في السنوات الأخيرة، أصبح تطوير تكنولوجيا الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام موضوعا ساخنا في مجال الطيران العالمي. وفي مجال الطيران التجاري على وجه الخصوص، تسارع الشركات من مختلف البلدان إلى تطوير صواريخ قابلة لإعادة الاستخدام يمكنها الإقلاع والهبوط عموديًا. وفي هذه العملية، يبدو أن ارتفاع 10 كيلومترات قد أصبح "عتبة" مهمة للتحقق من تكنولوجيا الصواريخ القابلة للتكرار. سواء كان ذلك صاروخ SpaceX التابع للولايات المتحدة، أو صاروخ التحقق التابع للمعهد الثامن، أو VTVL-1 التابع لشركة Suzaku-3، فإن ارتفاع 10 كيلومترات يظهر دائمًا بشكل متكرر في الاختبارات.

فلماذا تم اختيار هذا الارتفاع؟ ماذا يعني التحقق من صحة تكنولوجيا الصواريخ القابلة للتكرار؟ بعد التغلب على هذه العقبة، هل سيكون الطريق أمامنا سلسًا حقًا؟ واليوم سنقضي بعض الوقت في الحديث عنها.

أول ما يجب الإجابة عليه هو ماذا يعني ارتفاع 10 كيلومترات؟ في الواقع، أثناء عملية إطلاق الصاروخ، فإن ارتفاع 10 كيلومترات ليس "معلمًا" مهمًا بشكل خاص. ولم يخترق الغلاف الجوي ولا يزال داخل طبقة التروبوسفير للأرض. ومع ذلك، بالنسبة للصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام، يعد هذا الارتفاع أمرًا بالغ الأهمية. أولًا، يكون الغلاف الجوي على عمق أقل من 10 كيلومترات أكثر كثافة ومقاومة الهواء قوية. في مثل هذه البيئة، سيتعرض الصاروخ لضغط هائل ومقاومة للهواء أثناء صعوده وهبوطه. وهذا يعني أن نظام التحكم في موقف الصاروخ ونظام التحكم في الاستقرار والمعدات المساعدة مثل الدفة الشبكية كلها تحتاج إلى تحمل اختبارات قاسية. بالإضافة إلى ذلك، سيواجه الصاروخ أيضًا "أقصى ضغط ديناميكي" على هذا الارتفاع، وهو أقصى ضغط تمارسه القوى الديناميكية الهوائية على الصاروخ. تعد هذه إحدى أكثر مراحل طيران الصاروخ تعقيدًا، ويجب أن يظل الصاروخ مستقرًا خلال هذه المرحلة لتجنب حدوث أي ضرر أو فشل في هيكله. ثانيًا، 10 كيلومترات هو الارتفاع الذي يحتاج الصاروخ عنده إلى تجربة تغيرات في السرعات الأسرع من الصوت ودون سرعة الصوت أثناء الطيران. وبالنسبة للصواريخ القابلة للتكرار، فهذه أيضًا فرصة للتحقق من قدرات التحكم "الترانسونيكية". تشير السرعة الترانسونيكية إلى العملية التي ينتقل فيها الصاروخ من السرعة دون سرعة الصوت، وهي أقل من سرعة الصوت، إلى السرعة الأسرع من الصوت، والتي تتجاوز سرعة الصوت. في هذه المرحلة، ستؤدي التغيرات في تدفق الهواء إلى حدوث اضطرابات كبيرة في وضعية الصاروخ ونظام التحكم. لذلك، فإن ارتفاع الطيران على ارتفاع 10 كيلومترات لا يمكنه اختبار قدرة الصاروخ على التحمل فحسب، بل يمكنه أيضًا التحقق من ثبات الصاروخ وقدرات التحكم الدقيقة له عند السرعات التي تتجاوز سرعة الصوت. وقد تم اختيار هذا الارتفاع كنقطة اختبار رئيسية على وجه التحديد لأنه يمثل اختبارًا لأداء الصاروخ في ظل الظروف القاسية.

إذًا، ماذا يعني إكمال هذه الرحلة التي يبلغ طولها 10 كيلومترات؟ ويمكن القول أنه يمثل تقدما كبيرا في تكنولوجيا الصواريخ. بداية، عودة الصاروخ وهبوطه بنجاح على هذا الارتفاع يعني أن لديه قدرات أساسية لإعادة الاستخدام. وكما أكد فريق تصميم الصاروخ الصيني Zhuque-3، فإن نجاح الرحلة هذا يُظهر أن المكونات الأساسية للصاروخ مثل المحرك وشبكة الدفة يمكن أن تتلاءم بدقة وتظل مستقرة أثناء عملية العودة. ومع ذلك، فإن إكمال هذا الاختبار رفيع المستوى بنجاح لا يعني عدم وجود عقبات أمامه. وعلى الرغم من أن الرحلة التي امتدت لمسافة 10 كيلومترات أثبتت قدرة الصاروخ على التكيف وقدرات التحكم في بعض البيئات المعقدة، إلا أنه لا يزال بعيدًا عن رحلة مدارية حقيقية. وعلى ارتفاعات أعلى، تحتاج الصواريخ إلى مواجهة تحديات أكثر خطورة، خاصة درجات الحرارة المرتفعة والسرعات العالية للغاية أثناء عودتها إلى الغلاف الجوي. بالنسبة لتكنولوجيا الصواريخ القابلة للتكرار في الصين، فإن نجاح الرحلة التي يبلغ طولها 10 كيلومترات يعني أكثر أن التحقق من التكنولوجيا قد دخل مرحلة حرجة. لقد حققت تقنية الإقلاع والهبوط العمودي للصاروخ بالفعل نتائج أولية، ولكن ما يجب حله في المستقبل هو كيفية تحقيق التعافي الرأسي على ارتفاع أعلى والتعامل مع الحرارة الهائلة والطاقة الحركية المتولدة أثناء إعادة الدخول. على سبيل المثال، كيفية الحماية بشكل فعال من ارتفاع درجة الحرارة الناتجة عند العودة إلى الغلاف الجوي؛ على سبيل المثال، كيفية تحسين دقة هبوط الصاروخ والتحكم في السرعة؛ وعلى سبيل المثال، كيفية جعل هيكل الصاروخ خفيفًا بدرجة كافية ولكنه قوي بما يكفي للتعامل مع فقدان التعب الناتج عن الاستخدامات المتعددة، وما إلى ذلك. ونتوقع أنه مع نضوج التكنولوجيا وزيادة عدد الرحلات الجوية، سيتم حل هذه المشكلات تدريجيًا.

عندما يتعلق الأمر بالتطور والوضع الحالي لتكنولوجيا الصواريخ القابلة للتكرار في بلدي، فإن إحدى النقاط التي لا يمكن تجاوزها هي إنجازات SpaceX. التزمت SpaceX بتطوير صواريخ قابلة لإعادة الاستخدام منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، ونجحت في تحقيق الاسترداد الرأسي للصاروخ لأول مرة في عام 2015. ومنذ ذلك الحين، أكملت SpaceX استعادة وإعادة استخدام الصواريخ المدارية عدة مرات، مما أدى إلى تغيير هيكل تكلفة صناعة الطيران تمامًا. وفي المقابل، بدأت تكنولوجيا الصواريخ القابلة للتكرار في الصين متأخرة. على الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه في السنوات الأخيرة، إلا أنه لا تزال هناك فجوة معينة مع SpaceX. إذا أخذنا Zhuque-3 VTVL-1 كمثال، فإن الاختبار الحالي للصين لا يزال في مرحلة الإقلاع والهبوط العمودي على ارتفاع 10 كيلومترات، بينما حققت SpaceX بالفعل التعافي البحري وإعادة استخدام الصواريخ المدارية. ومع ذلك، هذا لا يعني أن شركة الطيران الصينية ليس لديها إمكانية للحاق بالركب. واستثمرت الصين الكثير من الموارد في أبحاث وتطوير تكنولوجيا الفضاء الجوي في السنوات الأخيرة وحققت اختراقات كبيرة في العديد من الاختبارات. ومن منظور زمني، قد تستغرق العملية العملية للصواريخ الصينية القابلة لإعادة الاستخدام حوالي 5 إلى 10 سنوات للوصول إلى المستوى الحالي لشركة SpaceX. ومع ذلك، فإن الطلب الضخم في السوق الصينية واستثمارات الشركات الخاصة في الابتكار التكنولوجي سوف يؤدي إلى تقليص هذه الفجوة.

وبشكل عام، فإن اختبار الطيران لمسافة 10 كيلومترات ليس فقط خطوة مهمة في التحقق الفني، ولكنه أيضًا حجر الزاوية في استكشاف الفضاء الجوي في المستقبل. وعلى الرغم من أن بلدي بدأ متأخرا في هذا المجال، مع استمرار تراكم الاستثمار والتكنولوجيا، فمن المتوقع أن يلحق بركب سبيس إكس في المستقبل القريب ويبدأ عصرنا الخاص من الفضاء الجوي القابل لإعادة التدوير.