كيفية خروج الصاروخ من الغلاف الجوي

طريقة إطلاق الصاروخ

يوجد العديد من أشكال وأنواع الصواريخ المختلفة في التصميم حيثُ أن تصميم الصواريخ لا تختلف عن فكرة بألوانه الأطفال، حيثُ يتمّ ضغط الغازات بداخلها ليسمح لها بعدها بالخروج من فتحة واحدة مما يتسبب في حدوث ردة قوية في اتجاه معاكس لاتجاه خروج الغازات وهي ما يطلق عليها قوة الدفع التي تدفع الصاروخ إلى الأمام.

تختلف البالونات عن الصواريخ في الطريقة التي يتم فيها إنتاج الغازات المضغوطة بداخلها، حيث تستخدم الصواريخ أنواعًا مختلفة من الوقود، سواء كان صلبًا أو سائلاً، لإنتاج الغازات التي تعرف باسم Volume. وتخضع الصواريخ لقانون حركة نيوتن.

يظل الجسم الثابت ثابتا ما لم يتأثر بقوة خارجية، ويظل الجسم المتحرك متحركا ما لم يتأثر بقوة خارجية تغير اتجاهه. قوة تساوي كتلة الجسم مضروبة بالتسارع، ولكل فعل رد فعل متساوي ومعاكس له في الاتجاه.

يحتوي أي صاروخ على خزانين للوقود، حيث يتم تقسيم كل خزان إلى جزئين، يحتوي الجزء الأول على الوقود المؤكسد، في حين يحتوي الجزء الآخر على الوقود المحترق. يتم استخدام الوقود المؤكسد لحرق الوقود في الفضاء، نظرًا لعدم وجود الأكسجين الذي يساعد على الاشتعال 

عندما يبدأ عمل المحرك يبدأ التفاعل بين الوقود المؤكسد والوقود المحترق لينتج  هذا التفاعل مجموعة كبيرة من الغازات وهذه الغازات هي قوة دفع الصاروخ ليقوم بالانطلاق، وهذا يفسر قانون الحركة لنيوتن أنّ قوة اشتعال الوقود في أسفل الصاروخ أعطت الصاروخ ردة فعل معاكسة ليندفع إلى الأمام بقوة مخترق الغلاف الجوي للأرض متجه نحو الفضاء. 

لماذا يتم إطلاق الصواريخ من أماكن محددة

يوجد على الأرض مساحات الكبيرة الخالية من السكان تمامًا وبعيدة عن تجمعات والأماكن التي يعيش فيها البشر، ولكن بالرغم من ذلك لا يتمّ اختيار أي مكان لإطلاق الصواريخ، لأن الفضاء يضمّ ملايين الأجرام والأجسام المتحركة لذا يجب دراسة مكان إطلاق الصواريخ نحو الفضاء بعناية وحرص شديد لكي لا يصطدم الصاروخ مع أحد هذه الأجسام المتحركة. 

تصنيف الصواريخ

تُصنّف الصواريخ حسب نوع الوقود المستخدم لإنتاج قوة الدفع إلى ما يلي: 

• صاروخ الوقود الدافع السائلة: يُوضع الوقود المؤكسد والوقود السائل في خزان منفصل عن الصاروخ، ليتمّ حرق الوقود المؤكسد ويشتعل الوقود السائل عن طريق شرارة كهربائية أو استخدام مقدار بسيط من المادة المتفجرة الصلبة وإحراقها لإشعال الوقود ويتميز هذا النوع من الصواريخ بسهولة التحكم في إيقاف احتراق الوقود من خلال فتح وإغلاق الصمامات.
• صاروخ الوقود الدافع الصلب: يستخدم في هذا النوع من الصواريخ ما يسمى بوقود الحبوب، وهو عبارة عن مادة صلبة مطاطية أو بلاستيكية، ويتم استخدام نترات البوتاسيوم والفحم النباتي والكبريت لخلق احتكاك بينهم لإنتاج شرارة تؤدي إلى اشتعال وحرق الوقود. 
• الصاروخ الأيوني: يتم استخدام الطاقة الكهربائية لإنتاج القوة الدافعة لهذا النوع من الصواريخ. 
• الصاروخ النووي: في هذا النوع من الوقود، يتم صنعه من خلال المفاعل النووي الذي يقوم بتحويل الوقود من حالته السائلة إلى الحالة الغازية. 

استعمالات الصواريخ

تم ابتكار الصواريخ للاستخدام في مجالات عديدة ومهمة لحياة الإنسان، ومن بين هذه المجالات الأهم التي يتم استخدام الصواريخ فيها: 

• نقل المركبات الفضائية التي يتم صنعها واستخدامها لاكتشاف الفضاء الخارجي ودراسة علم الكون والفلك 
• ترسل الصواريخ في رحلات استكشاف الغلاف الجوي لأنها قادرة على اختراق الغلاف الجوي للوصول إلى أماكن بعيدة جدًا والتي لا يمكن لطائرات الأبحاث الوصول إليها.
• قامت الولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد السوفييتي بإرسال المركبات الفضائية والأقمار الصناعية لاكتشاف الفضاء الخارجي ودراسة طبيعة الحياة على سطح القمر وغيره من الكواكب للقيام بالتخطيط لمستقبل شعوبهم
• يتمّ استخدام الصواريخ أيضا في رحلات الفضاء لنقل رواد الفضاء.

كيفية هبوط الصاروخ

بعد نفاد قوة الوقود في دفع الصاروخ، ستحدث بطء في سرعة المركبة نتيجة الوزن والسحب، وبذلك يصل الصاروخ إلى أقصى ارتفاع ممكن. يتم حساب هذه المسافة باستخدام طرق حساب الطول وقياس الزوايا وعلم المثلثات أيضا. عندما يصل أي جسم إلى أقصى ارتفاع ممكن بالنسبة لقوة الدفع، يدخل الصاروخ مرحلة الهبوط بفعل قوة الجاذبية نحو الأرض 

أثر الدخان الخارج من الصاروخ

يعمل الوقود على بقاء الصاروخ في الفضاء مدة أطول وتأخير عملية الهبوط وليس فقط لقوة الدفع، ينتج عن هذا الوقود كمية من الدخان التي تجعل من رؤية الصاروخ عند الهبوط شيء واضح في نهاية الرحلة، وينتج عن هذا الضغط  الحاصل على أنبوب السطح الخارجي للصاروخ قذف ب رأس الصاروخ أو ما يُعرف بغطاء أنف الصاروخ. 

يتحرك غطاء الصاروخ في اتجاه آخر ويتم فتح المظلة ليبدأ الصاروخ بالهبوط ببطء تحت المظلة لتخفيف القوات التي تؤثر على الوزن والجر 

الظهور الأول للصواريخ عبر الزمن

 تم تطوير الصواريخ في الوقت الحالي نتيجة العديد من الدراسات والأبحاث والتجارب التي أجراها العلماء، حيث يعد الطائر الخشبي هو أول مصدر إلهام لمبادئ طيران الصواريخ التي صنعها العالم اليوناني أرخيتاس عام 400 قبل الميلاد، وتم صنع جهاز آخر يشبهه يسمى Aeolipile

في القرن الأول الميلادي، بدأت الصينيون مبدأ الصواريخ حيث استخدموا مزيجا من الملح الصخري والكبريت وغبار الفحم لإنتاج البارود الذي يستخدم كنوع من الانفجارات في حفلات المهرجانات الدينية. ولقد قاموا بملء أنابيب الخيزران بالبارود وإطلاقها إلى الحرائق. وفي عام 1232 م، صنع الصينيون أول نموذج حقيقي للصاروخ عندما كانوا يستعدون للحرب مع المغول

ظهور الصواريخ الحربية

 في القرن التاسع عشر، تم استخدام الصواريخ في الأمور العسكرية، وأطلق عليها اسم (Congreve rocket) الصاروخ الكونغريف، ولكن مع تطور صناعة الأسلحة الحربية، تم تقليل استخدام الصواريخ إلى الحرب العالمية الثانية 

الصواريخ الحديثة

العرب المسلمين هم أول من اخترعوا الصواريخ وكان ذلك في القرن الثالث عشر الميلادي ويُعد العالم العربي حسن الرماح هو أول من قام بعمل وصف للصاروخ بطريقة غاية في الدقة وكان ذلك في أثناء حرب العرب مع الصليبييّن، حيثُ انتقلت بعد ذلك فكرة الصواريخ إلى أوروبا وتمّ العمل على تطويرها. 

تم تطوير واستخدام الصواريخ في الحربين العالميتين الأولى والثانية من قبل الألمان، حيث أطلقوا عددا كبيرا من الصواريخ على بريطانيا. ويعد فرنر فون بروان واحدا من أبرز العلماء الألمان الذين قاموا بتطوير الصواريخ. وتم نقل صناعة الصواريخ إلى الولايات المتحدة الأمريكية، وأصبح استخدام الصواريخ لا يقتصر على أغراض عسكرية فقط، بل يمكن استخدامها في مختلف المجالات وأصبحت لا غنى عنها  

ظهرت الصواريخ الحديثة في عام 1903 ميلادية، عندما قامت روسيا بنشر تقرير يتعلق باستخدام الوقود السائل لتطوير وتوسيع استخدام الصواريخ. في عام 1926 ميلادية، قام الأمريكي روبرت جودارد بتطويرها وزيادة سرعة إطلاقها  

تم استخدام الصواريخ للذهاب إلى الفضاء، حيث تم إطلاق أول قمر صناعي عام 1957م من الاتحاد السوفييتي وأطلق عليه اسم سبوتنيك، وقام بالدوران حول الأرض، وبعدها بنحو ستة أشهر قامت الولايات المتحدة الأمريكية بإطلاق أول قمر صناعي خاص بها وأطلق عليه اسم أكسبلورر، ومن ثم تأسست وكالة NASA للملاحة الجوية وبدأ برنامجها الفضائي