الصاروخ دراسة في التقنية

الصاروخ نوع من المحركات التي تنتج طاقة أكثر من مثيلاتها ذات الحجم نفسه أو أي محرك آخر. يستطيع الصاروخ أن ينتج طاقة تقدر بأكثر من 3,000 ضعف طاقة محرك السيارة. يمكن استعمال كلمة صاروخ كذلك لوصف المركبة التي تساق بوساطة محرك الصاروخ.
تُصنع الصواريخ من عدة أحجام، وتستعمل بعضها لقذف الألعاب النارية إلى أعلى، ويبلغ طولها حوالي 60سم. وتحمل الصواريخ التي طولها من 15 إلى 30 م القذائف الضخمة لضرب أهداف الأعداء البعيدة، وعمومًا لابد من وجود الصواريخ الكبيرة والقوية لحمل الأقمار الصناعية إلى مدار حول الأرض. ويبلغ ارتفاع الصاروخ ساتورن-ف الذي حمل رواد الفضاء إلى القمر أكثر من 110م.
يستطيع الصاروخ أن ينتج طاقة هائلة لكنه يحرق الوقود بسرعة. لهذا السبب، يجب أن يتوفر للصاروخ كمية كبيرة من الوقود ليعمل حتى ولو فترة قصيرة. فقد أحرق ساتورن ـ ف مثلاً أكثر من 2,120,000 لتر من الوقود خلال الـ 2,75 دقيقة الأولى لطيرانه. وتصبح الصواريخ ساخنة جدًا بحرقها للوقود. وتصل حرارة بعض محركاتها إلى 3,300°م، أي ضعف درجة انصهار الصلب تقريبًا.
تطورت تقنية الصواريخ أساسًا بعد الحرب العالمية الثانية (1939-1945م). وهي تقنية غاية في التعقيد؛ لأن محرك الصاروخ يجب أن يصمد، ليس فقط لدرجات الحرارة العالية، ولكن للضغط العالي الفائق والقوى الميكانيكية القوية أيضًا، وأخيرًا ينبغي أن يظل خفيفًا لتحقيق مهامه. ويستعمل الناس الصواريخ أساسًا للبحث العلمي ورحلات الفضاء والحرب.
استعملت الصواريخ في الحروب طوال مئات السنين. ففي القرن الثالث عشر الميلادي كان الجنود الصينيون يطلقونها على الجيوش المهاجمة. واستعملت القوات البريطانية الصواريخ للهجوم على فورت مكهنري في ماريلاند الأمريكية، خلال حرب عام 1812(1812- 1814م). وصف فرانسيس سكوت كي، بعد مشاهدته للحرب، في كلماته التي صاغها في النشيد القومي للولايات المتحدة، الوهج الأحمر للصواريخ بأنها شعار النجم اللامع. وخلال الحرب العالمية الأولى (1914ـ 1918م)، استعمل الفرنسيون الصواريخ لإسقاط طائرات العدو. وهجمت ألمانيا على بريطانيا بالصواريخ خلال الحرب العالمية الثانية. وتستطيع الصواريخ اليوم أن تحطم الأقمار الصناعية في مدارها حول الأرض، وكذلك الطائرات النفاثة والقذائف التي تطير أسرع من الصوت.
يستعمل العلماء الصواريخ للاكتشافات والبحث في المجال الجوي والفضاء. وتحمل الصواريخ أجهزة علمية دقيقة في السماء لجمع المعلومات عن الهواء المحيط بالأرض. ومنذ عام 1957م، أطلقت الصواريخ مئات الأقمار الصناعية في مداراتها حول الأرض. وهذه الأقمار الصناعية تؤدي عدة أغراض؛ منها أنها تكون بمثابة وسيلة اتصالات، كما تقوم بجمع معلومات عن جو الأرض للدراسة العلمية. تحمل الصواريخ أجهزة إلى الفضاء لاستكشاف القمر والكواكب وحتى الفضاء الذي بين الكواكب.
توفر الصواريخ الطاقة اللازمة لرحلات الإنسان إلى الفضاء التي بدأت عام 1961م. وفي 1969م حملت الصواريخ روّاد الفضاء في أول هبوط على القمر. وفي عام 1981م، حمل الصاروخ أول مكوك فضاء إلى مدار حول الأرض. وفي المستقبل يمكن أن تحمل الصواريخ الإنسان إلى المريخ والكواكب الأخرى.
كيف يعمل الصاروخ
قانون الحركة الأساسي الذي اكتشفه العالم البريطاني السير إسحق نيوتن في القرن السابع عشر الميلادي يصف كيف يعمل الصاروخ. هذا القانون ينص على أن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومضادٍّ له في الاتجاه.. يشرح قانون نيوتن كيف يؤدي تدفق الهواء من بالون صغير إلى دفع البالون للطيران. ويعمل أقوى الصواريخ بنفس الطريقة.
يحرق الصاروخ وقودًا خاصًا في غرفة احتراق فينتج غاز يتمدد بسرعة. ويضغط هذا الغاز داخل الصاروخ بالتساوي في كل الاتجاهات. وضغط هذا الغاز على أحد جوانب الصاروخ يساوي ضغط الغاز على الجانب المقابل. ويخرج الغاز من مؤخرة الصاروخ من خلال فوهة. ولا يعادل هذا الغاز المعدم ضغط الغاز على مقدمة الصاروخ. وهذا الضغط غير المتساوي هو الذي يدفع الصاروخ للأمام.
وسريان الغاز خلال فوهة الصاروخ هو الفعل الذي وُصِفَ في قانون نيوتن. ويكون رد الفعل هو الدفع المستمر قوة الدفع للصاروخ بعيدًا عن خروج الغاز المعدم.
الوقود الدافع للصاروخ. تحرق الصواريخ مجموعة من المواد الكيميائية تُسمى الوقود الدافع يتكوَّن من: 1-وقود؛ مثل البنزين والبرافين أو الهيدروجين السائل 2- مادة مؤكسدة؛ مثل رباعي أكسيد النيتروجين، أو الأكسجين السائل. والمادة المؤكسدة تمد الوقود بالأكسجين اللازم للاحتراق. ويُمَكِّن هذا الأكسجين الصاروخ من العمل في الفضاء الخارجي حيث لا يوجد هواء.
كذلك تعمل المحركات النفاثة بوساطة الفعل ورد الفعل. لكن الوقود النفاث لا يحتوي على مادة مؤكسدة. ويسحب المحرك النفاث الأكسجين من الهواء. ولهذا السبب لا يعمل خارج المجال.
يحرق الصاروخ الوقود الدافع بمعدل سريع، وأغلب الصواريخ تحمل كمية تبقى عدة دقائق فقط. لكن الصاروخ ينتج هذه القوة الساحبة التي تقدر على قذف مركبات ثقيلة بعيدًا في الفضاء.
يحرق الصاروخ أغلب الوقود الدافع خلال الدقائق القليلة الأولى للطيران. وخلال هذا الوقت تقل سرعة الصاروخ بالاحتكاك بالهواء، والجاذبية، ووزن الوقود. يعوق احتكاك الهواء الصاروخ طوال مساره في الغلاف الجوي. وعندما ينطلق الصاروخ إلى أعلى، فإن الهواء يصبح أقل ويقل الاحتكاك في الفضاء، ولا يوجد احتكاك يؤثر على الصاروخ. وتشد الجاذبية الأرضية الصاروخ إلى الأرض، لكن هذا الجذب يقل كلما ارتفع الصاروخ بعيدًا عن الأرض. وعندما يحرق الصاروخ الوقود فإن وزنه يقل.
الصاروخ متعدد المراحل. يتكون الصاروخ من عدة مقاطع تسمى مراحل، وكل مرحلة لها محرك صاروخي ووقود دافع. طوَّر المهندسون الصاروخ متعدد المراحل من أجل رحلات طويلة خلال الغلاف الجوي وإلى الفضاء. فهم يحتاجون إلى صواريخ تستطيع أن تصل إلى سرعات أكبر من سرعات الصواريخ ذات المرحلة الواحدة. ويمكن للصاروخ متعدد المراحل أن يصل إلى سرعات أعلى نتيجة نقصان وزنه بإسقاط مراحل تم استعمال وقودها. وتبلغ سرعة الصاروخ ذي الثلاث مراحل تقريبًا ثلاثة أضعاف سرعة الصاروخ ذي المرحلة الواحدة.
تسمى المرحلة الأولى المعزِّز، وتقذف الصاروخ بعد حرق وقود المرحلة الأولى، وتُسقِط المركبة هذا المقطع وتستعمل المرحلة الثانية. ويظل الصاروخ يستعمل مرحلة بعد الأخرى. وأغلب صواريخ الفضاء ذات مرحلتين أو ثلاث مراحل.
إطلاق الصاروخ. تحتاج صواريخ الفضاء إلى قواعد إطلاق خاصة مجهزة. وأغلب فاعلية القذف تكون حول مركز قاعدة القذف التي ينطلق الصاروخ منها. ويحتوي مكان القذف على 1- مبنى الهيكل الذي يكمل منه المهندسون الخطوات النهائية في بناء الصاروخ 2- مبنى الخدمة الذي يتأكد فيه العمال من سلامة الصاروخ قبل إطلاقه 3- مركز التّحكُّم، حيث يوجِّه العلماء إطلاق وطيران الصاروخ. وتقوم محطات الرصد التي تقع في أماكن مختلفة حول العالم بتسجيل مسار رحلة الصاروخ.
يجهز العلماء والمهندسون الصاروخ للإطلاق بطريقة الخطوة خطوة التي تسمَّى العدّ التنازلي، فيرسمون كل خطوة على فترة معينة خلال العد التنازلي، ويتم إطلاق الصاروخ عندما يصل العدّ التنازلي إلى الصفر. ويمكن أن تتسبّب الأجواء غير المرغوب فيها أو أي صعوبة أخرى في إيقاف الإطلاق الذي يوقف مؤقتًا العد التنازلي.
كيف تستعمل الصواريخ
تستعمل الدول الصواريخ أساسًا لتوفير أدوات نقل تنطلق بسرعات عالية خلال الغلاف الجوي والفضاء. وتُعَدُّ الصواريخ ذات قيمة عالية: 1- للاستعمالات العسكرية 2- لأبحاث الغلاف الجوي 3- لإطلاق مجسات الاكتشاف والأقمار الصناعية 4- للسفر عبر الفضاء.
الاستعمال العسكري. يتفاوت استخدام الجيوش للصواريخ من صواريخ حروب الميدان الصغيرة إلى القذائف الموجهة العملاقة التي تطير عبر المحيط.
البازوكا. صاروخ صغير مقذوف يحمله الجنود، وهو مضاد للمركبات المصفحة. لدى البازوكا قوة اختراق مثل دبابة صغيرة. انظر: البازوكا. وتستعمل الجيوش صواريخ أكبر لتفجير القنابل بعيدًا خلف خطوط الأعداء، وكذلك لإسقاط طائرات العدو. وتحمل الطائرات المقاتلة صواريخ موجهة للهجوم على الطائرات الأخرى والأهداف الأرضية. وتستعمل السفن البحرية الصواريخ الموجهة للهجوم على السفن الأخرى، والأهداف الأرضية والطائرات.
وأحد أهم الاستعمالات الحربية للصواريخ هو إطلاق نوع من القذائف الموجهة بعيدة المدى، تسمى القذائف البالستية العابرة للقارات. وهذه القذائف تستطيع الانطلاق لمدى أكبر من 8,000 كم لتفجير هدف للعدو بالمتفجرات النووية. وهناك مجموعة من الصواريخ القوية تحمل القذيفة عابرة القارات وتسيرها خلال الأجزاء الأولى من رحلتها، ثم تأخذ القذائف باقي طريقها إلى الهدف.
أبحاث الغلاف الجوي
. يستعمل العلماء صواريخ لاكتشاف الغلاف الجوي المحيط بالأرض، وتحمل الصواريخ الصوتية التي تسمى أيضًا صواريخ الأرصاد الجوية أجهزة مثل: مقياس الضغط الجوي، وآلات التصوير والترمومترات إلى الغلاف الجوي. وتجمع هذه الأجهزة المعلومات عن الغلاف الجوي، وترسلها بالراديو لأجهزة الاستقبال الأرضية. تسمّى هذه الطريقة في جمع المعلومات وإرسالها لمسافات بعيدة بالراديو قياس البعد
توفر الصواريخ الطاقة اللازمة لطائرات الأبحاث العلمية. ويستعمل المهندسون هذه الطائرات في تطوير سفن الفضاء. ويتعلم المهندسون من خلال دراسة رحلات هذه الطائرات كالصاروخ الموجّه إكس -15، كيفية التحكم في المركبة للطيران أسرع من الصوت عدة مرات.
إطلاق المجسات والأقمار الصناعية. تُسمَّى الصواريخ التي تحمل أجهزة أبحاث في رحلات طويلة لاكتشاف المجموعة الشمسية المجسات. وتجمع المجسات القمرية هذه المعلومات عن القمر. ويمكنها الطيران إلى أبعد من القمر، والدوران حوله أو الهبوط على سطحه. وتأخذ المجسات بين الكوكبية رحلة ذات اتجاه واحد إلى الفضاء من خلال الكواكب. وتجمع المجسات الكوكبية المعلومات عن الكواكب. ويحلِّق المجس الكوكبي في مدار حول الشمس مع الكوكب المكتشف. وقد اكتشف أول مجس كوكبيّ كوكبيْ المريخ، والزهرة. كما اكتشفت المجسات أيضًا كلاً من المشتري، وزحل، ونبتون.
تحمل الصواريخ الأقمار الصناعية في مدارات حول الأرض. وتجمع بعض هذه الأقمار المعلومات للبحث العلمي. وينقل بعضها الآخر المحادثات الهاتفية أو البث الإذاعي والتلفازي عبر المحيطات. . وتستخدم الجيوش الأقمار الصناعية للاتصالات والحماية ضد الهجوم الصاروخي المفاجئ، كذلك يستخدمون الأقمار الصناعية لتصوير قواعد صواريخ الأعداء.
تُسمّى الصواريخ التي تحمل المجسات والأقمار الصناعية صواريخ حاملة أو عربات الإطلاق، وأغلب هذه الأنواع تكون ذات مرحلتين أو ثلاث أو أربع مراحل. وهذه المراحل تضع القمر الصناعي على ارتفاعه المناسب، وتعطيه سرعة كافية تصل إلى 29,000كم/ساعة ليظل في المدار. ويجب أن تكون سرعة المجسات بين الكوكبية حوالي 40,200كم/ساعة للتخلص من الجاذبية الأرضية والاستمرار في رحلتها.
السفر عبر الفضاء. توفر الصواريخ الطاقة لمركبة الفضاء التي تدور حول الأرض وتطير إلى القمر والكواكب. وهذه الصواريخ، مثل تلك المستعملة في قذف المجسّات والأقمار الصناعية، تسمى الصواريخ الحاملة أو عربات الإطلاق.
كانت الصواريخ الحربية أو الصواريخ الصوتية أولى السفن الفضائية التي تم إطلاقها، والتي حوَّرها المهندسون قليلاً لحمل سفن الفضاء؛ فقد أضافوا مثلاً مراحل إلى بعض هذه الصواريخ لزيادة طاقتها. وأحيانًا يلجأ المهندسون إلى صواريخ أصغر كمرحلة أولى لقذف مركبة فضاء. وتوفّر هذه الأداة الإضافية قوة دفع إضافية لقذف سفينة فضاء أثقل.
كان الصاروخ ساتورن ـ ف الذي حمل أول رائد فضاء أمريكيًا إلى القمر، أقوى مركبة إطلاق أمريكية. وكان يزن أكثر من 2,7 مليون كجم قبل الإطلاق وكان طوله 111 م. وكان من الممكن أن يحمل سفينة فضاء تزن أكثر من 45,000 كجم للقمر. وقد استعمل ساتورن ـ ف 11 محركًا صاروخيًا للدفع في ثلاث مراحل.
يستطيع مكوك الفضاء القابل للاستخدام مرات عديدة أن يحلِّق في الفضاء ويعود إلى الأرض ليقوم برحلات أخرى. ويمكن لمثل هذا المكوك أن يحمل آدميين ومستلزمات إلى ومن محطات فضائية قد تدور حول الأرض. كذلك سوف توفر المراكب الصاروخية الموجهة الأصغر التي تسمى سفن الفضاء التنقل لمسافات قصيرة يومًا ما، مثل التنقل من مركبة مكوك إلى محطة فضاء، أو من قمر صناعي إلى آخر. هذه المركبات سوف توفر القوة للمجسات الفضائية التي تطلق إلى الكواكب من مدار الأرض.
استعمالات أخرى. استعملت الصواريخ طوال عدة سنوات كإشارات استغاثة من السفن والطائرات وكذلك من الأرض. كذلك تطلق الصواريخ خطوط الإنقاذ للسفن في المحيطات. كما تقوم صواريخ صغيرة تسمى جاتو بمساعدة الطائرات ثقيلة الحمولة على الإقلاع. وقد استعملت الصواريخ لفترة طويلة في الألعاب النارية.. ويستعمل العلماء الصواريخ لرش السحب بالمواد الكيميائية للتحكم في الطقس.

أنواع الصواريخ
هناك أربعة أنواع رئيسية من الصواريخ: 1- صواريخ الوقود الدافع الصلب 2- صواريخ الوقود الدافع السائل 3- الصواريخ الكهربائية 4- الصواريخ النووية.
صواريخ الوقود الدافع الصلب. تحرق مادة بلاستيكية أو مطاطية تسمى الحبوب. وتتكون الحبوب من الوقود والمؤكسد في الحالة الصلبة. على خلاف بعض أنواع الوقود السائل، فإن الوقود والمؤكسد للمادة الصلبة لا يشتعلان إذا تلامسا مع بعضهما. ويجب إشعال الوقود بإحدى طريقتين: يمكن إشعاله بحرق شحنة صغيرة من المسحوق الأسود وهو خليط من نترات البوتاسيوم، والفحم النباتي والكبريت. كذلك يمكن إشعال الوقود الصلب بالتفاعل الكيميائي لمركب كلور سائل يرش على الحبوب.
تتراوح درجة الحرارة في غرفة الاحتراق للوقود الصلب للصاروخ بين 1,600° و 3,300°م. يستعمل المهندسون في أغلب هذه الصواريخ الفولاذ القوي جدًا أو التيتانيوم لبناء حوائط الغرفة حتى تقاوم الضغط الذي ينشأ عن درجات الحرارة العليا. كذلك يستعملون الألياف الزجاجية أو مواد بلاستيكية خاصة.
يحترق الوقود الصلب أسرع من الوقود السائل، لكنه ينتج قوة دفع أقل من التي تنتج من احتراق نفس الكمية من وقود سائل في نفس الوقت. يظل الوقود الصلب فعالاً لفترات طويلة من التخزين ولا يمثل خطورة تذكر حتى عند الإشعال. ولا يحتاج الوقود الصلب إلى أجهزة للضخ والمزج اللازمة للوقود السائل، لكنه من ناحية أخرى، صعب إيقافه وإعادة إشعاله. والمفترض أن تتوفر لرواد الفضاء القدرة على إيقاف وبدء عملية احتراق الوقود حتى يمكنهم التحكم في طيران سفنهم الفضائية. وهناك طريقة واحدة تستعمل لوقف الاحتراق وهي نسف مقطع الفوهة من الصاروخ. لكن هذه الطريقة تمنع إعادة الإشعال.
تُستعمل صواريخ الوقود الصلب أساسًا في استخدامات الجيوش. ويجب أن تكون الصواريخ الحربية مستعدة للانطلاق في أي لحظة، ويمكن تخزين الوقود الصلب أفضل من أي وقود دافع آخر. وتوفر صواريخ الوقود الصلب الطاقة للصواريخ العابرة للقارات، بما في ذلك صاروخ مينوتيمان-2، وإم إكس، وكذلك للقذائف الصغيرة مثل هوك، وتالوس، وتِريرْ. وتُسْتَعْمَل صواريخ الوقود الصلب أداة إضافية لحمل الصواريخ مثل: صواريخ جاتو، وتستعمل كذلك بمثابة صواريخ صوتية. كما تستعمل صواريخ الوقود الصلب في عروض الألعاب النارية.
صواريخ الوقود الدافع السائل. تحرق خليطًا من الوقود والمؤكْسِد في شكل سائل. وتحمل هذه الصواريخ الوقود والمؤكْسِد في صهريج منفصل. وتغذي شبكة من الأنابيب والصمامات عنصري الوقود داخل غرفة الاحتراق. وينبغي أن يمر الوقود أو المؤكسد حول الغرفة قبل المزج مع العناصر الأخرى. هذا من شأنه أن يبرِّد غرفة الاحتراق ويسخِّن مسبقًا عناصر الوقود للاشتعال.
تتضمن طرق تغذية الوقود والمؤكْسد إلى غرفة الاحتراق استعمال إما مضخات أو غاز ذي ضغط عال. وأكثر الطرق المألوفة هي استعمال المضخات. ويشغل الغاز المنتج باحتراق جزء صغير من الوقود المضخة التي تدفع الوقود والمؤكسد إلى غرفة الاحتراق. أما الطريقة الأخرى، فيدفع الغاز عالي الضغط الوقود والمؤكْسد إلى غرفة الاحتراق. ويمكن الحصول على مصدر الغاز ذي الضغط العالي من النيتروجين، أو بعض الغازات الأخرى المخزونة تحت الضغط العالي، أو من حرق كمية صغيرة من الوقود.
بعض أنواع الوقود السائل التي تسمى ذاتية الاشتعال تشتعل عندما يتلامس الوقود والمؤكسد. لكن معظم أنواع الوقود السائل تحتاج إلى جهاز إشعال. يمكن أن يشتعل الوقود السائل عن طريق شرارة كهربائية، أو حرق كمية صغيرة من مادة متفجرة صلبة داخل غرفة الاحتراق. يستمر الوقود السائل في الاحتراق ما دام سريان خليط الوقود والمؤكسد مستمرًا في الوصول إلى غرفة الاحتراق.
تُبنى أغلب خزانات الوقود السائل من الفولاذ أو الألومنيوم الرقيق عالي الصلابة. وأغلب غرف الاحتراق في هذه الصواريخ مصنوعة من الفولاذ أو النيكل.
يُنْتج الوقود السائل عادة قوة دفع أكبر من التي تنتج من احتراق نفس الكمية من الوقود الصلب في نفس الفترة الزمنية. كذلك فهو أسهل في بدء وإيقاف الاحتراق من الوقود الصلب. ويمكن التحكم في الاحتراق فقط بفتح أو غلق الصمامات.لكن يصعب التعامل مع الوقود السائل. فإذا خلطت عناصر الوقود دون إشعال، فإن الخليط سوف ينفجر بسهولة. كذلك يحتاج الوقود السائل إلى صواريخ أكثر تعقيدًا عما في حالة الوقود الصلب.
يستعمل العلماء صواريخ الوقود السائل لأغلب السفن التي تطلق إلى الفضاء؛ فعلى سبيل المثال، وفرت صواريخ الوقود السائل الطاقة للمراحل الثلاث في إطلاق مركبة ساتورن - ف.
الصواريخ الكهربائية. تستعمل الطاقة الكهربائية لإنتاج قوة الدفع. وهذه الصواريخ تحتوي على 1- صواريخ القوس الكهربائي النفاث 2- صواريخ البلازما النفاثة 3- الصواريخ الأيونية. ويمكن أن تعمل الصواريخ الكهربائية لفترة أكثر بكثير من أي نوع آخر، لكنها تنتج قوة دفع أقل.
لا يقدر الصاروخ الكهربائي على رفع سفينة فضاء خارج المجال الجوي للأرض، لكنه يستطيع أن يدفع مركبة خلال الفضاء. ويعمل العلماء على تطوير الصواريخ الكهربائية لرحلات فضاء طويلة في المستقبل.
صواريخ القوس الكهربائي النفاثة تُسخِّن وقودًا غازيًا بشرارة كهربائية تسمى القوس الكهربائي. وهذه الشرارة يمكن أن تسخِّن الغاز إلى ثلاثة أو أربعة أضعاف درجة الحرارة المنتجة بصواريخ الوقود السائل أو الصلب.
صواريخ البلازما النفاثة نوع من صواريخ القوس الكهربائي النفاثة. يُوَلَّد سريان الغاز المتفجر بوساطة قوس كهربائي يحتوي على جسيمات كهربائية مشحونة. ويُسمى خليط الغاز وهذه الجسيمات بلازما. وتستعمل صواريخ البلازما النفاثة تيارًا كهربائيًا ومجالاً كهربائيًا لزيادة سرعة سريان البلازما من الصاروخ.
الصواريخ الأيونية تنتج قوة دفع بوساطة سريان جسيمات مشحونة كهربائية تسمى الأيونات. يُسمى جزء من الصاروخ الشبكة الأيونية التي تنتج الأيونات كأنها غاز خاص يسير فوق سطح الشبكة. تزداد سرعة سريان الأيونات من الصاروخ بوساطة مجال كهربائيِّ.
الصواريخ النووية. تُسخِّن الوقود بوساطة مفاعل نووي، وهو آلة تنتج الطاقة عن طريق انشطار الذرات. يصبح الوقود المراد تسخينه بسرعة غازًا متمددًا ساخنًا. وهذه الصواريخ تنتج طاقة تعادل ضعفي أو ثلاثة أضعاف ما تنتجه صواريخ الوقود الدّفعي الصلب أو السائل. ويعمل العلماء على تطوير الصواريخ النووية لرحلات الفضاء.
يُضَخ في الصواريخ النووية هيدروجين سائل إلى المفاعل خلال الجدار المحيط بمحرك الصاروخ. وتساعد عملية الضخ هذه على تبريد الصاروخ، وكذلك على تسخين الهيدروجين السائل. ويمر خلال المفاعل مئات من القنوات الضيقة. وعندما يمر الهيدروجين السائل خلال هذه القنوات، تقوم حرارة من المفاعل بتحويل الوقود إلى غاز متمدد في الحال. ويمر الغاز خلال فوهة العادم بسرعات قد تصل إلى 35,400كم/ساعة.

نبذة تاريخية
البداية. يعتقد العلماء أن الصينيين هم الذين اخترعوا الصواريخ، لكن لا أحد يعلم متى كان ذلك. يصف المؤرخون أسهم الحرب الطائرة على أنها كانت صواريخ استعملت في الجيوش الصينية عام 1232م. انتشر استعمال الصواريخ في القرن الرابع عشر الميلادي في آسيا وأوروبا. وهذه الصواريخ الأولى كانت تحرق مادة تسمى المسحوق الأسود، الذي يتكون من فحم نباتي، ونترات البوتاسيوم وكبريت. لكن لعدة مئات من السنين كان استعمال الصواريخ في عروض الألعاب النارية يفوق في الأهمية استخدامها في المجال العسكري.
خلال بداية القرن التاسع عشر الميلادي، طور وليم كونجريف وهو ضابط في الجيش البريطاني الصواريخ التي تحمل متفجرات. وكان وزن بعض هذه الصواريخ يصل إلى 27 كجم ويحلق إلى ارتفاع 2,5كم. استعملت القوات البريطانية صاروخ كونجريف ضد جيش الولايات المتحدة خلال حرب عام 1812م. كذلك طورت كل من روسيا والنمسا وبعض الأقطار الأخرى الصواريخ الحربية خلال أوائل القرن التاسع عشر الميلادي.
طوّر وليم هيل المخترع الإنجليزي دقة الصواريخ الحربية، وقد وضع ثلاث زعانف بدلاً من الذيل الخشبي الطويل الذي كان يستعمل لتوجيه الصاروخ. واستعملت قوات الولايات المتحدة صواريخ هيل في الحرب المكسيكية (1846-1848م) وخلال الحرب الأهلية الأمريكية (1861-1865م)، استعملها كلا الجانبين.
صواريخ أوائل القرن العشرين. وضع مدرس ثانوي روسي اسمه، كونستانتين تسيولكوفسكي أول نظرية صحيحة لطاقة الصاروخ. وقد وصف نظريته في مقالة علمية نشرت عام 1903م. وأصبح روبرت جودارد العالم الأمريكي مبتدع الصواريخ الحديثة. ففي عام 1926م، تمكن جودارد من إطلاق أول صاروخ ذي وقود دافع سائل. ارتفع الصاروخ إلى مسافة 56 م في الهواء بسرعة حوالي 97كم/ساعة.
خلال الثلاثينيات من القرن العشرين تقدمت أبحاث الصواريخ في ألمانيا والاتحاد السوفييتي (سابقًا) والولايات المتحدة. فقد قاد هيرمان أوبرث مجموعة صغيرة من المهندسين الألمان والعلماء الذين قاموا بتجارب على الصواريخ، وقاد علماء الصواريخ الروس تساندر، وآي.أيه ميركولوف. بينما ظل العالم جودارد كما هو رئيس الباحثين في الولايات المتحدة.
خلال الحرب العالمية الثانية، طوّر علماء الصواريخ الألمان تحت قيادة فِرْنر فون براون القذيفة الموجهة القوية في-2 (V-2). قذفت ألمانيا لندن وأنتورب ببلجيكا بمئات من قذائف في-2 (V-2) خلال الأشهر الأخيرة من الحرب. واستولت القوات الأمريكية على عدة قذائف في-2 (V-2) وأرسلتها إلى الولايات المتحدة ليجري العلماء أبحاثهم عليها. وذهب فون براون بعد الحرب ومعه أكثر من 200 عالم ألماني إلى الولايات المتحدة ليكملوا ما بدأوه في الصواريخ، بينما ذهب بعض العلماء الألمان الآخرين إلى الاتحاد السوفييتي (سابقًا).
صواريخ الارتفاع العالي. استفادت الولايات المتحدة من قذائف في-2 (V-2) التي استولت عليها من ألمانيا طوال عدة سنوات بعد الحرب العالمية الثانية، وقامت بمواصلة التجارب عليها، وكانت هذه هي أولى أبحاث الصواريخ التي تستعمل للارتفاعات العالية.
صممت أول صواريخ عالية الارتفاع وتم بناؤها في الولايات المتحدة وهي واك الجماعية وإيروبي، والفايكنج. وقد وصل الصاروخ واك الذي يبلغ طوله ستة أمتار إلى ارتفاع حوالي 72كم خلال تجارب الطيران عام 1945م. بينما ارتفعت الأنواع الأولى من إيروبي إلى ما يقرب من 120كم. وفي عام 1949م أطلقت البحرية الأمريكية صاروخ فايكنج وهو صاروخ ذو متفجرات سائلة بُني أساسًا على نظام في-2 (V-2). ويبلغ طول الفايكنج أكثر من 14م، أي أطول بكثير من إيروبي. لكن الأنواع الأولى من الفايكنج ارتفعت فقط إلى حوالي 80كم.
طورت القوات الأمريكية خلال الخمسينيات بعض الصواريخ. وقد شملت كلاًّ من جوبيتر وبيرشينج. ويبلغ مدى الصاروخ جوبيتر ما يقرب من 2,570كم وبيرشينج 725كم تقريبًا. أطلقت القوات الأمريكية بنجاح لأول مرة تحت الماء القذيفة بولاريس عام 1960م. استعمل علماء الفضاء بعد ذلك عدة صواريخ حربية تم تطويرها خلال الخمسينيات كأساس لإطلاق المركبات.
الطائرات الصاروخية. في 14 أكتوبر 1947م، قام الكابتن تشارلز إلوود ييجر من القوات الجوية الأمريكية بأول رحلة فوق صوتية (أسرع من الصوت). فقد حلق بطائرة صاروخية تسمى إكس ـ 1. دفع الصاروخ السمائي بوساطة محرك صاروخي، جعل الطائرة تحلق على ارتفاع 24 كم في عام 1951م وسرعة 2,132كم/ساعة في عام 1953م. كما أن طائرة صاروخية أخرى هي "إكس ـ 15" ارتفعت إلى أكثر من 108كم في عام 1963م. ثم سجلت في عام 1967م سرعة بلغت 7,274كم/ساعة؛ أي أكثر من 6 أضعاف سرعة الصوت.
عصر الفضاء. بدأ في 4 أكتوبر 1957م عندما أطلق الاتحاد السوفييتي (سابقًا) أول قمر صناعي سبوتنيك 1، بوساطة صاروخ ذي ثلاث مراحل. وفي 31 يناير 1958م، أطلق الجيش الأمريكي أول قمر صناعي أمريكي أطلق عليه اسم إكسبلورر-1، إلى المدار بصاروخ جونو-1. وفي 12 أبريل 1961م تم وضع رجل فضاء في مركبة يحملها صاروخ روسي، وهو الرائد يوري جاجارين في مدار حول الأرض لأول مرة. وفي 5 مايو 1961م حمل الصاروخ الأمريكي المُسمَّى رِدْسْتُون القائد ألن شبرد في أول رحلة في الفضاء. وفي 12 أبريل 1981م أطلقت الولايات المتحدة الصاروخ كولومبيا، أول مكوك فضائي يدور حول الأرض. من أجل معلومات أكثر حول الصواريخ في الفضاء.

القذيفة الموجهة سلاح طائر يشبه القنبلة يتم توجيهه إلى هدفه. وبعض القذائف الموجهة توجه نفسها بنفسها، حيث تشتمل على حاسوب ومعدات خاصة أخرى تقوم بتوجيهها. وتستطيع بعض هذه القذائف أن تطارد وتدمر طائرة معادية أو هدفًا آخر متحركًا، وبعضها الآخر يطير تحت سيطرة الإنسان رغم أنها لا تحمل طيارين، وهي في هذه الحالة تتبع تعليمات راديوية تصدر إليها من أجهزة تحكُّم قد تكون بعيدة.
تشبه غالبية القذائف الصواريخ، ويحمل بعضها أجنحة قصيرة وسميكة تشبه أجنحة الطائرة. وتشتمل غالبية القذائف في الواقع على صاروخ به واحد أو أكثر من الأقسام المتفجرة التي تسمى رؤوسًا حربية. وهناك أنواع قليلة يتم تزويدها بالطاقة بوساطة محرك نفاث بدلاً من محرك صاروخي، إلا أن بعضها الآخر يكون في شكل قنابل مجنحة بدون محركات. وتنقَضُّ مثل هذه القنابل الانزلاقية أو الانقضاضية على هدفها بعد إسقاطها من طائرة.
والقذائف الموجهة لها أحجام مختلفة. فالصاروخ الصغير الذي يبلغ طوله حوالي 1,2م يمكن إطلاقه في ميدان المعركة من دبابة أو طائرة. أما القذيفة العملاقة التي يبلغ طولها حوالي 18م فيمكنها أن تصل لمسافة تعادل ثلث الطريق حول العالم. ومثل هذه القذيفة ذات الرأس النووي يمكن أن تدمر مدينة بأكملها.
تستطيع القذائف النووية أن تصل إلى أهداف بعيدة وأن تحدث تدميرًا ضخمًا، ولذلك فإنها تصنف ضمن أكثر الأسلحة خطرًا في العالم. ويعتقد بعض الناس أن هذا الخوف نفسه يساعد على منع اندلاع حرب بين الأقطار التي تملك أسلحة نووية. فهم يعتقدون أنه لا توجد دولة تجرؤ على الهجوم على بلد آخر وتخاطر باحتمال تدميرها بقذائف تلك الدولة.
كذلك يعتقد الكثير من الناس أن الدول القوية قد صنعت من القذائف النووية أكثر مما تحتاجه للحماية، ويخشى هؤلاء الناس من أن الاستمرار في تكديس القذائف النووية يجعل بدء الحرب أكثر احتمالاً. ولتقليل هذا الخوف، وقع كل من أمريكا والاتحاد السوفييتي (سابقًا) على عدد من الاتفاقيات للحد من الأسلحة النووية التي تحد أو تمنع إنتاج قذائف معينة.
واليوم، تملك العديد من الأمم أعدادًا كبيرة من القذائف النووية تقف جاهزة للإطلاق. وهذه القذائف موجهة إلى أهداف داخل الأقطار التي قد تصبح معادية في حالة قيام حرب. ولم يحدث أن أطلقت دولة قذيفة نووية ضد دولة معادية في أي وقت. أما القذائف غير النووية، فقد أصبحت هي الأسلحة الشائعة في ميادين المعارك.
أجزاء القذائف الموجهة
تتكون القذيفة الموجهة أساسًا من رأس حربي متصل بجسم يشبه الأنبوب. وتحصل القذيفة على القدرة من محرك صاروخي أو محرك نفاث. وهذا القسم من المقالة يتناول 1- الرأس الحربي 2- المحرك 3- معدات التوجيه والتحكم. كما أنه يصف المعدات اللازمة لإطلاق قذيفة موجهة.
الرأس الحربي. قد يحتوي على مادة شديدة الانفجار، مثل مادة ثلاثي نيترو التولوين (تي إن تي)، أو نبيطة نووية. وتعمل الرؤوس الحربية الشديدة الانفجار بطرق متعددة. فبعضها يضرب هدفه بصورة رئيسية محدثًا انفجارًا هائلاً من ضغط الهواء. وبعضها الآخر ينفجر ويطلق شظايا فلزية كثيرة في جميع الاتجاهات. وهذه الشظايا المتطايرة تضرب الهدف وتضره. كذلك قد يشتمل الرأس الحربي على نبائط تفجير عديدة، وحين ينفجر مثل هذا الرأس الحربي، فإنه ينثر هذه النبائط التي تنفجر بعد ذلك كلاً على حدة.
وقد يحتوي الرأس الحربي النووي على جهاز تفجير ذري أو هيدروجيني. وبعض القذائف النووية تحتوي على عدد من الرؤوس الحربية يصل إلى عشرة. وعند حوالي منتصف الطريق إلى الهدف، تنفصل الرؤوس الحربية ويواصل كل منها طريقه إلى هدفه الخاص. ومثل هذه الرؤوس الحربية تسمى المركبات الكارة متعددة الأهداف المستقلة.
وبكل قذيفة نظام صمامات يمنع الرأس الحربي من الانفجار في الوقت الخطأ. وهذا النظام يضع الرأس الحربي أولاً في حالة استعداد بحيث ينفجر عند قدح الزناد. وفي مثل هذه الحالة، يقال إن الرأس الحربي مسلّح. وفي الوقت الصحيح، يقوم نظام الصمامات بإحداث الانفجار الرئيسي وذلك بتفجير عبوة صغيرة. وقد يحدث هذا تلقائيًا عند اقتراب القذيفة من هدفها. وفي بعض الحالات، يقوم الموجِّهون بقدح زناد التفجير.
المحرّك. تحصل غالبية القذائف على القدرة من محركات صاروخية. ويعمل هذا المحرك بإحراق مواد كيميائية، فتنتج عن الاحتراق غازات ذات ضغط عال جدًا. ويدفع هذا الضغط العالي الغازات إلى الخلف خارج المحرك. وفي الوقت نفسه، تدفع قوة رد الفعل المحرك ـ والقذيفة ـ إلى الأمام.
تُسمى المواد الكيميائية التي تحترق في المحرك الصاروخي المواد الدافعة (الدواسر)، وتستخدم غالبية القذائف الموجهة مادة دافعة صلبة مشكَّلة على هيئة قضيب أجوف يسمى الحبة. وتستخدم بعض محركات القذائف مادة دافعة سائلة تكون في خزانات خاصة داخل جسم القذيفة.
تشتمل المواد الدافعة الصاروخية على نوعين: الوقود، والمؤكسد. يوفر الوقود المادة المحترقة الأساسية. أما المؤكسد فيوفر الأكسجين اللازم لإحراق الوقود. وفي حالة الصواريخ ذات المادة الدافعة الصلبة، يكون كل من الوقود والمؤكسد في حالة صلبة، ويكونان مجتمعين في الحبة. وبمجرد إشعال الحبة تتحد المادتان وتستمران في الاحتراق. أما في حالة القذائف التي تستخدم مواد دافعة سائلة، فيجب ضخ المواد الدافعة أو دفعها إلى داخل غرفة الاحتراق في المحرك. وهناك تتحد المواد وتحترق.
وبعض القذائف الموجهة تتزود بالقدرة من محرك نفاث. والمحرك النفاث يستخدم وقودًا كما يحدث في المحرك الصاروخي، إلا أنه يحصل على الأكسجين من الجو، حيث يأخذ الهواء إلى الداخل أثناء طيرانه. وحيث إن المحرك النفاث يحتاج للهواء، فإن القذائف ذات المحركات النفاثة لا تستطيع أن تعمل في الفضاء حيث لا يوجد هواء. والقذائف الصاروخية تحمل مؤكسداتها الخاصة ، ولهذا فهي تستطيع العمل في الفضاء. لمزيد من المعلومات عن المحركات الصاروخية والنفاثة،.
أنظمة التوجيه والتحكم. تعمل معًا لإبقاء القذيفة في مسارها. وقد يشتمل نظام التوجيه على حاسوب وأجهزة خاصة أخرى. وهذه الأجهزة تتذكر المسار المخطط للقذيفة، وترسل تعليمات توجيه كهربائية إلى نظام التحكم. ويشتمل نظام التحكم على زعانف وريشات وأجنحة ونبائط أخرى تتحكم في طيران القذيفة. وتستخدم هذه الأجهزة والنبائط التعليمات القادمة من نظام التوجيه لتحويل القذيفة في الاتجاه المطلوب.
معدات الإطلاق. تقوم بتوجيه القذيفة أثناء انطلاقها. يتم إطلاق بعض القذائف من أنبوب، بينما تُطلق أنواع أخرى من معدات إطلاق بها قضبان أو مسارات تتحرك القذيفة عليها. وإذا كانت معدات الإطلاق مقامة في موقع دائم، فإنها تكون موقع قذائف. ويسمى الموقع الذي يكون تحت الأرض الصومعة. وبعض قذائف الصوامع يتم إطلاقها من موقعها تحت الأرض، وبعضها الآخر يرتفع أولاً فوق سطح الأرض على مصعد.
وفي ميدان المعركة، توجد عربات تسمى المنصّات الناقلة الرافعة تنقل القذائف إلى موقع الإطلاق المطلوب. وتوجد على الشاحنات معدات تقوم برفع القذيفة إلى وضع الإطلاق. كما أن هناك أنواعًا متعددة من أجهزة الإطلاق يمكن تركيبها على أجنحة أو جسم الطائرة أو وضعها على سفينة. وغواصات القذائف بها أجهزة إطلاق خاصة للإطلاق تحت الماء. وتستخدم هذه الأجهزة الهواء المضغوط لدفع القذيفة إلى السطح حيث يتولى المحرك الصاروخي المهمة بعد ذلك.
أنواع القذائف الموجهة
تصنَّف القذائف الموجهة بطرق متعددة اعتمادًا على خصائص مثل مسافة الطيران ونوع الأهداف التي تهاجمها. فمثلاً، هناك مجموعة مهمة من القذائف البالستية (القذفية) تأخذ اسمها من طريقة طيرانها حيث تأخذ مسارًا قوسيًا بالستيًا كالذي تأخذه الكرة في الهواء. وجميع القذائف الموجهة الأخرى يمكن وصفها بأنها غير بالستية. ويمكن تصنيف القذائف الموجهة أيضًا إلى أربعة أنواع أخرى اعتمادًا على مكان طيرانها وسقوطها. وهذه الأنواع هي: 1- أرض ـ أرض 2- أرض ـ جو 3- جو ـ جو 4- جو ـ أرض.
القذائف البالستية. يشتمل طيران القذيفة البالستية على جزءين. فخلال الجزء الأول، يقوم المحرك الصاروخي للقذيفة بدفعها إلى مسارها المحدد ويعطيها السرعة المطلوبة. وبعد زمن قصير، يتوقف المحرك ثم تهبط القذيفة بتأثير الجاذبية خلال الجزء الثاني من الطيران إلى أن تسقط على هدفها. فالقذيفة البالستية تكون موجهة خلال الجزء الأول من طيرانها.
تقطع القذائف البالستية مسافات طويلة. وهي تحتاج لحمل كميات كبيرة من المادة الدافعة لكي تصل إلى السرعة والارتفاع المناسبين من أجل طيران طويل. ونتيجة لذلك، فإن القذائف البالستية هي أكبر أنواع القذائف جميعًا.
تستطيع القذيفة البالستية العابرة للقارات أن تنطلق من قارة إلى أخرى. فهي قد تصيب هدفًا من مسافة تتراوح بين 5,500 و13,000كم بعد الارتفاع إلى علو 1,100كم. والقذيفة البالستية متوسطة المدى تطير إلى مسافات أقصر تتراوح بين 2,700 و5,500كم. والقذيفة المتوسطة المدى التي تُطلق من غواصة قد تسمى قذيفة غواصة بالستية. وهناك نوع ثالث من القذائف البالستية، وهي القذيفة البالستية وسطية المدى، وتستطيع أن تصل عمومًا إلى مسافة 160 و640كم. وقذائف بيرشنج الأمريكية مثال لهذا النوع.
تستطيع قذيفة بالستية عابرة للقارات ذات رأس نووي أن تدمر مدينة كاملة، وبهذا فإنها تستطيع أن تؤثر على مجرى الحرب. ومثل هذه القذائف الطويلة المدى مهمة في الاستراتيجية العسكرية للتخطيط الشامل للحرب. ونتيجة لذلك فإنها تسمى القذائف الاستراتيجية.
القذائف غير البالستية. غالبية القذائف الموجهة قذائف غير بالستية تقطع مسارها كله بقوة من محركها وتحت سيطرة نظام توجيهها. ويتم في العادة إسقاطها على أهداف تكتيكية ميدانية، وتشمل الطائرات والسفن والدبابات، وحتى القذائف الأخرى. غير أن أنواعًا معينة من القذائف غير البالستية قد تعمل كأسلحة استراتيجية. فمثلاً قذيفة كروز مزودة برؤوس حربية نووية تستطيع تدمير مراكز صناعية ومنشآت عسكرية.
وتستطيع هذه الصواريخ ذات المحرك النفاث أن تطير على ارتفاعات شديدة الانخفاض لتفادي الكشف الراداري. ويمكن إطلاقها من الأرض، ومن الطائرات الكبيرة، ومن الغواصات، وأحيانًا من على ظهر السفن.
وكثيرًا ما تُعطى الصواريخ غير البالستية أسماء حسب الخصائص التي تتميز بها. وغالبية القذائف الموضحة في الأقسام التالية غير البالستية.
القذائف أرض ـ أرض. يتم إطلاقها من الأرض أو البحر ضد أهداف أرضية. وتشمل هذه الصواريخ مجموعة متنوعة من الأسلحة بعضها يحمل رؤوسًا حربية نووية. وأكبر هذه القذائف هي القذائف البالستية العابرة للقارات. والقذائف أرض ـ أرض الصغيرة قصيرة المدى يمكن أن توفر مساندة لعمليات ميدان المعركة بضرب أهداف مثل مستودعات تموين العدو. وتنطلق القذائف أرض ـ أرض حتى مسافة 640كم. ويمكن إطلاق أصغر القذائف الميدانية بوساطة جندي واحد على أفراد أو دبابات من قوات العدو.
والقذائف المضادة للغواصات نوع مهم من القذائف أرض ـ أرض، وهي تنطلق عبر الجو وتغطس في الماء فوق غواصة معادية ثم تغوص إلى أسفل لتدمر تلك الغواصة. والقذائف أرض ـ أرض المضادة للغواصات يمكن إطلاقها من سطح سفينة أو من الغواصات.
القذائف أرض ـ جو. يتم إطلاقها من الأرض أو من سطح السفن ضد الطائرات المعادية. والكثير منها صغير لدرجة تُمكِّن جنديًا واحدًا من حملها وإطلاقها. وبعضها الآخر مثل رولاند الفرنسية، ورابيير البريطانية، يُستخدم لحماية القواعد الجوية ومقار القيادات، وتحملها عربات مكيفة بطريقة خاصة. وأكبر هذه القذائف، مثل نايك ـ هيركيوليس، يصل ارتفاعها إلى 12م، ويصل مداها إلى 150كم، وتوضع داخل صوامع دائمة.
والقذائف المصممة للإطلاق ضد القذائف المعادية المقتربة تسمى القذائف المضادة للقذائف. وهناك نوع خاص يسمى القذائف المضادة للقذائف البالستية يقوم بالحماية ضد قذائف العدو البالستية. تندفع هذه القذائف إلى أعلى لاعتراض قذيفة معادية ثم تنفجر على مسافة كافية منها.
القذائف جو ـ جو. يتم إطلاقها من الطائرات الاعتراضية أو الطائرات العمودية ضد الطائرات المعادية. وغالبيتها أسلحة صغيرة، وقصيرة المدى، وباحثة عن الحرارة، حيث تنجذب إلى الطائرة المعادية بوساطة حرارة عادمها.
القذائف جو ـ أرض. يتم إطلاقها من الطائرات أو الطائرات المروحية ضد أهداف صغيرة متحركة مثل الدبابات. ويمكن أن تُطلق الطائرات مثل هذه القذائف ضد السفن. وكثير من القذائف جو ـ أرض التي تطلقها الطائرات، مثل قذائف إكزوسيت الفرنسية، مزوّد برادار متكامل ويمكن إطلاقها من مسافة بعيدة. وقذائف كروز المطلقة من الطائرات نوع خاص من القذائف جو ـ أرض.
أنواع أنظمة التوجيه
يتم توجيه القذيفة إلى هدفها بوساطة نوع واحد أو أكثر من أنظمة التوجيه؛ فمثلاً قد يتحكم نوع من أنظمة التوجيه في القذيفة خلال الجزء الأول من رحلتها ثم يتولى نوع آخر مهمة التوجيه في مرحلة الهجوم النهائي. والأنواع الأربعة الرئيسية من أنظمة توجيه القذائف هي : 1- النظام المسبق الضبط 2- نظام الأوامر 3- نظام ركوب الحزمة 4- نظام التوجيه الذاتي.
نظام التوجيه المسبق الضبط. يجعل القذيفة تتبع مسارًا محددًا على خريطة قبل إطلاق القذيفة. ويتم ضبط النظام مسبقًا (أي قبل بدء انطلاق القذيفة) من أجل توجيه القذيفة إلى هدفها. تقوم بعض أنظمة التوجيه المسبقة الضبط بتحريك ريشات التحكم حسب طريقة سبق ضبطها، كما تقوم بإيقاف محرك القذيفة عند زمن محدد. وتقيس بعض الأنظمة دقة الطيران وتقوم بعمل التصحيحات الضرورية.
تستخدم القذائف البالستية الكبيرة العابرة للقارات مثل قذائف (منيتمان 3) التي في حوزة القوات الجوية الأمريكية، نظام توجيه مسبق الضبط يسمى التوجيه بالقصور الذاتي. فخلال انطلاق القذيفة، يقوم الحاسوب الموجود داخلها بتحريك شريط ممغنط يحتوي على تعليمات الطيران المسبقة الضبط. وفي الوقت نفسه، تقوم معدات توجيه خاصة بقياس التقدم الفعلي للطيران. فمثلاً، يقوم جهاز خاص يسمى مقياس التسارع بقياس أي تغيُّر في سرعة القذيفة. ويقوم الحاسوب بعد ذلك بمقارنة طيران القذيفة بالمعلومات التي على الشريط ثم يصحح المسار حسب الضرورة.
نظام التوجيه بالأوامر. يمكّن طاقم إطلاق القذيفة من توجيه القذيفة إلى هدفها. وقد يستخدم مثل هذا النظام طريقة واحدة من بين عدة طرق لإرسال الأوامر إلى القذيفة. ففي إحدى هذه الطرق، توجه إشارات كهربائية إلى القذيفة عبر أسلاك طويلة تبقى متصلة بالقذيفة أثناء طيرانها. وقذائف تو الأمريكية وساجر السوفييتية المضادة للدبابات، مزودة بهذا النوع من التوجيه بالأوامر السلكية. وفي أنظمة أخرى يمكن توصيل الأوامر بالرادار أو الموجات الراديوية، أو بوساطة حزمة ضوئية كثيفة ضيقة تخرج من جهاز يسمى الليزر. انظر: الليزر.
نظام التوجيه بركوب الحزمة. يقوم بتوجيه القذيفة إلى هدفها بوساطة حزمة رادارية أو حزمة موجات إلكترونية أخرى. وهو يُستخدم بصورة رئيسية بوساطة القذائف التي تُطلق ضد الطائرات المعادية. ففي البداية، تقوم محطة التسديد في منطقة الإطلاق بتوجيه حزمة رادارية ضيقة نحو الطائرة المعادية، ثم تطلق القذيفة. وتحمل القذيفة الحزمة الرادارية إلى الهدف بمساعدة حاسوب يتحكم فيها من داخلها.
نظام التوجيه الذاتي. يُمَكِّن القذيفة من ضرب هدف بمتابعة نوع من الطاقة ينبعث من الهدف. فمثلاً، قد يبعث الهدف حرارة أو يعكس إشارات رادارية، فتتبَّع القذيفة الحرارة أو الإشارات الرادارية حتى تصل إليه.
تشمل أنظمة التوجيه الذاتي التي تتأثر بالحرارة قذائف رد آي الأمريكية وقذائف إس إيه ـ14 السوفييتية. تتابع هذه الأسلحة ذيل الغازات الساخنة الناتجة عن المحركات النفاثة للطائرة الهدف. وتضم أنظمة التوجيه الذاتي التي تستخدم الرادار نوعين: النوع الأول، وفيه ترسل معدات في القذيفة نفسها إشارات رادارية تنعكس بوساطة الهدف. النوع الثاني، وفيه تأتي الإشارات الرادارية من طائرة أو محطة أرضية أو سفينة بدلاً من القذيفة.
نبذة تاريخية
التطور المبكر. استعمل الصينيون الصواريخ غير الموجهة كألعاب نارية، ربما منذ القرن الثالث عشر الميلادي. وبحلول القرن الرابع عشر الميلادي، استُخدِمَت هذه الصواريخ على نطاق واسع في آسيا وأوروبا. وخلال بدايات القرن التاسع عشر الميلادي، قام وليم كونجريف، وهو ضابط في الجيش البريطاني، بتطوير قذائف صاروخية الدفع تستطيع أن تحمل متفجرات. وقد استُخدمت هذه القذائف على نطاق واسع في الحروب التي دارت في آسيا وأوروبا وشمالي أمريكا وجنوبها.
قل استخدام القذائف الصاروخية في أواخر القرن التاسع عشر.ففي ذلك الوقت، أصبحت أسلحة المدفعية دقيقة جدًا إلى درجة أنها أصبحت أكثر فاعلية في المعارك من القذائف الصاروخية. وخلال الحرب العالمية الأولى (1914 - 1918م)، استفادت فرنسا فائدة محدودة من الصواريخ غير الموجهة لإسقاط المناطيد الحربية المعادية.
القذائف الموجهة الأولى. أجرت الولايات المتحدة الأمريكية تجارب على طائرات بدون طيارين خلال الحرب العالمية الأولى. وقد كانت تلك الأنواع المبكرة من القذائف الموجهة تحمل متفجرات، كما كان يتم توجيهها بوساطة أجهزة تحكم مسبقة الضبط. وفي عام 1924م، طورت البحرية الأمريكية قذيفة طائرة مماثلة موجهة بأجهزة تحكم راديوية. ولكن أيا من تلك الطائرات لم يُستخدم في القتال.
وخلال الحرب العالمية الثانية (1939م-1945م)، طورت ألمانيا أول قذائف موجهة تُستخدم في القتال. وقد قام الألمان بالكثير من عملهم على القذائف في مركز أبحاث بُنِي في بينيموند على ساحل البلطيق. وفي أوائل الأربعينيات من القرن العشرين، أنتجت ألمانيا سلاحين مرعبين هما قذائف (في-1)، ثم (في-2). وقد أحدثت هذه القذائف تدميرًا شديدًا وخسائر في الأرواح في المدن الأوروبية وبشكل خاص لندن وميناء أنتويرب البلجيكي.
كان طول القذيفة (في-1) حوالي 7,5 م، وكانت تحمل حوالي طن واحد من المتفجرات. وقد أطلق عليها الألمان اسم فيرجيلتانجز واف أينز (أي سلاح الانتقام واحد). وكان لقذيفة (في-1) توجيه مسبق الضبط. وكانت تطير بسرعة حوالي 580كم/ساعة. كما أن محرك القذيفة (في-1) النفاث الخاص، الذي سُمي المحرك النفاث النبضي، كان يصدر صوتًا عاليًا متقطعاً يعلن عن اقتراب القذيفة. وبسبب هذا الصوت، أطلق البريطانيون على هذه القذيفة اسم القنبلة الطنانة.
أما القذيفة (في-2)، فقد كان طولها ضعف طول القذيفة (في-1) وكانت تطير بدفع صاروخي. ومثل القذيفة (في-1)، كان للقذيفة (في-2) توجيه مسبق الضبط، غير أنها كانت تطير بسرعة تزيد على 5,300كم في الساعة، أي أسرع من سرعة الصوت. ولم يكن الناس في المدن المستهدفة يستطيعون سماع صوت القذيفة (في- 2) أثناء اقترابها.
استفاد الحلفاء فائدة محدودة من القذائف الموجهة خلال الحرب العالمية الثانية. وقد كانت إحدى القذائف الأمريكية، وهي قذيفة أزون، قنبلة يتم التحكم بها راديويًا ويمكن توجيهها بعد إسقاطها من طائرة. كما استخدمت البحرية الأمريكية قذيفة تسمى بات، استخدمت نظام توجيه ذاتي.
تطورات ما بعد الحرب. بعد الحرب، ذهب كثير من خبراء القذائف الألمان للعمل في الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي السابق. ولم تكن الثقة متبادلة بين الدولتين؛ فبدأتا سباقًا لتطوير القذائف وحاولت كل دولة منهما إنتاج قذائف موجهة أكثر قوة من الدولة الأخرى. واستطاع الاتحاد السوفييتي إجراء تجربة لأول قذيفة بالستية عابرة للقارات عام 1957م، أي قبل أكثر من عام من إطلاق الولايات المتحدة قذيفتها الأولى. وفي الستينيات من القرن العشرين، دخلت فرنسا والمملكة المتحدة السباق النووي. وقد طورت فرنسا قذائفها الخاصة، كما اشترت المملكة المتحدة قذائف بولاريس من الولايات المتحدة.
دخلت الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي خلال الستينيات من القرن العشرين في منافسة من أجل التفوق في مجال القذائف. وخلال تلك الفترة، طورت الدولتان قذائف تطلق من الغواصات وقذائف مضادة للقذائف البالستية. كذلك قامت الدولتان بإقامة أنظمة دفاع صاروخية للحماية من هجمات القذائف. وفي الوقت نفسه، قامت كل من الدولتين بتنفيذ برامج فضائية استخدمت بعض الصواريخ العسكرية لإرسال رواد ومعدات إلى الفضاء. وقد خلقت رحلات الفضاء حاجة لمحركات صواريخ وأنظمة توجيه أفضل وأتاحت مجالاً لتجربتها.
وفي أواخر الستينيات من القرن العشرين، أصبح العدد الكلي للقذائف والرؤوس الحربية النووية كبيرًا إلى درجة تنذر بالخطر. فهذه الأسلحة كانت لها قوة تدميرية تستطيع أن تبيد الكثير من سكان العالم. عند ذلك، بدأت الولايات المتحدة والاتحاد السوفييتي السابق مفاوضات لإنهاء سباق القذائف. وتوصلت الدولتان إلى عدة اتفاقيات تحد من إنتاج أنواع معينة من القذائف. وفي نهاية الثمانينيات، اتفقت الدولتان على تقليص ترساناتهما من القذائف بشكل كبير. وأصبحت هذه الاتفاقيات مثار تساؤل بعد انهيار الاتحاد السوفييتي عام 1991م. ولكن، وافقت روسيا وبعض الدول التي كانت جزءًا من الاتحاد السوفييتي (1992م) على الحد من هذه القذائف. وفي عام 1993م، وقعت روسيا والولايات المتحدة اتفاقية تضمنت تقليصًا كبيرًا لهذه القذائف.

نشبت الحرب العالمية الأولى. في عام 1914م، وكانت سرعة الطائرات 121 كم/س، وتستطيع الارتفاع حتى 3,000م. وفي نهاية الحرب تضاعفت سرعتها وأصبحت أكثر مرونة في مناوراتها.
وفي بداية الحرب، استَخْدمت الدول المتحاربة الطائرات في مراقبة التحركات الأرضية المُعادية فقط. ثم صار الطيارون يتبادلون إطلاق النار، وكثير منهم لم يستطع الرماية للأمام لوجود المروحة أمامه خوفًا من إصابتها بالرصاص فتتحطم. وفي عام 1915م طوَّر الألمان رشَّاشًا يرمي فقط عندما لاتكون المروحة في خط انطلاق الرصاصة. ثم بدأ الحلفاء استخدام مثل هذا الرشاش في العام التالي.
قاتل الطيارون في المعارك الجوية وجهًا لوجه، ولُقِّبَ الطيار الذي يسقط خمس طائرات أو أكثر بالطيار الماهر، وقرب نهاية الحرب حَلَّت المعارك بين أسراب الطائرات بدلاً من الاشتباكات الفردية. وفي أوائل الحرب كان الطيار يسقط القنبلة بيده، وفي وقت لاحق استخدموا وسائل آلية لإسقاط القنابل. وفي عام 1917م كانت بعض الطائرات تحمل 2,7 طن من القنابل.
وفي سبتمبر عام 1918م، وقبل انتهاء الحرب العالمية الأولى بشهرين تقريبًا، قاد ضابط أمريكي يُدْعى بيلي ميتشل أكبر هجوم جوي في الحرب، فأقلعت نحو 1,500 طائرة للحلفاء في مهمة جوية فوق سانت ميهل شرقي فرنسا أثناء تقدم الجيش الألماني، فسيطرت الطائرات على سماء المعركة وهاجمت القوات البرية الألمانية وأسقطت قنابلها خلف الخطوط الألمانية.
وبسبب الحرب العالمية الأولى أُنشئ عدد من أسلحة الجو. وفي عام 1915م طلبت حكومة الهند الإنجليزية من أستراليا أن ترسل قوة طيران لتشارك في الحرب ضد القوات التركية في العراق، فأرسلت عددًا من الطيارين عُرفوا بنصف السرب الأول. وفي عام 1916م أنشأت أستراليا السرب الأول من قوة طيرانها، وبعد الحرب وضعته تحت سيطرة الجيش. وفي عام 1921م أنشأت حكومة أستراليا القوات الجوية الأسترالية كفرع مستقل من أفرع القوات المسلحة.
ولم يدرك القادة العسكريون مدى أهمية الطيران، رغم نجاحه العسكري خلال الحرب. وفي الولايات المتحدة هاجم ميتشل برنامج موازنة الدفاع، فأحيل إلى محكمة عسكرية.
وفي العشرينيات من القرن العشرين خفضت معظم الدول عدد قواتها الجوية. وقليل من ضباط القوات الجوية عملوا على تحسين التنظيم والتدريب في القوات الجوية، مثل اللورد ترنشارد رئيس أركان الطيران البريطاني من عام 1919م حتى عام 1929م، فأصبحت قوة فعالة.
استمر التطور التقني في الطيران خلال الثلاثينيات، وأصبحت سرعة الطائرات 480 كم/س، وترتفع إلى 9,100م. وفي عام 1935م شكَّلت ألمانيا قواتها الجوية المستقلة وعُرفت باسم لوفت وافي.
الحرب العالمية الثانية. تقرر مصيرها إلى حد كبير بالقوات الجوية. فقد بدأت الحرب عام 1939م عندما غزت ألمانيا بولندا، واستخدمت أسلوبًا جديدًا في الحرب عُرف بالحرب الخاطفة، إذ استخدم الطيران الألماني على نطاق واسع، فقصف القوات البولندية والمطارات والمدن الرئيسية والطرق والسكك الحديدية. وقدم إسنادًا للدبابات والمشاة، فاكتسح القوات البولندية وحطَّمها. وبين أبريل ويونيو عام 1940م هاجمت ألمانيا الدنمارك والنرويج ولوكسمبرج وهولندا وبلجيكا وفرنسا واحتلَّتها جميعًا.
خطط الألمان لغزو بريطانيا في مرحلة لاحقة، وكان عليهم إيقاع الهزيمة بالقوات الجوية البريطانية. وقد بدأت معركة بريطانيا في يوليو عام 1940م، عندما بدأت القوات الجوية الألمانية في قصف السفن والموانئ البريطانية. وبدأت غارات القوات الجوية الألمانية على لندن في شهر سبتمبر. وقد تفوق الألمان من حيث العدد على القوات الجوية الملكية البريطانية، لكنها كانت تملك طائرات وطيارين أفضل من القوات الجوية الألمانية. واستخدم الإنجليز أجهزة الرادار، وأجهزة حل شفرات الرسائل الألمانية، وحافظوا على هذا التفوق وسرِّيته، فتمكنوا من اعتراض الطائرات الألمانية بنجاح. وحتى شهر أكتوبر أسقطت القوات الجوية الملكية أكثر من 1,700 طائرة، مقابل فقدانها لـ 900 طائرة، فأَجَّل الألمان برنامج غزوهم لبريطانيا، ولكن غاراتهم الجوية على لندن والمدن الأخرى بقيت مستمرة.
دخلت الولايات المتحدة الحرب في 8 ديسمبر 1941م، وهو يوم هجوم 360 طائرة يابانية على ميناء بيرل هاربر في هاواي، الذي أسفر عن تدمير 18 سفينة حربية ونحو 200 طائرة أمريكية.
أوقفت القوات الجوية الأمريكية التقدم الياباني في المحيط الهادئ عام 1942م، بعد معركتين بحريتين رئيسيتين هما : معركة بحر المرجان، التي شاركت فيها طائرات أقلعت من حاملات الطائرات، ولم تطلق السفن المتقابلة إلا طلقات قليلة. وقد خسرت اليابان طائرات أكثر، ولكنها خسرت سفنًا أقل مما خسرته الولايات المتحدة، ولم ينتصر أي من الطرفين في هذه المعركة، لكنها منعت احتلال اليابان لجزيرة غينيا الجديدة. وبعد شهر وقعت معركة ميدواي، فخسرت فيها اليابان أربع حاملات طائرات وأكثر من 200 طائرة، وخسرت الولايات المتحدة حاملة طائرات واحدة ونحو 150 طائرة. وأضعفت هذه المعركة قوة اليابان البحرية حتى آخر الحرب، وأنهت التهديد لأي هجوم ياباني على هاواي والولايات المتحدة.
في عام 1943م بدأت الولايات المتحدة وبريطانيا هجمات جوية ضد ألمانيا استمرت حتى قرب استسلام الألمان عام 1945م. فقد كانت القوات الجوية الملكية البريطانية تقصف المدن ليلاً، والقوات الجوية الأمريكية تقصف المناطق الصناعية نهارًا. وفي عام 1944م بدأت القوات الجوية الألمانية تستخدم الطائرات المقاتلة النفاثة التي تُحلِّق بسرعة 885 كم/س بدل الطائرات التقليدية (المِروحية) التي كانت تُحلِّق بسرعة 640كم/س. ثم إن ألمانيا كانت أول دولة تستخدم الصواريخ في العمليات. ففي عام 1944م و 1945م أطلق الألمان أكثر من 12,000صاروخ على مدن الحلفاء، لكن هذا التقدم التِّقَنِيّ جاء متأخرًا ولم يؤثر على نتائج الحرب.
وفي أغسطس عام 1945م أسقطت الطائرات الأمريكية قنبلتين نوويتين على مدينتي هيروشيما ونجازاكي فاستسلمت اليابان للحلفاء يوم 2 سبتمبر، وبذلك انتهت الحرب.
العصر النووي. أصبحت أوروبا بعد الحرب مقسمة بين شرقها، الذي تسيطر عليه الشيوعية، وغربها الحُرّ. كان الاتحاد السوفييتي (سابقًا) يسيطر على دول أوروبا الشرقية، وكانت دول أوروبا الغربية حليفة للولايات المتحدة. وفي نهاية الحرب أصبحت الولايات المتحدة الدولة الأقوى في العالم، فلديها القنبلة النووية، إضافة إلى أسطول من قاذفات القنابل بعيدة المدى. وقد أجرى الاتحاد السوفييتي أول تجربة نووية عام 1949م. ومنذ ذلك الحين طورت دول أخرى أسلحة نووية وصارت تملكها. وقد صار الخوف من بدء حرب نووية رادعًاِ لمنع استخدامها من الجميع، وساعد على خوض حروب تقليدية محدودة في العصر النووي.
حدث أول اشتباك جوي بين طائرتين نفاثتين خلال الحرب الكورية التي بدأت عام 1950م. وشاركت في بعض معاركها أعداد كبيرة من الطائرات بلغت 150 طائرة. فقد قامت الولايات المتحدة وأعضاء آخرون من الأمم المتحدة بمساعدة كوريا الجنوبية في تلك الحرب، بينما ساعدت الصين والاتحاد السوفييتي كوريا الشمالية. وفيها حصر كل طرف أسلحته، ومناطق الاشتباك، والأهداف التي يهاجمها. وتبنى كل طرف مبدأ عدم انتهاك رقعة الحرب أو توسيعها، مما سمح للطائرات أن تخرج من منطقة المعركة دون أن يعترضها أحد.
أجرى الاتحاد السوفييتي أولى تجاربه على الصواريخ عابرة القارات عام 1957م، ثم مضى أكثر من عام قبل أن تُجرِّب الولايات المتحدة صاروخها الأول. وأطلق الاتحاد السوفييتي كذلك أول قمر صناعي له عام 1957م. وأدت هذه التطورات إلى سباق مع الولايات المتحدة للسيطرة على مجالي الصواريخ وغزو الفضاء. وفي الستينيات من القرن العشرين طورت الدولتان صواريخ تطلق من الغواصات، ثم طورتا صواريخ مضادة للصواريخ ومصممة لتعترضها وتدمرها قبل وصولها لأهدافها. وفي أواخر الستينيات تزايد عدد الصواريخ والرؤوس النووية إلى حد ينذر بالخطر. وفي عام 1969م بدأت الدولتان سلسلة من المفاوضات لمحاولة إنهاء سباق التسلح بالصواريخ.
قامت القوات الجوية الأمريكية بغارات جوية مكثفة خلال حرب فيتنام من 1965-1968م، وفي عامي 1971 و1972م حققت سيطرة جوية مطلقة فوق فيتنام الشمالية، ولكنها أثبتت أنها لاتستطيع كسب حرب فيتنام. واستخدم الجيش الأمريكي الطائرات المروحية بكثرة لكشف مواقع العصابات الشيوعية ومهاجمتها في غابات فيتنام، وكان نجاحها أكثر فعالية من المقاتلات النفاثة. وقد أدت القوات الجوية الأسترالية دورًا محدودًا في تلك الحرب إلا أنه كان فاعلاً.
التطورات الحديثة. ظهرت قيمة القوات الجوية في الصراع على جزر الفوكلاند التي جرت بين الأرجنتين وبريطانيا عام 1982م، وظهرت قيمتها كذلك في الحرب العراقية ـ الإيرانية عام 1980م حتى عام 1988م، ثم ظهرت بشكل خاص في حرب الخليج الثانية بين العراق ودول التحالف بقيادة الولايات المتحدة عام 1991م. فالسفن، بشكل خاص، عرضة للهجوم أمام الطائرات المُسَلَّحة بصواريخ مضادة للسفن، وتنطلق من قرب سطح الماء. وفي الوقت الحاضر تستطيع الطائرات الحاملة للقنابل والصواريخ التحليق بسرعة تزيد على 3,200كم/س، وتحمل معدات إلكترونية مضادة لتحمي نفسها، فهي قادرة على اكتشاف الرادارات والتشويش على أي نوع جديد من إشارات الرادار. وفي المقابل تبدأ محطات العدو الأرضية التشويش المُضاد على معدات الطائرة. ويعتقد بعض الخبراء العسكريين أن نتائج حروب المستقبل ستعتمد على التفوق الإلكتروني في الجو والبر والبحر.
وقد طورت القوات الجوية أنواعًا جديدة من الطائرات للقيام بالواجبات المختلفة. وعلى سبيل المثال، صُمِّمَت الطائرات المتسللة الشبح لتتفادى الكشف الراداري المعادي، وأمكن تصنيع طائرة الأجنحة الملتفة التي تتحرك أجنحتها لأعلى لتغير اتجاه المحرك من الدفع الأفقي إلى الدفع الأسفل. وقد جمعت هذه الطائرة بين مزايا تشمل مرونة الطائرة المروحية وسرعة الطائرة العادية.