موشک فضایی سایوز

محمد جواد عسگرپور

موشک ماهواره بر سایوز از روی موشک بالستیک ار7 ساخته شد که نخستین موشک قاره پیمای ساخت شوروی بود.موشک بالستیک R7 یک موشک بالستیک ساخت شوروی از نوع سوخت مایع دو مرحله ای است که از نفت سفید به عنوان سوخت و از اکسیژن مایع به عنوان اکسید کننده استفاده میکند این موشک که در طی جنگ سرد توسعه یافته اولین موشک بالستیک قاره پیمای جهان بود .
این موشک بین سالهای ۱۹۵۷ تا ۱۹۶۱ حدود ۲۸ لانچ انجام داد ولی هرگز عملیاتی نشد این موشک در غرب با کد SS-6 sapwood شناخته میشد و همچنین راکت های فضایی سایوز و وستوک بر اساس این موشک ساخته شدند که وستوک اولین انسان و ماهواره را به مدار زمین برد و سایوز پر کاربرد ترین راکت فضایی جهان است.
موشک R7 دارای ۳۴ متر طول ۳.۰۲ متر قطر و ۲۸۰ تن وزن است این موشک همانطور که گفته شد از نوع سوخت مایع دو مرحله ای است که از نفت سفید به عنوان سوخت و از اکسیژن مایع به عنوان اکسیدکننده استفاده میکند این موشک بالستیک دارای برد ۸۸۰۰ کیلومتر بود و دارای خطای ۵ کیلومتر بود این موشک میتوانست یک کلاهک اتمی ۳ یا ۵ مگاتنی حمل کند ،علاوه بر بوستر اصلی مرحله اول موشک مجهز به چهار بوستر سوخت مایع کمکی بود که به مرحله اول متصل شده بودند که موتور ها از نوع خوشه ای و دارای چهار خروجی بودند .
کار توسعه موشک R7 از سال ۱۹۵۳ در مرکز تحقیقات و توسعه فضایی مسکو شروع شد و قرار بر این بود تا موشکی سوخت مایع دو مرحله ای با برد ۸۰۰۰ کیلومتر توسعه یابد که سرعت نهایی اش به ۲۰ ماخ برسد و تا کلاهک به وزن ۳ تن حمل کند اولین نسخه از این موشک در اواخر سال ۱۹۵۳ اولین لانچ خود را انجام داد و طرح های اولیه بطور سنگینی دستخوش تغییرات شدند و حدود ۱۰۰ پروپازال برای این موشک ارائه شد و در نهایت در سال ۱۹۵۴ کار موشک به اتمام رسید . سرپرست تیم طراحی راکت R7 آقای arcady ilych ostashev بود که این راکت با کمک دانشمندان آلمانی که از آلمان نازی غنیمت گرفته شده بودند ساخته و طراحی شد و این موشک بطور چشمگیری بر اساس تحقیقات دانشمندان آلمانی ساخته شده بود مثلا بجای اینکه از vane control برای کنترل راکت استفاده شود که باعث مقاومت در خروجی نازل میشد این راکت از سیستم کنترل خاصی بهره میبرد و هر بوستر دارای مخزن سوخت جداگانه خود بود .بعد از اینکه روس ها بر اساس راکت آلمانی V2 راکت R1 را ساختند در تحقیقات بعدی روس ها متوجه شدند که برای افزایش کارایی و برد میتوان به استیج اولی چهار بوستر کمکی اضافه کرد
در نهایت راکت در خود شوروی 8k71 نام گرفت که در ماه مه ۱۹۵۷ آماده انتقال به پایگاه فضایی بایکونور شد و ۱۴ روز بعد اولین پرواز خود را انجام داد که این لانچ موفقیت آمیز نبود که راکت بعد از پیمودن ۴۰۰ کیلومتر به علت اشکال فنی در یکی از مرحله ها سقوط کرد و لانچ بعدی برای ۱۱ ژوئن برنامه ریزی شد(در همین روز ارتش ایالات متحده اولین راکت قاره پیمای خود را تست کرد) که این عملیات هم ناموفق بود و در نهایت اولین تست کاملا موفقیت آمیز این موشک که طی این تست این راکت ۶۰۰۰ کیلومتر را پیمود در ۲۱ اوت ۱۹۵۷ صورت گرفت که بعد از اتمام پرواز این راکت در اقیانوس آرام سقوط کرد و منابع خبری غربی اعلام کردند که اتحاد شوروی اولین موشک بالستیک قاره پیما چند مرحله ای خود را با موفقیت آزمایش کرد و نسخه ای بر اساس R7 بنام وستوک اولین ماهواره جهان تحت عنوان اسپوتنیک را در سال ۱۹۵۷ در مدار زمین قرار داد و در نوامبر همان سال اسپوتنیک ۲ را در مدار قرار داد .
تست بین قاره ای بعدی این موشک در ژانویه سال ۱۹۵۸ بود که به علت جدانشدن مرحله اول تست ناموفق بود و تست ها تا دسامبر سال ۱۹۵۹ ادامه داشت که اولین نسخه ۸k71 نام گرفت در فوریه سال ۱۹۶۱ لانچ شد
نسخه جدیدی تحت عنوان 8k74 که با نام R-7A نامیده میشد هم توسعه یافت که این نسخه دارای سیستم ناوبری بهتر موتور قدرتمند تر و به علت توان حمل سوخت بیشتر بردش تا ۱۲۰۰۰ کیلومتر رسید و میتوانست محموله ای تا وزن ۵۳۷۰ کیلوگرم حمل کند که میزان محموله بیشتری نسبت به نسخه پایه بود و برای اولین بار در سال ۱۹۵۸ این موشک یک کلاهک اتمی حمل کرد که یک کلاهک به قدرت ۲.۹ مگاتن بود .
در نهایت این راکت در سال ۱۹۶۸ کنار گذاشته شد ولی راکت های وستوک و سایوز بر اساس همین R7 ساخته شدند.

و اما سایوز
سایوز یک راکت فضایی سوخت مایع سه مرحله ای است که بر اساس موشک بالستیک R7 ساخته شده این راکت توسط کمپانی انرجیا در شهر samara شوروی ساخته شده و از سال ۱۹۶۶ تاکنون ۱۷۰۰ بار لانچ شده است که پر استفاده ترین راکت فضایی در جهان میباشد .
زمانی که در سال ۲۰۱۱ شاتل فضایی از خدمت خارج شد راکت سایوز تنها وسیله ای است که میتواند فضانوردان را به ایستگاه فضایی بین المللی برساند از راکت سایوز برای رساندن محموله هایی به فضا و ایستگاه فضایی استفاده میشود راکت فضایی سایوز فضاپیمای سایوز هم به فضا میرساند
تمامی راکت های سایوز سوخت مایع هستند از PR-1 به عنوان سوخت و دز اکسیژن مایع به عنوان اکسید کننده استفاده میکنند
سایوز در سال ۱۹۶۶ تولید شد و یک راکت مشتق شده از راکت های vostok بود که خود براساس موشک بالستیک قاره پیمای R7 ساخته شده بود و سایوز یک راکت سه مرحله ای است و بعد ها مدل molniya که راکتی چهار مرحله ای بود هم ساخته شد که میتوانست تا مدار molniya برسد و مدل جدید تر آن soyuz U بود که این مدل از چشم غرب پنهان نگه داشته شده بود که بعد ها غرب آنرا A2 نامید
در اوایل دهه ۸۰ میلادی سالانه ۶۰ راکت سایوز ساخته میشد و این راکت به پراستفاده ترین راکت فضایی جهان تبدیل شد که از سال ۱۹۶۶ تاکنون ۱۷۰۰ بار لانچ شده است که خیلی بیشتر از راکت های دیگر است
در دهه ۹۰ میلادی قرار بود استیج FREGAT با مرحله بالایی سایوز جایگزین شود که موتور های این مرحله توسط کمپانی NPO ساخته شده بود در نهایت این نسخه با تصمیم وزارت دفاع روسیه Soyuz 2 نام گرفت و نسخه Soyuz U میتواند تا ۱۳۵۰ کیلوگرم محموله را به مدارGTO برساند در آوریل سال ۱۹۹۷ قراردادی با آژانس فضایی اروپا بسته شد که طی این قرارداد میبایستی دو جفت از ماهواره های Cluster plusma توسط راکت های سایوز در مدار زمین قرار بگیرند در سالهای ۱۹۹۹ و ۲۰۰۰ راکت soyuz fregatتست های خود را انجام داد و در سال ۲۰۰۰ ماهواره cluster plusma را در مدار قرار داد . ماموریت دیگر سایوز حمل کاوشگر مریخ به فضا بود که این ماموریت در سال ۲۰۰۳ از پایگاه فضایی بایکونور در قزاقستان انجام شد امروزه لانچ های soyuz fregat برای ماموریت های تجاری انجام میشود .در مدت زمانی بین فوریه ۲۰۰۳ تا ژوئیه ۲۰۰۵ که ناوگان شاتل فضایی زمین گیر بودند در این مدت تنها از سایوز برای رساندن محموله و فضانورد به ایستگاه فضایی استفاده میشد و از سال ۲۰۱۱ و بازنشسته شدن شاتل فضایی ناسا فضانوردان و محموله های خود را با استفاده از سایوز از پایگاه فضایی بایکونور به ایستگاه فضایی میرساند و ایالات متحده از سال ۲۰۱۹ پرواز های فضایی خود را از خاک آمریکا (پایگاه فضایی کندی در فلوریدا ) شروع کرد .

سایوز سلسله عملیات های موفقیت آمیزی داشت تا اینکه در اکتبر سال ۲۰۰۲ یک سایوز حامل ماهواره پروتن ناموفق عمل کرد و منفجر شد و یک نفر از خدمه زمینی کشته شد و ۸ نفر صدمه دیدند
عملیات ناموفق بعدی سایوز در سال ۲۰۰۵ بود که در این ماموریت سایوز حامل ماهواره نظامی بود که در این ماموریت از نسخه چهار مرحله ای سایوز موسوم به MOLNIYA استفاده شد که در این ماموریت به علت نقص فنی در مرحله سوم راکت ۶ دقیقه بعد از لانچ راکت ناموفق عمل کرد و ماموریت ناموفق شد و در سال ۲۰۱۱ یک راکت سایوز بدون سرنشین که حامل محموله برای ایستگاه فضایی بین المللی بود در رسیدن به مدار ناکام ماند و ماموریت ناموفق بعدی در همان سال ۲۰۱۱ بود که در این ماموریت سایوز حامل ماهواره نظامی بود که این ماموریت هم با شکست مواجه شد
در سال ۲۰۱۸ سایوز حامل محموله ای برای ایستگاه فضایی بین المللی که از پایگاه بایکونور لانچ شد در رسیدن به مدار زمین ناکام ماند .
امروزه نسخه جدید سایوز تحت عنوان سایوز۲ با مدل های قبلی جایگزین شده است که این نسخه دارای سیستم هدایت دیجیتال جدید و مرحله سوم و موتور های راکتی با عملکرد بهتر است
اولین نسخه سایوز ۲ که سایوز ۲-۱ نامیده میشد دارای سیستم هدایت دیجیتال بود ولی از همان استیج و موتور قبلی بهره میبرد و این نسخه اولین لانچ خود را در سال ۲۰۰۴ انجام داد و در سال ۲۰۰۶ از پایگاه بایکونور ماهواره COROT را به فضا برد.

نسخه ها
Soyuz (1966-1975)
Soyuz L (1970-1971)
Soyuz M(1971-1976)
Soyuz U (1973-2017)
Soyuz U2(1982_1995)
Soyuz FG(2001 تاکنون)
Soyuz 2(2006 تاکنون)
مولنیا ام (۱۹۶۴ تا ۲۰۱۰ ) این نسخه چهار مرحله ای است)
راکت سایوز برخلاف ساترن ۵ بصورت افقی در مرکز ساخت ساخته میشود و بصورت افقی به بایکونور منتقل میشود و به حالت عمودی در آمده و لانچ میشود
اگر قرار بود این راکت به شکل عمودی منتاژ شود نیاز به یک آشیانه بسیار بزرگ بود که برای اتحاد شوروی توجیه اقتصادی نشد لذا راکت به حالت افقی منتاژ میشود.
سایوز برای عملیات های بدون سرنشین و عملیات های تجاری زیادی استفاده شده است و همچنین برای ماموریت های زیر استفاده میشود
سایوز برای عملیات های بدون سرنشین به مقصد ایستگاه فضایی بین المللی و میر استفاده میشود در این ماموریت ها از نسخه های U و FG و سایوز ۲ استفاده میشود برای این ماموریت ها از مخزن حامل محموله progress استفاده میشود
همچنین سایوز برای ماموریت های تجاری هم استفاده میشود در این ماموریت ها از محفظه تایپ A استفاده میشود
همچنین سایوز فضا پیما های galaxy 14 و GIOVE و کاوشگر مریخ و AMOS 2 و VENUS EXPRESS را در مرحله بالایی خود به فضا حمل کرده است و این محموله ها در محفظه تایپ S با قطر ۳.۷ متر و ارتفاع ۷.۷ حمل میشود
محفظه تیپ SL برای حمل محموله های ماهواره های تجاری استفاده میشود و این محفظه دارای قطر ۳.۷ متر و ارتفاع ۸.۴ متر است و از این محفظه برای حمل فضاپیما COROT استفاده میشود
محفظه تایپ ST هم برای حمل محموله های تجاری استفاده میشود و این محفظه دارای قطر ۴.۱ متر ارتفاع ۱۱.۴ متر است این محفظه تنها بر روی سایوز ۲ قابل نصب است چون سیستم های کنترل آنالوگ سایوز های قدیمی تر از پس ناپایداری آیرودینامیکی حاصل از این محفظه بر نمی آیند این محفظه از کربن پلاستیک ساخته شده است .

Vostok
راکت های خانواده Vostok ،راکت های فضایی بودمد که بر اساس موشک بالستیک قاره پیما ساخته شدند این راکت از نوع سوخت مایع سه مرحله ای است که در کنار مرحله اول دارای چهار بوستر راکتی کمکی است که طی پرواز بعد از مدتی از آن جدا میشوند راکت های vostok برای اولین بار فضاپیمای حامل انسان را به فضا حمل کردند که همان فضاپیمای vostok حامل یوری گاگارین بود و همچنین راکت vostok اولین ماهواره چهان یعنی اسپوتنیک را در مدار زمین قرار داد این راکت از سوخت نفت سفید و اکسید کننده اکسیژن مایع بهره میبرد این راکت اولین پرواز خود را در سال ۱۹۶۰ انجام داد و آخرین پرواز خود را در سال ۱۹۹۱ انجام داد.