محرك Merlin

Merlin عائلة محركات صاروخية تعمل بالوقود السائل من SpaceX، وهو حصان العمل الذي جعل الوصول الرخيص إلى المدار واقعًا. يحرق كل محرك وقود RP-1، وهو كيروسين مكرر، مع الأكسجين السائل (LOX)، وقد صممت SpaceX المحرك داخليًا في مطلع الألفية الثالثة. تعمل تسعة محركات Merlin 1D مخصصة لمستوى البحر معًا في تجمع دائري يسمى «octaweb» في المرحلة الأولى لصاروخ Falcon 9، بينما تدفع المرحلة العليا نسخة واحدة معدلة للفراغ هي Merlin Vacuum.

ما محرك Merlin؟

محرك Merlin محرك صاروخي بدورة مولد الغاز، وهو تصميم «مفتوح» يسحب قليلًا من الوقود لتدوير مضخاته ثم يطرح ذلك الغاز إلى الخارج. وهو المحرك الذي يدفع Falcon 1 وFalcon 9 وFalcon Heavy. ويولد Merlin 1D الحالي نحو 845 كيلونيوتن من قوة الدفع عند مستوى البحر لكل محرك (190,000 رطل قوة)، ويستطيع خفض قوته إلى حد كبير.

سبب نشأة محرك Merlin

كان الدافع ماليًا قبل أن يكون تقنيًا. احتاجت SpaceX محركًا للمرحلة الأولى ولم ترد أن تدفع السعر المرتفع للمحركات المتاحة في السوق، فبنت محركًا رخيصًا وبسيطًا. ودورة مولد الغاز أقل كفاءة من محركات الاحتراق المرحلي المعقدة، لكنها أسهل وأرخص في البناء بكثير. واستعارت SpaceX أيضًا حاقن المسمار المركزي (pintle)، وهو الجزء الذي يمزج الوقود بالمؤكسد، من محرك الهبوط في المركبة القمرية لبرنامج أبولو، وهو تصميم مجرب من ستينيات القرن العشرين. وفي السنوات الأولى انتقل المهندسون في الأجزاء الرئيسية من الألومنيوم المصبوب إلى سبيكة Inconel الأمتن، وهي سبيكة نيكل، لتتحمل الحرارة.

آلية العمل

يؤدي حاقن المسمار المركزي (pintle) وظيفتين. فهو يتيح لمحرك Merlin خفض قوته من الطاقة الكاملة إلى 40%، وهذا المدى يسمح لمعزز Falcon 9 بأن يبطئ بما يكفي ليهبط بدل أن يحترق. والمحرك خفيف أيضًا قياسًا بقوة دفعه، إذ تتجاوز نسبة الدفع إلى الوزن 150 إلى 1.

ارتفعت قوة الدفع عند مستوى البحر لكل محرك من نحو 340 كيلونيوتن في Merlin 1A عام 2006 إلى 654 كيلونيوتن حين ظهر Merlin 1D لأول مرة على Falcon 9 v1.1 في 2013، ثم إلى نحو 845 كيلونيوتن مع Falcon 9 Block 5 في 2018، أي نحو 2.5 مثل القوة الأصلية من التصميم الأساسي نفسه.

يختلف محرك المرحلة العليا في جانب أساسي واحد. فعند استبدال فوهة مستوى البحر بفوهة جرسية كبيرة مصممة للفراغ، يكسب المحرك نفسه نحو 66 ثانية من الدفع النوعي (Isp)، وهو مقياس لكفاءة استهلاك الوقود بالثواني، فيرتفع من 282 ثانية عند مستوى البحر إلى 348 ثانية في الفراغ. وهذه الفوهة الأكبر هي ما يجعل المحرك يؤدي دوره في الصعود الطويل إلى المدار.

اقتصاديات محرك Merlin

إعادة الاستخدام هي ما يغير الحسابات. فبحلول أكتوبر 2026 أظهر عداد SpaceX نحو 666 هبوطًا لمعززات Falcon، وطار المعزز B1067 في مهمته رقم 37، وهو رقم قياسي، في 25 أغسطس 2026. وعند توزيع تكلفة تسعة محركات على أكثر من 30 رحلة، تتقلص تكلفة المحرك في كل رحلة إلى حصة صغيرة من كل إطلاق. والمنطق نفسه يسري في بقية النشاط: إنتاج بكميات كبيرة، ومزيد من إعادة الاستخدام كل عام، وتكلفة وحدة متناقصة تغذي نشاط إطلاق يرفع أيضًا أسطول Starlink التابع لشركة SpaceX.

الوضع الحالي لمحرك Merlin

أصبح Merlin اليوم من أكثر المحركات الصاروخية إنتاجًا وطيرانًا في التاريخ. تنتج SpaceX ما يصل إلى نحو 500 محرك في السنة، وتولد المرحلة الأولى لصاروخ Falcon 9 بمحركاتها التسعة أكثر من 7.6 ميغانيوتن من قوة الدفع المجمعة عند مستوى البحر لحظة الإقلاع. وفي 2025 طارت صواريخ Falcon 165 مرة، وهو رقم قياسي.

المرحلة المقبلة

تحدث إيلون ماسك علنًا عن أن Merlin لا يزال يحمل أرقامًا قياسية قد لا يبلغها خلفه. فقد وصفه بأنه صاحب الرقم القياسي العالمي في نسبة الدفع إلى الوزن ونسبة الدفع إلى التكلفة، وقال إنه يخشى أن يقصر محرك Raptor الذي يحرق الميثان، رغم أنه أكثر كفاءة، في هذين المقياسين تحديدًا. وفي الوقت الحالي يطير Merlin في أكثر من 100 عملية إطلاق لشركة SpaceX سنويًا، بينما يدفع Raptor برنامج Starship طويل الأمد.

الخلاصة

أثبت Merlin أن محركًا بسيطًا ورخيصًا وقابلًا لإعادة الاستخدام يمكنه التفوق على محركات أكثر تعقيدًا في عدد الرحلات لكل دولار، وقد طار حتى الآن في أكثر من 700 عملية إطلاق لصواريخ Falcon.