975م، تأسست وكالة الفضاء الأوروبية. وتضم هذه الوكالة 14 دولة من دول أوروبا الغربية، تساهم جميع منها بنصيبها من الموارد المالية والفهمية لبناء المركبات الفضائية وصناعة الأجهزة وإجراء التجارب. وقد أشرفت الوكالة على بناء المعمل الفضائي، وأطلقت مجس الفضاء جيوتوإلى مذنب هالي، وبنت المجس الشمسي يوليسيس. وأنشأت الوكالة أيضًا معزز أريان الصاروخي لإطلاق أقمار الاتصالات، لمن يريد من العملاء. وقد انطلقت مركبة وكالة الفضاء الأوروبية من كوروفي غيانا الفرنسية، على الساحل الشمالي لأمريكا الجنوبية.

وبجانب نشاطاتها عضوًا في وكالة الفضاء الأوروبية، بنت ألمانيا منفردة مجسين شمسيين، أطلقت عليهما اسم هيليوس، حيث انطلق أحد المجسين في عام 1974م، والآخر في عام 1976م. وقد طار هذان المجسان على بعد 45 مليون كم عن الشمس، وهي أقرب مسافة للشمس يطير عندها مجس.

وفي 18 مايو1991م، شاركت رائدة الفضاء البريطانية هيلين شارمان في بعثة فضائية روسية، وأصبحت بذلك أول بريطانية تجتاز الفضاء. وفي 24 مايو1992م، شارك مايكل فولي في بعثة مكوكية أمريكية، وأصبح بذلك أول إنسان مولود في بريطانيا يجتاز الفضاء.

اليابان

أصبحت رابع دولة تساهم في رحلات الفضاء، عندما أطلقت قمرًا في فبراير 1970م. وقد كثفت اليابان نشاطها في مجال أبحاث الفضاء في ثمانينيات القرن العشرين. ففي عام 1985م، أطلقت مجسين في اتجاه مذنب هالي. وتبنت برنامجين منفصلين نتج عنهما إنشاء مجموعة صغيرة وفعالة من المعززات الفضائية. وبالإضافة إلى ذلك، أصبح الصاروخ هـ -1 (H-1) ـ وهومعزز متوسط الحجم ـ يستخدم الهيدروجين السائل وقودًا، جاهزًا للتشغيل. وفي عام 1990م، أطلقت اليابان مجسًا قمريًا.

ترسل اليابان أقمارًا بحثية صغيرة إلى المدار من مركز كاجوشيما الفضائي، في جزيرة تاينجا، على بعد حوالي 95كم إلى الجنوب. ويجري الآن العمل على تطوير بترة معملية لمحطة ألفا الفضائية الدولية.

الصين

في أبريل 1970م أطلقت الصين أول قمر لها في الفضاء على متن مركبة الإطلاق CZ-1. وفي الثمانينيات طورت الصين تقنية فضائية متميزة ضمت محركات الهيدروجين السائل، وصواريخ طويلة المدى، وأقمارًا قابلة للاستعادة. وللصين ثلاثة مواقع لإطلاق الأقمار هي جيوكوان وتيوان وزيشانج.

الهند

أطلقت قمرًا إلى المدار لأول مرة في يوليو1980م. وتبني المنظمة الهندية لأبحاث الفضاء المعززات، حيث تطلق الهند الصواريخ من جزيرة سريهاريكوتا، على مسافة من الساحل الشرقي.

كندا

لكندا برنامج درس فضائي نشط وبرنامج قمر اتصالات. وقد شاركت في برنامج المكوك الفضائي الأمريكي بتصميم وبناء ذراع روبوت للمكوك. وتبني كندا الآن ذراع ربوت أكبر للمحطة الفضائية ألفا.

دول أخرى

أوفدت إسرائيل أول أقمارها إلى المدار في عام 1988م. وأطلقت أستراليا صواريخ أمريكية محورة من ووميرا، في وسط أستراليا، كما أطلقت إيطاليا أيضًا صواريخ أمريكية من منصة سان ماركوفي المحيط الهندي، قبالة الساحل الكيني. كذلك أوفدت دول عديدة، منها البرازيل والسويد وجنوب إفريقيا، صواريخ سبر فهمية إلى الفضاء.

تطوير الأنشطة الفضائية

ظل تصنيع المنتجات في الفضاء أحد أهداف مخططي البرامج الفضائية منذ أمد بعيد. ويأمل الفهماء حتى يؤدي تطبيق بعض العمليات الصناعية الجديدة إلى تصنيع منتجات في الفضاء تكون أنقى أوأقل تكلفة أوأكثر متانة من تلك التي تصنع في الأرض. وتضم هذه المنتجات أشباه الموصلات والأدوية وسبائك بعض الفلزات.

ويرى بعض منظري الفضاء حتى أقمار القدرة الكهربائية الضخمة يمكنها تسليط طاقة نقية إلى الأرض. وحتى المرآة العادية الضخمة تستطيع حتى تعكس ضوء الشمس إلى الأرض، والذي يمكن حتى يستفاد منه في توليد الإنارة، وربما القدرة. ففي عام 1993م، استخدمت روسيا مرآة ضخمة في مدار الأرض، لإضاءة الجانب المظلم منه. وبإمكان هذا العاكس البلاستيكي المغطى بالألومينيوم، والبالغ قطره 20 مترًا، تسليط شعاع منعكس عن الشمس يغطي مساحة يبلغ قطرها 4كم.

ويجري الفهماء تجارب على تقنية فضائية جديدة واعدة، تنطوي على استخدام كوابل قوية ورقيقة تسمى المرابط الفضائية. فبإمكان المربط البالغ طوله 125كم التوصيل بين مركبتين فضائيتين دائرتين، ويمكن حتى تتولد عن حركة المركبتين قوى مفيدة، يمكن تقويتها أكثر بأرجحة إحدى المركبتين. ويمكن حتى يولد مربط مغطى بمادة موصلة للتيار الكهربائي طاقة أثناء مرورها عبر المجال المغنطيسي للأرض، حيث يعمل المربط والمجال المغنطيسي مثل المولد، منتجين كهرباء بالعملية المسماة الحث الكهرومغنطيسي. ويمكن حتى توفر هذه الطاقة القدرة اللازمة لتشغيل محطة فضائية. وبإمكان المركبة الفضائية المربوطة أيضًا نقل الأحمال الصافية بين مركبة فضائية ومحطة فضائية.

ومنذ أوائل ثمانينيات القرن العشرين، عملت وزارة الدفاع الأمريكية على تطوير نظم دفاعية فضائية مضادة للقذائف النووية. ويسمى هذا المشروع مبادرة الدفاع الاستراتيجي، كما أطلق عليه أيضًا اسم “حرب النجوم”. وبإمكان مبادرة الدفاع الاستراتيجي استخدام الأسلحة المحمولة على الأقمار الصناعية، لتدمير القذائف المهاجمة أثناء طيرانها. وينطوي الكثير من تجارب البرنامج على إدخال تطويرات على الدفع الفضائي أوالقدرة الفضائية. انظر: مبادرة الدفاع الاستراتيجي.

وربما كان كشف الكويكبات التي تهدد بالاصطدام بالأرض أبرز نشاط فضائي ذي مردود مجز على البشرية، حيث يمكن إطلاق مركبة فضائية محملة بالمتفجرات، وتفجيرها بالقرب من مثل هذه الكويكبات، لطردها بعيدًا عن الأرض.

ويمكن تطوير تقنيات حماية متقدمة لتمكين المجسات ـ والناس فيما بعد ـ من التوغل أكثر داخل الأحزمة الإشعاعية أوالدنوأكثر من الشمس. وتدعوالخطط أيضًا لبذل المزيد من الجهود للتعهد على الكائنات الذكية الأخرى في الكون. فربما تكون هناك حضارات أخرى في الكون، تصلنا الآن منها إشارات ينبغي على الإنسان التعهد عليها. والفشل في كشف مثل هذه الإشارات، بعد سنوات من البحث، من الممكنقد يكون في حد ذاته مهمًا.

انظر أيضا

• Aerial landscape
• صاروخ
• Spacecraft propulsion
• استكشاف الفضاء
• النقل الفضائي
• المصعد الفضائي
• Space weather
• ڤان ألن بلتس
• Space logistics

المصادر

• الموسوعة المعهدية الكاملة

وصلات خارجية

• Aerospace engineering at Wikiversity
• Basics of Spaceflight
• Uses of Nanotechnology in Spaceflight
• International Spaceflight Museum
• Robert H. Goddard--Pioneer of Space Flight
• ALTA-SPACE