رحلة فضائية

من نقطة إلى نقطة

من جهة ثانية، نقل نقطة إلى نقطة، أو النقل من الأرض إلى الأرض، هو فئة من الرحلات الفضائية شبه المدارية حيث توفر المركبة الفضائية نقلًا سريعًا بين موقعين أرضيين. يمكن اجتياز مسار طائرة تقليدي بين لندن وسيدني، وهي رحلة تستمر عادة أكثر من عشرين ساعة، في أقل من ساعة واحدة. على الرغم من عدم وجود شركة تقدم هذا النوع من النقل اليوم، إلا أن سبيس إكس كشفت عن خطط للقيام بذلك في وقت مبكر من عشرينيات القرن الحادي والعشرين باستخدام ستار شيب. يتطلب الطيران الفضائي شبه المداري عبر مسافات قارية سرعة مركبة أقل بقليل من السرعة المطلوبة للوصول إلى المدار الأرضي المنخفض. إذا تم استخدام الصواريخ، فإن حجم الصاروخ بالنسبة للحمولة مشابه للصواريخ الباليستية العابرة للقارات. يتعين على أي رحلة فضالية عابرة للقارات التغلب على مشاكل التسخين أثناء إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي والتي تكون على وجه التقريب بنفس حجم تلك التي تواجهها الرحلات الفضائية المدارية.

الإشعاع

كذلك، بمجرد الخروج من الغلاف الجوي، تظهر وتتفاقم مشاكل الإشعاع الناتج عن أحزمة فان آلن والإشعاع الشمسي والإشعاع الكوني. بعيدًا عن الأرض، يمكن أن تسبب التوهجات الشمسية جرعة إشعاعية مميتة في دقائق، والتهديد الصحي من الإشعاع الكوني يزيد بدرجة كبيرة من فرص الإصابة بالسرطان على مدى عقد من التعرض أو أكثر.

السلامة

علاوةً على ذلك، الفضاء بيئة يمكن التنبؤ بها إلى حد كبير، ولكن لا تزال هناك مخاطر من إزالة الضغط العرضي واحتمال فشل المعدات، وبعضها قد يكون حديث التطوير للغاية.

في هذا الإطار، تحتوي جميع مركبات الإطلاق على كمية هائلة من الطاقة اللازمة لجعل جزء منها يصل إلى المدار. وبالتالي هناك بعض المخاطر من إمكانية تحرر هذه الطاقة بشكل مفاجئ وغير متوقع، مع تأثيرات كبيرة. عندما انفجر صاروخ دلتا 2 بعد 13 ثانية من إطلاقه في 17 يناير 1997، كانت هناك تقارير عن تحطم نوافذ المتاجر على بعد بسبب الانفجار.

وفي السياق ذاته، تأسست في أبريل 2004، الرابطة الدولية لتقدم سلامة الفضاء في هولندا لتعزيز التعاون الدولي والتقدم العلمي في سلامة أنظمة الفضاء.

ترك المدار

علاوةً على ذلك، الوصول إلى مدار ليس ضروري في الرحلات القمرية أو الرحلات إلى كواكب أخرى. كانت المركبات الفضائية الروسية تصل إلى ارتفاعات هائلة بدون الدخول في مدار. كانت ناسا قد قررت في البداية إرسال رحلات مباشرة إلى القمر بدون الدخول في أي مدار ثم عدلت هذا الإستراتيجية فتبنت فكرة الدخول في مرأب مداري ومن ثم الانطلاق إلى القمر. هذه الطريقة كانت تستهلك كمية أكبر من الوقود.

الدفع

وفي هذا السياق، تعتمد المركبات الفضائية اليوم في المقام الأول على الصواريخ في الدفع، ولكن تقنيات الدفع الأخرى مثل المحركات الأيونية أصبحت أكثر شيوعًا، خاصة للمركبات غير المأهولة، ويمكن أن يقلل ذلك بدرجة كبيرة من كتلة المركبة ويزيد من سرعتها المميزة.

التنسيق العالمي

في هذا الإطار، كان مكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي (UNOOSA) هو الهيئة المتعددة الأطراف الرئيسية التي تخدم الاتصال والتبادل الدولي حول النشاط الفضائي بين الدول الفضائية وغير الفضائية.

الإطلاق

وفي هذا السياق، منصة الإطلاق عبارة عن هيكل ثابت مصمم لإطلاق المركبات المُجوقلة. تتكون بشكل عام من برج الإطلاق وخندق اللهب. تُحيط بها المعدات المستعملة لجعل مركبات الإطلاق في وضع منتصب، وتزويدها بالوقود، وصيانتها. يمكن أن يصل وزن الصاروخ قبل الإطلاق إلى مئات الأطنان. بلغ وزن مكوك الفضاء كولومبيا في رحلته إس تي إس1 عند الانطلاق 2030 طن (4480000 رطل).

وفي هذا الصدد، إنّ الصواريخ هي الوسائل الوحيدة في الوقت الحالي القادرة على الوصول إلى المدار أو لما بعده. لم تُبنَ حتى الآن تقنيات إطلاق فضائي غير صاروخي، أو ما زالت غير قادرة الوصول إلى السرعة المدارية. يبدأ الإطلاق الصاروخي لرحلة الفضاء عادةً من ميناء فضائي (كوسمودروم)، مزود بمجمعات ومنصات للإطلاق خاصة بعمليات الإطلاق العمودية، إلى جانب مدرجات لإقلاع وهبوط الطائرات الحاملة والمركبات الفضائية ذات الأجنحة. تقع موانئ الفضاء بعيدًا عن الوجود السكاني لأسباب تتعلق بالضجيج والسلامة. يوجد الكثير من منشآت الإطلاق الخاصة بالصواريخ البالستية العابرة للقارات.

في هذا الإطار، إنّ الإطلاق مقيد غالبًا بنوافذ إطلاق محددة. تتوقف هذه النوافذ على مواقع الأجسام السماوية والمدارات بالنسبة لموقع الإطلاق. إنّ التأثير الأكبر في الغالب هو دوران الأرض نفسها. عند الإطلاق، تكون المدارات واقعة عادةً ضمن مستويات مسطحة ثابتة نسبيًا بزاوية ثابتة بالنسبة لمحور الأرض، وتدور الأرض ضمن هذا المدار.

مأهولة

وفي هذا الصدد، كان أول رحلة فضاء مأهولة هي فوستوك 1 في 12 أبريل 1961، والتي قام خلالها رائد الفضاء يوري غاغارين من الاتحاد السوفيتي بدوران واحد حول الأرض. في الوثائق السوفيتية الرسمية، لا يوجد ذكر لحقيقة أن غاغارين هبط بالمظلة في الأميال السبعة الأخيرة. اعتبارًا من عام 2020، المركبات الفضائية الوحيدة المستعملة بانتظام للرحلات الفضائية المأهولة هي سويوز وشنتشو وكريو دراغون. عمل أسطول مكوك الفضاء الأمريكي من أبريل 1981 حتى يوليو 2011. أجرت سبيس شيب ون ثلاث رحلات فضائية مأهولة دون مدارية.

المركبات الفضائية

وفي هذا الصدد، يُقال أحيانًا إن أول 'مركبة فضائية حقيقية' هي الوحدة القمرية لأبولو، حيث كانت هذه المركبة المأهولة الوحيدة التي صُممت للعمل في الفضاء فقط، وتعمل حصريًا فيه؛ وهي جديرة بالملاحظة لشكلها غير الديناميكي الهوائي.

المركبات الفضائية هي مركبات مصممة للعمل في الفضاء.

روسيا (1992)*

• إيران (2009)
• كوريا الشمالية (2012)
• كوريا الجنوبية (2013)
• نيوزيلندا (2018)★

مدارية

وعلى صعيد آخر، يتطلب الحد الأدنى من الرحلة الفضائية المدارية سرعات أعلى بكثير من الحد الأدنى من الطيران شبه المداري، وبالتالي فهو أكثر صعوبة من الناحية التكنولوجية. لتحقيق الطيران الفضائي المداري، فإن السرعة العرضية حول الأرض لا تقل أهمية عن الارتفاع. من أجل القيام برحلة مستقرة وطويلة الأمد في الفضاء، يجب أن تصل المركبة الفضائية إلى الحد الأدنى من السرعة المدارية المطلوب لـ مدار مغلق.

شبه مدارية

من جهة ثانية، في الرحلة الفضائية شبه المدارية تصل المركبة الفضائية إلى الفضاء ثم تعود إلى الغلاف الجوي بعد اتباع مسار باليستي (بشكل أساسي). يحدث هذا عادة بسبب نقص الطاقة المدارية النوعية، وفي هذه الحالة يستمر الطيران شبه المداري بضع دقائق فقط، ولكن من الممكن كذلك لجسم لديه طاقة كافية للمدار أن يكون له مسار يتقاطع مع الغلاف الجوي للأرض، أحيانًا بعد عدة ساعات. كان بايونير 1 أول مسبار فضائي تابع لناسا مخصصًا للوصول إلى القمر. تسبب فشل جزئي في أن يتبع بدلاً من ذلك مسارًا شبه مداري إلى ارتفاع قبل إعادة دخول الغلاف الجوي للأرض بعد 43 ساعة من الإطلاق.

علاوةً على ذلك، الحدود الأكثر اعترافًا عمومًا للفضاء هي خط كارمان 100 كم فوق سطح البحر. (تعرف ناسا بديلاً رائد الفضاء بأنه الشخص الذي طار على ارتفاع يزيد عن فوق سطح البحر.) لا يعترف الجمهور عمومًا بأن الزيادة في الطاقة الكامنة المطلوبة لاجتياز خط كارمان تمثل فقط نحو 3% من الطاقة المدارية (الطاقة الكامنة زائد الطاقة الحركية) المطلوبة لأدنى مدار أرضي ممكن (مدار دائري فوق خط كارمان مباشرة). بمعنى آخر، الوصول إلى الفضاء أسهل بكثير من البقاء فيه. في 17 مايو 2004، أطلق فريق استكشاف الفضاء المدني صاروخ جوفاست في رحلة شبه مدارية، وهي أول رحلة فضاء للهواة. في 21 يونيو 2004، تم استخدام سبيس شيب ون لأول رحلة فضائية مأهولة ممولة من القطاع الخاص.

المصطلحات

ومن ناحية أخرى، "مهمة فضائية" هي رحلة فضائية تهدف إلى تحقيق غاية معينة. قد تشمل أهداف المهمات الفضائية استكشاف الفضاء، وأبحاث الفضاء، وتحقيق إنجازات وطنية رائدة في مجال الرحلات الفضائية.

ومن جهة أخرى، "النقل الفضائي" هو استخدام المركبات الفضائية لنقل الأشخاص أو البضائع إلى الفضاء الخارجي أو عبره. قد يشمل ذلك رحلات الفضاء المأهولة ورحلات المركبات الفضائية غير المأهولة.

توجد عدة مصطلحات تشير إلى رحلة إلى الفضاء الخارجي أو عبره.

التطبيقات

تشمل التطبيقات الحالية والمقترحة للرحلات الفضائية ما يلي:

• استكشاف الفضاء
• أقمار صناعية للاتصالات
• التلفاز الفضائي
• الملاحة عبر الأقمار الصناعية
• التلسكوبات الفضائية

ومن ناحية أخرى، أقمار صناعية لرصد الأرض مثل الأقمار الصناعية للتجسس، الأقمار الصناعية للأرصاد الجوية

التنظيم

وفي هذا السياق، شكلت مجموعة واسعة من القضايا مثل إدارة حركة المرور الفضائية أو المسؤولية قضايا في تنظيم الرحلات الفضائية.

في هذا الإطار، كانت مشاركة وتمثيل البشرية جمعاء في الرحلات الفضائية قضية قانون فضاء دولي منذ المرحلة الأولى من استكشاف الفضاء. على الرغم من تأمين بعض حقوق الدول غير الفضائية، لا تزال مشاركة الفضاء للبشرية جمعاء تنتقد بأنها إمبريالية وناقصة، وفهم الرحلات الفضائية كمورد.

استعمار الفضاء

وفي هذا الصدد، الرحلات الفضائية الخاصة هي مجال سريع التطور: رحلات فضائية لا يدفع ثمنها شركات أو حتى أفراد عاديون فحسب، بل غالبًا ما تقدمها شركات فضائية خاصة. غالبًا ما تؤكد هذه الشركات أن الكثير من التكلفة العالية السابقة للوصول إلى الفضاء كانت ناجمة عن عدم كفاءة حكومية يمكنهم تجنبها. يمكن دعم هذا الادعاء بانخفاض تكاليف الإطلاق المنشورة إلى حدّ كبير لمركبات الإطلاق الفضائية الخاصة مثل فالكون 9 التي تم تطويرها بتمويل خاص. ستكون تكاليف الإطلاق المنخفضة والسلامة الممتازة مطلوبة لتطبيقات مثل السياحة الفضائية وخاصة استعمار الفضاء لتصبح قابلة للتحقيق للتوسع.

وعلى صعيد آخر، تم تمويل أغلب تطورات الرحلات الفضائية المبكرة من قبل الحكومات. ومع ذلك، فإن أسواق الإطلاق الرئيسية اليوم مثل أقمار الاتصالات والتلفاز الفضائي هي تجارية بحتة، على الرغم من أن الكثير من قاذفات الصواريخ كانت ممولة في الأصل من قبل الحكومات.

الدول ذات القدرة الفضائية المأهولة

علاوةً على ذلك، في الوقت الحالي، روسيا والولايات المتحدة والصين هي الدول الوحيدة القومية ذات القدرة الفضائية المأهولة. الدول الفضائية حسب تاريخ أول إطلاق مأهول:

• الاتحاد السوفيتي (روسيا) (1961)
• الولايات المتحدة (1961)
• الصين (2003)

انعدام الوزن

من جانب آخر، في بيئة الجاذبية الصغرى مثل تلك التي توفرها مركبة فضائية في مدار حول الأرض، يعاني البشر من إحساس "انعدام الوزن". يؤدي التعرض قصير المدى للجاذبية الصغرى إلى متلازمة التكيف مع الفضاء، وهي غثيان ذاتي التحديد ناتج عن اضطراب في الجهاز الدهليزي. يؤدي التعرض طويل المدى إلى الكثير من المشكلات الصحية. وأهمها فقدان العظام، وبعضها دائم، ولكن الجاذبية الصغرى تؤدي كذلك إلى إزالة تكييف كبيرة للأنسجة العضلية والقلبية الوعائية.

التاريخ

وفي السياق ذاته، حتى الآن تعتبر الصواريخ هي الوسيلة الوحيدة للوصول للفضاء، أما الطائرات ذات المحركات النفاثة فتسقط قبل الوصول بقليل إلى المدار الفضائي.

المراحل

وفي هذا الصدد، أول صاروخ يصل للفضاء على ارتفاع 189 كيلومتر كان الصاروخ الألماني فاو-2 في العام 1944. في العام 1957 أطلق الاتحاد السوفيتي أول قمر صناعي سبوتنك 1 الذي يعتبر أول جسم يتم إرساله إلى الفضاء. وفي سنة 1961 أرسل السوفييت أول إنسان للفضاء وهو يوري جاجارين.

وعلى صعيد آخر، أصبح السفر للفضاء ممكنا هندسيا بعد أن نشر العالم روبرت جوددارد في العام 1919 ورقة علمية بعنوان 'طرق الوصول إلى ارتفاعات هائلة' حيث ناقش فكرة استخدام صاروخ بوقود سائل. كذلك أثبت في المعمل أن هذه الصواريخ ستعمل في الفضاء وكان أغلب العلماء في ذلك الوقت لا يصدقون أن هذا ممكن. لعبت هذه الورقة العلمية دورا هاما في رحلات الفضاء.

كذلك، يعتبر العالم الروسي قسطنطين تسيولكوفسكي أول منظر واقعي لفكرة السفر إلى الفضاء. وقد نشر كتاب عن الموضوع في سنة 1903 يدعى (استكشاف الفضاء عن طريق ماكينات رد الفعل). ولكن أفكاره لم تنتشر خارج روسيا.

الوصول

من جانب آخر، كان الإدماج قضية وطنية ودولية، مما أدى في عام 1967 إلى معاهدة الفضاء الخارجي وادعائها بأن الفضاء الخارجي هو "مقاطعة البشرية جمعاء". علاوة على ذلك، طُلب الإدماج الاجتماعي في الرحلات الفضائية المأهولة، حيث كان سفر النساء إلى الفضاء محدودًا، والأقليات، مثل الأشخاص ذوي الإعاقة، تم اختيارهم فقط في مجموعة رواد الفضاء لعام 2022 التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية.

وفي هذا الصدد، كانت القضية المهيمنة حول الوصول في السنوات الأخيرة هي قضية الحطام الفضائي واستدامة الفضاء، حيث تعرض الدول الفضائية الراسخة الوصول إلى الفضاء الخارجي للخطر من خلال أنشطتها الملوثة للمدارات الفضائية.

القدرة الفضائية

كذلك، لم تكن هناك أي مهمة مأهولة خارج نظام الأرض-القمر. ومع ذلك، فإن الولايات المتحدة وروسيا والصين ووكالة الفضاء الأوروبية والدول الأعضاء فيها، والكثير من الشركات والمؤسسات لديها خطط في مراحل مختلفة للسفر إلى المريخ (انظر مهمة مأهولة إلى المريخ).

وعلى صعيد آخر، أن تكون قادرًا فضائيًا يعني أن تكون قادرًا على تشغيل المركبات الفضائية ونشطًا في ذلك. يتضمن ذلك معرفة مجموعة متنوعة من الموضوعات وتطوير مهارات متخصصة تشمل: الملاحة الجوية؛ علم الفلك الملاحي؛ برامج تدريب رواد الفضاء؛ الطقس الفضائي والتنبؤ به؛ عمليات المركبات الفضائية؛ تشغيل المعدات المختلفة؛ تصميم وبناء المركبات الفضائية؛ الإطلاق الجوي وإعادة الدخول؛ الميكانيكا المدارية (المعروفة كذلك بديناميكا الفلك)؛ الاتصالات؛ المحركات والصواريخ؛ تنفيذ المناورات مثل القطر، والبناء في الجاذبية الصغرى، والالتحام الفضائي؛ معدات مناولة البضائع، والبضائع الخطرة وتخزين البضائع؛ السير في الفضاء؛ التعامل مع حالات الطوارئ؛ البقاء في الفضاء والإسعافات الأولية؛ مكافحة الحرائق؛ دعم الحياة. درجة المعرفة المطلوبة في هذه المجالات تعتمد على طبيعة العمل ونوع المركبة المستعملة. "القدرة الفضائية" هي نظير للقدرة البحرية.

من جانب آخر، يمكن للكيانات الفضائية أن تكون دولًا ذات سيادة، وكيانات فوق وطنية، وشركات خاصة. الأمم الفضائية هي تلك القادرة على بناء وإطلاق المركبات الفضائية بشكل مستقل. أصبح عدد متزايد من الكيانات الخاصة أو أصبحت كيانات فضائية.

أحادية الاستخدام

من جانب آخر، تستعمل أغلب الرحلات الفضائية الحالية أنظمة إطلاق متعددة المراحل أحادية الاستخدام للوصول إلى الفضاء.

بين نجمية

من جانب آخر، نيو هورايزونز هي المركبة الفضائية الخامسة التي يتم وضعها في مسار هروب يغادر المجموعة الشمسية. فوياجر 1 وفوياجر 2 وبيونير 10 وبيونير 11 هي المركبات السابقة. أبعدها عن الشمس هي فوياجر 1، التي تبعد أكثر من 100 وحدة فلكية وتتحرك بسرعة 3.6 وحدة فلكية في السنة. بالمقارنة، بروكسيما قنطورس، أقرب نجم غير الشمس، يبعد 267,000 وحدة فلكية. سيستغرق الوصول إلى هذه المسافة بالنسبة لـ فوياجر 1 أكثر من 74,000 عام. من المرجح أن تتمكن تصاميم المركبات التي تستعمل تقنيات أخرى، مثل الدفع النبضي النووي، من الوصول إلى أقرب نجم بشكل أسرع بكثير. هناك احتمال آخر يمكن أن يسمح بالسفر الفضائي البشري بين النجوم وهو الاستفادة من تمدد الزمن، حيث أن ذلك سيمكن الركاب في مركبة سريعة الحركة من السفر إلى المستقبل مع تقدمهم في العمر قليلاً جدًا، حيث أن سرعتهم العالية تبطئ معدل مرور الوقت على متن المركبة. ومع ذلك، فإن تحقيق مثل هذه السرعات العالية سيظل يتطلب استخدام طريقة جديدة ومتقدمة للدفع. كما تم اقتراح التحليق الديناميكي كوسيلة للسفر عبر الفضاء بين النجوم.

بلوغ الفضاء

وفي السياق ذاته، أمّا بالنسبة لأنظمة الإخلاء الخاصة بأنظمة الإطلاق المأهولة، فهي مُكيفة للسماح للرواد بالإجلاء في حالة الطوارئ.

وفي هذا الصدد، تُعد الصواريخ الوسائل العملية الوحيدة لبلوغ الفضاء. لا تستطيع محركات الطائرات التقليدية الوصول إلى الفضاء بسبب نقص الأكسجين. تنفث محركات الصواريخ وقود الدفع لتوفير قوة دفع إلى الأعلى وتوليد قيمة دلتا في (التغير في السرعة) كافية للوصول إلى المدار.

ومن ناحية أخرى، يتضمن التعريف الأكثر شيوعًا للفضاء الخارجي كل شيء يتجاوز خط كارمان، الذي يبعد عن سطح الأرض 100 كيلومتر (62 ميل). تُعرّف الولايات المتحدة الفضاء الخارجي في بعض الأحيان على أنه كل شيء يتجاوز ارتفاع 50 ميل (80 كيلومتر).

قابلة لإعادة الاستخدام

وفي السياق ذاته، تقاعد مكوك الفضاء في سنة 2011 بسبب تقدمه في العمر بشكل رئيسي. من المقرر أن يحل محله في الدور البشري للمكوك كل من دراغون 2 وسي إس تي-100 في عشرينيات القرن الحادي والعشرين. يتم الآن تنفيذ دور المكوك في نقل البضائع الثقيلة بواسطة مركبات الإطلاق التجارية.

التحديات

علاوةً على ذلك، كانت سكاليد كومبوزيتس سبيس شيب ون طائرة فضائية شبه مدارية قابلة لإعادة الاستخدام، وقامت بنقل الطيارين مايك ميلفيل وبراين بيني في رحلات متتالية في سنة 2004 للفوز بجائزة أنصاري إكس. قامت ذا سبيس شيب كومباني ببناء خليفتها سبيس شيب تو. كان من المقرر أن يبدأ أسطول من سبيس شيب تو تديره فيرجن غالاكتيك في الرحلات الفضائية الخاصة القابلة لإعادة الاستخدام لنقل الركاب الذين يدفعون (السياح الفضائيين) في سنة 2008، ولكن تم تأجيل ذلك بسبب حادث في تطوير نظام الدفع.

وعلى صعيد آخر، أول مركبة فضائية آلية قابلة لإعادة الاستخدام جزئياً كانت بوران (العاصفة الثلجية)، التي أطلقها الاتحاد السوفيتي في 15 نوفمبر 1988، على الرغم من أنها قامت برحلة واحدة فقط. صُممت هذه الطائرة الفضائية لطاقم وكانت تشبه إلى حد كبير مكوك الفضاء الأمريكي، على الرغم من أن معززات الانفصال الخاصة بها استعملت وقودًا سائلاً وأن محركاتها الرئيسية كانت موجودة في قاعدة ما يعادل الخزان الخارجي في المكوك الأمريكي. حال عدم وجود تمويل، فضلًا عن تفكك الاتحاد السوفيتي، دون إجراء المزيد من الرحلات لبوران.

وفي السياق ذاته، أول مركبة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام، إكس-15، أطلقت جواً في مسار شبه مداري في 19 يوليو 1963. أول مركبة فضائية مدارية قابلة لإعادة الاستخدام جزئياً، مكوك الفضاء، أطلقتها الولايات المتحدة في الذكرى العشرين لرحلة يوري غاغارين، في 12 أبريل 1981. خلال عصر المكوك، بني ست مركبات مدارية، حلقت جميعها في الغلاف الجوي، وحلقت خمس منها في الفضاء. استعمل إنتربرايز فقط لاختبارات الاقتراب والهبوط، حيث أطلقت من على متن بوينغ 747 والهبوط بانزلاق خالٍ من الدفع في قاعدة إدواردز الجوية، كاليفورنيا. أول مكوك فضاء طار إلى الفضاء كان كولومبيا، تلاه تشالنجر وديسكفري وأتلانتيس وإنديفور. بني إنديفور ليحل محل تشالنجر الذي فُقد في يناير 1986. تحطم كولومبيا أثناء إعادة الدخول في فبراير 2003.

ومن ناحية أخرى، حدث أول إعادة طيران لصاروخ فالكون 9 في 30 مارس 2017. تقوم سبيس إكس الآن بشكل روتيني باستعادة وإعادة استخدام مراحلها الأولى وحواجزها الحماية. تعمل سبيس إكس الآن على تطوير صاروخ ثقيل للغاية قابل لإعادة الاستخدام بالكامل يُعرف باسم ستارشيب، بهدف خفض تكلفة استكشاف الفضاء بدرجة كبيرة. اعتبارًا من أبريل 2025، تم استعادة ثلاثة معززات من سوبر هيفي، المرحلة الأولى من ستارشيب.

وفي السياق ذاته، حققت سبيس إكس أول هبوط عمودي ناعم لمرحلة صاروخ مدارية قابلة لإعادة الاستخدام في 21 ديسمبر 2015، بعد تسليم 11 قمرًا صناعيًا تجاريًا من أوربكوم أو جي-2 إلى المدار الأرضي المنخفض.

أستراليا (1967)★

• اليابان (1970)
• الصين (1970)
• المملكة المتحدة (1971)
• وكالة الفضاء الأوروبية (1979)
• الهند (1980)
• إسرائيل (1988)
• أوكرانيا (1991)*

الدول ذات القدرة الفضائية غير المأهولة

• الاتحاد السوفيتي (1957)
• الولايات المتحدة (1958)
• فرنسا (1965)
• إيطاليا (1967)★

من جهة ثانية، قامت الدول أو المنظمات التالية بتطوير مركبات الإطلاق الخاصة بها لإطلاق مركبات فضائية غير مأهولة إلى المدار إما من أراضيها أو بمساعدة أجنبية (تاريخ أول إطلاق بين قوسين):

الاعتبارات البيئية

من جانب آخر، بينما تلوث الرحلات الفضائية بشكل عام بجزء صغير من الأنشطة البشرية الأخرى، إلا أنها لا تزال تلوث بدرجة كبيرة إذا حسبت لكل راكب.

إضافةً إلى ذلك، إلى جانب التأثيرات الجوية، هناك تأثيرات على بيئة الفضاء القريبة من الأرض. هناك احتمال أن يصبح المدار غير قابل للوصول لأجيال بسبب الحطام الفضائي المتزايد بدرجة كبيرة الناتج عن تشظي الأقمار الصناعية والمركبات (متلازمة كيسلر). لذلك صُممت الكثير من المركبات المطلقة اليوم لإعادة دخولها بعد الاستخدام.

وفي هذا السياق، يعتمد تلوث عادم الصواريخ على العادم الناتج عن تفاعلات الوقود الدافع وموقع الانبعاث. تطلق في الغالب غازات الدفيئة وأحيانًا مكونات سامة. خاصة في المستويات العليا من الغلاف الجوي، تزداد فعالية الغازات العادمة كغازات دفيئة إلى حدّ كبير. تحتوي الكثير من الصواريخ الصلبة على الكلور في شكل بيركلورات أو مواد كيميائية أخرى، وهذا يمكن أن يسبب ثقوبًا محلية مؤقتة في طبقة الأوزون. تولد المركبات الفضائية المعاد دخولها نترات يمكن أن تؤثر كذلك بشكل مؤقت على طبقة الأوزون. أغلب الصواريخ مصنوعة من معادن يمكن أن يكون لها تأثير بيئي أثناء بنائها.

دون مدارية

وفي هذا السياق، بالنظر إلى مجرد إطلاق جسم يتجاوز خط كارمان كحد أدنى لمتطلبات القدرة الفضائية، أصبحت ألمانيا، بصاروخ في-2، أول دولة فضائية في سنة 1944. حققت الدول التالية قدرة على الرحلات الفضائية دون المدارية فقط من خلال إطلاق صواريخ محلية أو قذائف أو كليهما في الفضاء دون المداري:

• ألمانيا النازية (20 يونيو 1944)
• ألمانيا الشرقية (12 أبريل 1957)
• كندا (5 سبتمبر 1959)
• لبنان (21 نوفمبر 1962)
• سويسرا (27 أكتوبر 1967)
• الأرجنتين (16 أبريل 1969)
• البرازيل (21 سبتمبر 1976)
• إسبانيا (18 فبراير 1981)
• ألمانيا الغربية (1 مارس 1981)
• العراق (يونيو 1984)
• جنوب إفريقيا (1 يونيو 1989)
• السويد (8 مايو 1991)
• اليمن (12 مايو 1994)
• باكستان (6 أبريل 1998)
• تايوان (15 ديسمبر 1998)
• سوريا (1 سبتمبر 2000)
• إندونيسيا (29 سبتمبر 2004)
• جمهورية الكونغو الديمقراطية (2007)
• نيوزيلندا (30 نوفمبر 2009)
• النرويج (27 سبتمبر 2018)
• هولندا (19 سبتمبر 2020)
• تركيا (29 أكتوبر 2020)
• انظر كذلك
• محرك دفع بلازما
• نافذة الاطلاق
• شبكة النقل بين الكواكب
• اليوم الدولي للرحلة البشرية إلى الفضاء
• مراجع

ديناميكا الفضاء

أنواع المركبات الفضائية

وفي السياق ذاته، ديناميكا الفضاء أو الاسترودايناميك هي دراسة مسارات المركبات الفضائية وعلاقتها بقوة الجاذبية والدفع. معرفة قواعد ديناميكا الفضاء تساعد على تحقيق وصول المركبات الفضائية لهدفها في الوقت المحدد وباستخدام أقل قدر ممكن من الوقود.

غير مأهولة

قراءة إضافية

• روابط خارجية
• Aerospace engineering at Wikiversity
• Encyclopedia Astronautica

إضافةً إلى ذلك، Sarah Scoles, "Why We'll Never Live in Space: The technological, biological, psychological and ethical challenges to leaving Earth", vol. 329, no. 3 (October 2023), pp. 22–29. "Perhaps the most significant concern is radiation, something that is manageable for today's astronauts flying in low-Earth orbit but would be a bigger deal for people traveling farther and for longer." (p. 25.) "On the edge of terrestrial frontiers, people were seeking, say, gold or more farmable land. In space, explorers can't be sure of the value proposition at their destination." (p. 27.) "Harmful extraterrestrial microbes could return with astronauts or equipment – a planetary-protection risk called backward contamination." (p. 28.)

كذلك، Rebecca Boyle, "A Space Settler Walks into a Dome...: A very funny book about why living on المريخ is a terrible idea" (review of Kelly Weinersmith and Zach Weinersmith, A City on Mars: Can We Settle Space, Should We Settle Space, and Have We Really Thought This Through?, Penguin Press, 2023), مجلة العلوم الأمريكية, vol. 329, no. 4 (November 2023), p. 93.

علاوةً على ذلك، Erik Gregerson (2010): An Explorer's Guide to the Universe – Unmanned Space Missions, Britannica Educational Publishing, (eBook)

*كانت سابقًا جزءًا من الاتحاد السوفيتي

كذلك، كذلك، كان لدى الكثير من الدول، مثل كندا وإيطاليا وأستراليا، قدرة فضائية شبه مستقلة، حيث أطلقت أقمارًا صناعية محلية البناء على قاذفات أجنبية. صممت كندا وبنَت أقمارًا صناعية (ألوت 1 و2) في عامي 1962 و1965 تم وضعها في المدار باستخدام مركبات إطلاق أمريكية. صممت إيطاليا وبنَت الكثير من الأقمار الصناعية، فضلًا عن وحدات مضغوطة لمحطة الفضاء الدولية. تم إطلاق الأقمار الصناعية الإيطالية المبكرة باستخدام مركبات قدمتها ناسا، أولاً من منشأة والوبس للطيران في عام 1964 ثم من ميناء فضائي في كينيا (منصة سان ماركو) بين عامي 1967 و1988؛ قادت إيطاليا تطوير برنامج صاروخ فيغا داخل وكالة الفضاء الأوروبية منذ عام 1998. تخلت المملكة المتحدة عن برنامج الإطلاق الفضائي المستقل في عام 1972 لصالح التعاون مع منظمة تطوير الإطلاق الأوروبية (ELDO) في تقنيات الإطلاق حتى عام 1974. تخلت أستراليا عن برنامج القاذفات بعد وقت قصير من الإطلاق الناجح لوريسات، وأصبحت العضو غير الأوروبي الوحيد في ELDO.

★مركبة إطلاق تم تطويرها كليًا أو جزئيًا بواسطة دولة أخرى

بين كوكبية

ومن ناحية أخرى، السفر بين الكواكب هو رحلة بين الكواكب داخل نظام كوكبي واحد. من الناحية العملية، يقتصر استخدام المصطلح على السفر بين كواكب المجموعة الشمسية. غالبًا ما تتضمن خطط المهام المستقبلية المأهولة للسفر بين الكواكب تجميع المركبة النهائي في مدار أرضي، مثل برنامج كونستليشن التابع لناسا وكبلر/باروم الروسي.

أنظمة الإطلاق

في هذا الإطار، تُستعمل أنظمة الإطلاق لحمل الحمولة من سطح الأرض إلى الفضاء الخارجي.

السياحة الفضائية

حماية الأرض من الأجسام التي يحتمل أن تكون خطرة

بين مجرية

من جهة ثانية، يتضمن السفر بين المجرات رحلات فضائية بين المجرات، ويعتبر أكثر تطلبًا من الناحية التكنولوجية حتى من السفر بين النجوم، وبحسب المفاهيم الهندسية الحالية، يعتبر خيال علمي. ومع ذلك، من الناحية النظرية، لا يوجد ما يشير بشكل قاطع إلى استحالة السفر بين المجرات. حتى الآن، درس الكثير من الأكاديميين السفر بين المجرات بجدية.

طقس فضائي

وفي السياق ذاته، للطقس الفضائي تأثير عميق في عدة مجالات متعلقة باستكشاف الفضاء وتطويره. يمكن أن تتسبب التغيرات في الظروف الجيومغناطيسية في تغيرات في كثافة الغلاف الجوي مما يؤدي إلى التدهور السريع لارتفاع المركبة الفضائية في المدار الأرضي المنخفض. يمكن للعواصف الجيومغناطيسية الناتجة عن زيادة النشاط الشمسي أن تعمي المستشعرات على متن المركبة الفضائية محتملًا، أو تتداخل مع الإلكترونيات الموجودة على متنها. يعد فهم الظروف البيئية الفضائية مهمًا كذلك في تصميم التدريع وأنظمة دعم الحياة للمركبات الفضائية المأهولة.

وفي هذا الصدد، الطقس الفضائي هو مفهوم الظروف البيئية المتغيرة في الفضاء الخارجي. وهو متميز عن مفهوم الطقس داخل الغلاف الجوي للكوكب، ويتعامل مع الظواهر التي تشمل البلازما المحيطة، والحقول المغناطيسية، والإشعاع والمادة الأخرى في الفضاء (بشكل عام قريبًا من الأرض ولكن كذلك في الفضاء بين الكواكب، وأحيانًا الوسط بين النجمي). "يصف الطقس الفضائي الظروف في الفضاء التي تؤثر على الأرض وأنظمتها التكنولوجية. طقسنا الفضائي هو نتيجة لسلوك الشمس، وطبيعة المجال المغناطيسي للأرض، وموقعنا في المجموعة الشمسية."

دعم الحياة

علاوةً على ذلك، في الرحلات الفضائية المأهولة، نظام حفظ الحياة هو مجموعة من الأجهزة التي تسمح للإنسان بالبقاء على قيد الحياة في الفضاء الخارجي. تستعمل ناسا غالبًا عبارة "نظام التحكم البيئي ودعم الحياة" أو الاختصار ECLSS عند وصف هذه الأنظمة لمهامها الفضائية المأهولة. قد يوفر نظام دعم الحياة: الهواء والماء والغذاء. يجب عليه كذلك الحفاظ على درجة حرارة الجسم الصحيحة، وضغط مقبول على الجسم، والتعامل مع فضلات الجسم. قد يكون التدريع ضد المؤثرات الخارجية الضارة مثل الإشعاع والنيازك الدقيقة ضروريًا كذلك. مكونات نظام دعم الحياة حاسمة للحياة، ويتم تصميمها وبناؤها باستخدام تقنيات هندسة السلامة.