راکت سایوز | هوافضای جوان

راکت سایوز

راکت سایوز از پر استفاده‌ترین راکت‌های پرتاب به فضا است. این راکت در سامارای روسیه و مرکز راکت‌های فضایی پروگرس ساخته می‌شه. بعد از اینکه برنامه فضایی شاتل در سال ۲۰۱۱ به پایان رسید، سایوز تنها وسیله‌ای شد که می‌تونست وسایل و تجهیزات لازم رو به ایستگاه فضایی بین المللی انتقال بده.

راکت سایوز تحت برنامه فضایی سایوز تونست فضاپیمای سرنشین‌دار سایوز رو به فضا انتقال بده. همچنین فضاپیمای بدون سرنشین پروگرس رو که محموله‌های مورد نیاز ایستگاه فضایی بین المللی در اون قرار داشت رو به این ایستگاه رسوند.

انواع راکت سایوز

انواع راکت سایوز

شوروی اولین ماهواره‌اش  را در سال ۱۹۵۷ در مدار قرار میده، در همون سال یک پرتاب موفق دیگه هم داره اما سال بعد چهار شکست در مقابل یک موفقیت کارنامه خوبی برای اونها نیست. در ۱۹۵۹ یک ناکامی در مقابل ۳ پیروزی و در ۱۹۶۰ تعداد ۶ شکست به همراه ۵ مسیر روشن و امیدوار کننده‌ای رو برای روس‌ها نشون میداد بعد از اون در سال ۱۹۶۶ سایوز وارد میدان می‌شه و تا سال ۱۹۹۹ همیشه شکست‌هایی برای شوروی وجود داشت اما تعدادش نسبت به موفقیت‌ها خیلی کمتر بود. یکی از دلایل کاهش این شکست‌ها استفاده از راکت سایوزه.

همه انواع راکت­‌های سایوز از مخلوط اکسیژن مایع و RP-1 به عنوان سوخت استفاده می­‌کنند اما سایوز-۲ از Syntin که یکی از انواع RP-1 است با مخلوط اکسیژن مایع به عنوان سوخت استفاده میکنه.

موشک سایوز از خانواده موشک­‌های بالستیک R-7 هستند. جالبه بدونید که عصر فضا با پرتاب ماهواره «اسپوتنیک» توسط یکی از راکت های خانواده موشک «آر-۷» در شوروی سابق شروع میشه. راکت سایوز در سال ۱۹۶۶ از تغییرات در راکت پرتابی Vostok روسی ساخته شد که همین راکت در اصل از باز طراحی موشک‌های بالستیک قاره پیما R-7 ساخته شده بود. استفاده از سامانه‌های دور سنجی سبک‌تر و موتورهای کارآمدتر از جمله تغییرات بوجود آمده بود.

راکت به صورت سه مرحله‌ای ساخته شد. بعدها انواع راکت Molniya با اضافه شدن مرحله چهارم ساخته شدند و راکت توانایی رفتن به مدار بیضوی مولونیا رو پیدا کرد. آخرین مدل از این تغییرات منجر به تولید Soyuz-U شد.

در اوایل دهه ۸۰ تولید سایوز به بیشترین حالت خود رسید یعنی تولید ۶۰ راکت در سال. این راکت به عنوان پرکاربردترین لانچر دنیا معروف شد و به رکورد ۱۷۰۰ پرواز رسید که واقعا یک رکورد بی­‌نظیره.

دلیل اصلی که باعث شد این راکت به عنوان پرکاربردترین لانچر دست پیدا کنه و محبوبیت ویژه‌­ای پیدا کنه هزینه کم تولید و توانایی عملکرد بالای اونه.به طور مثال سایوز تونست در یک ماموریت ۷۳ ماهواره رو که البته انواع نانو ماهواره‌ها هم در بین این ۷۳ ماهواره وجود داشتند رو به فضا پرتاب کنه و در سه مدار مختلف قرار بده. در این ماموریت موتور سایوز طوری برنامه‌ریزی شده بود که هفت بار روشن بشه و از مداری به مدار دیگه حرکت کنه. یک ساعت بعد از پرتاب از روی زمین به مداری می‌رسه که یک ماهواره مشاهد زمین روسی رو در مدار قرار میده بعد از اون موتور روشن میشه تا ۲۴ فضاپیمای دیگه رو در مدارهای بالاتر قرار بده و در مرحله آخر عملیات موتور ارتفاع رو کم می‌کنه تا ۴۸ ماهواره تصویربرداری از زمین آمریکایی رو در مدار قرار بده. عملیاتی بزرگ که واقعا قدرت سایوز رو نشون میده.

انتقال خدمه به ایستگاه بین المللی فضایی

بین اول فوریه ۲۰۰۳ تا ۲۶ جولای ۲۰۰۵، شاتل فضایی آمریکا زمین گیر و متوقف می‌شه و سایوز به تنها وسیله برای رفتن به ایستگاه فضایی بین المللی تبدیل می‌شه، وظایف این راکت شامل همه موارد یعنی انتقال فضاپیما، خدمه و محموله‌های پشتیبانی می‌شد. در سال ۲۰۱۱ شاتل به طور کامل بازنشست می‌شه در نتیجه ناسا برای دسترسی به ایستگاه فضایی بین المللی بیشتر از همیشه به سایوز وابسته می‌شه.

البته باید گفت که ناسا برای رفع این وابستگی تصمیم گرفته تا برنامه انتقال به فضا رو از سال ۲۰۱۸ یا ۲۰۱۹ دوباره آغاز کنه.

پرتاب سایوز

پرتاب سایوز

حوادث اخیر سایوز

در زمینه علت وقوع شکست های فضایی در دو دهه پایانی قرن بیستم ۶۴ شکست از ۱۱۴ مورد شکست به دلیل وجود اختلال در موتور و سیستم پیشران بوده. این مورد با اختصاص ۵۶ درصد از مشکلات به خود باعث شده تا کشورهای مختلف توسعه پرتابگرها را بر اساس موتورهای مطمئن و آزموده شده انجام بدند. ژاپن، کره جنوبی و  آمریکا از موتورهای روسی در ماهواره برهای خود استفاده کردند. کره ای ها در شروع کار و ادامه اون از موتورهای روسی برای پرتاب ماهواره به فضا بهره بردند.

رشته‌های موفقیت سایوز ادامه داشت اما با یک حادثه ناگوار همه رکوردها نابود می‌شه. در ۱۵ اکتبر ۲۰۰۲ هنگامی که سایوز-U ماهواره فوتون-ام رو پرتاب کرد ۲۹ ثانیه بعد از روشن شدن موتورهای اصلی منفجر شد. در این حادثه یک نفر از خدمه زمینی کشته شدند و ۸ نفر مصدوم شدند.

شکست بعدی در ۲۱ ژوئن ۲۰۰۵ اتفاق میوفته، هنگامی که ماهواره ارتباطی- نظامی مولنیا از پایگاه فضایی پلستسک پرتاب می‌شه. در این برنامه از لانچر چهار مرحله ای مولنیا-ام استفاده شده بود. بعد از ۶ دقیقه دستور جدایش مرحله دوم و سوم لانچر صادر شد اما به درستی عمل نکرد و منجر به سقوط فضاپیما در سیبری شد. محموله این راکت ماهواره مولنیا-۳K بود.

در ۲۴ آگوست ۲۰۱۱ بازهم یک سایوز – یو که یک محموله رو به ایستگاه بین المللی حمل می‌کرد سقوط کرد. اما متاسفانه این آخرین حادثه برای سایوز در سال ۲۰۱۱ نبود و راکتی که ماهواره مریدین-۵ رو حمل می‌کرد نیز با حادثه روبرو شد تا تلخ ترین سال در طول ماموریت سایوز اتفاق بیوفته.

سایوز –یو اولین پرواز خوزدش رو در سال ۲۰۰۴ انجام داده و با وجود موتورهایی که ارتقا یافتند و سامانه‌های کنترل گرواز دیجیتال دچار این حوادث شده.

دلایل مختلفی برای این حوادث گزارش شده و بیشتر اونها به اشکال در مرحله سوم اشاره دارند یا داده های بدست اومده درباره فشار سوخت قبل از ورود به موتور نشان دهنده نشتی در مخزن سوخت بوده که منجر به آتش سوزی شده است.

تغییرات و پیشرفت

راکت سایوز موتورهای ارتقا یافته مرحله سوم و سیستم های راهبری جدید ارتقا یافت و به اسم سایوز-۲ یا Soyuz/ST  شناخته شد. اولین تغییرات در سایوز دو که در نتیجه ارتقا سیستم‌های دیجیتال صورت گرفت و به نام Soyuz-2-1a  معروف شد با تست پرواز در اکتبر سال ۲۰۰۴ ادامه یافت. این راکت اولین پرواز مداری خودش رو در سال ۲۰۰۶ انجام داد. سایوز ارتقا یافته با تمام تغییرات به نام Soyuz-2-1b در دسامبر ۲۰۰۶ با پرتاب ماهواره CoRot آزمایش شد.

راکت‌های سایوزی که اکنون مشغول به خدمت هستند با نام سایوز-یو و سایوز- اف جی شناخته می‌شوند.

نکته‌ای که باید اینجا گفت اینه که بعد از فروپاشی شوروی اساسا استفاده از موشک‌ها و راکت‌های سایر کشورها برای ارسال محموله و ماهواره به فضا رایج شد و سایوز بسیار محبوب شده و برنامه‌های ارتقای اون ادامه پیدا کرد.

سرهم کردن سایوز

سرهم کردن سایوز به صورت کاملا افقی انجام می‌شه و بعد از اون سایوز به همین صورت افقی تا محل پرتاب حمل می‌شه. یکی از دلایل هزینه‌های کم سایوز همین روش سرهم کردن این راکته. بعد از اینکه راکت به محل پرتاب رسید به صورت عمودی آماده پرتاب می‌شه.

اسمبل راکت سایوز

اسمبل راکت سایوز

مراحل سایوز

مرحله اول

مرحله اول این راکت شامل چهار موشک تقویت کننده سوخت مایع است که به هسته اصلی مرحله دوم متصل اند. هر کدوم از این تقویت کننده‌ها یک موتور موشک و یک توربوپمپ دارند چهار اتاقک احتراق.

بوسترهای مرحله اول

بوسترهای مرحله اول

برای هر بوستر:

جرم خشک جرم قطر طول زمان اشتعال
۳,۷۸۴kg ۴۴.۵t ۲.۶۸m ۱۹.۶m ۱۱۸s

 

موتورها:

سایوز-یو

تراست در خلا ۹۹۱kN
تراست ۸۱۳KN
ضربه ویژه  ۲۴۵seconds (2.40km/s)
ضربه ویژه در خلا ۳۱۰seconds (3.0km/s)
فشار محفظه احتراق ۵.۸۵MPa (848psi)

سایوز-اس تی

تراست در خلا ۱۰۲۱kN
تراست ۸۳۸KN
ضربه ویژه  ۲۴۵seconds (2.40km/s)
ضربه ویژه در خلا ۳۱۰seconds (3.0km/s)
فشار محفظه احتراق ۵.۸۵MPa (848psi)

 

مرحله دوم

مرحله دوم یک استوانه اصلی و مرکزی با یک موتور و توربوپمپ است که چهار محفظه احتراق دارد. مرحله دوم سایوز در محل اتصال مرحله اول کمی باریک می‌شه تا چهارتا بوستر مرحله اول بتونن به سایوز متصل شوند.

جرم خشک جرم قطر طول زمان اشتعال
۶,۸۷۵kg ۱۰۵.۴t ۲.۹۵m ۲۸m ۲۹۰s

موتورها

سایوز-یو

تراست در خلا ۹۹۷kN
تراست ۷۷۹kN
ضربه ویژه  ۲۶۴seconds (2.59km/s)
ضربه ویژه در خلا ۳۱۱seconds (3.05km/s)
فشار محفظه احتراق ۵.۱MPa (848psi)

سایوز –یو۲

تراست در خلا ۱۰۰۹kN
تراست ۸۱۱kN
ضربه ویژه  ۲۶۴seconds (2.59km/s)
ضربه ویژه در خلا ۳۱۱seconds (3.05km/s)
فشار محفظه احتراق ۵.۱MPa (848psi)

سایوز-اس تی

تراست در خلا ۹۹۰kN
تراست ۷۹۲kN
ضربه ویژه  ۲۶۴seconds (2.59km/s)
ضربه ویژه در خلا ۳۱۱seconds (3.05km/s)
فشار محفظه احتراق ۵.۸۵MPa (848psi)

سومین مرحله

دو نوع مختلف از مرحله سوم برای راکت سایوز وجود دارد. مرحله سوم Blok-I و ارتقا یافته این بلوک Soyuz-2-1b

جرم خشک جرم قطر طول زمان اشتعال
۲۳۵۵kg ۲۵.۲t ۲.۶۶m ۶.۷m ۲۴۰s

 

موتور

Block I

تراست ۲۹۸kN
ضربه ویژه  ۳۳۰seconds(3.2km/s)
فشار محفظه احتراق  ۶.۸MPa(986psi)

Block I ارتقا یافته

تراست ۲۹۴kN
ضربه ویژه  ۳۵۹seconds(3.52km/s)
فشار محفظه احتراق  ۱۶.۸MPa(2350psi)

منابع:

http://www.russianspaceweb.com/soyuz_lv.html

https://spaceflightnow.com/2017/07/14/soyuz-rideshare-launch/

http://www.starsem.com/soyuz/soyuz.htm

https://sputniknews.com/russia/2005062140556511/

https://en.wikipedia.org/wiki/Soyuz_(rocket_family)

http://www.esa.int/Our_Activities/Human_Spaceflight/Delta_Mission/Soyuz_launch_vehicle_The_most_reliable_means_of_space_travel

 


پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا معادله امنیتی را وارد کنید. * Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.