از اعمال طراحی “مرحله‌بعدی داغ” تا بهبود ورودی موتورهای رپتور، موشک غول‌پیکر استارشیپ بیش از هزار تغییر در پرواز آزمایشی بعدی خود خواهد داشت. اسپیس ایکس در دومین پرتاب موشک غول‌پیکر استارشیپ خود، به‌روزرسانی‌های متعددی را رونمایی خواهد کرد. ازجمله‌ی این بهبودها می‌توان به تغییر اساسی در نحوه‌ی جداسازی دو مرحله‌ی موشک، ارتقاء سامانه‌ی پیش‌رانش و سکوی پرتاب تقویت‌شده با مقاومت بهتر دربرابر روشن‌سازی ۳۳ موتور اصلی موشک اشاره کرد.
به‌گزارش ارز تکنیکا، ایلان ماسک، بنیان‌گذار و مدیرعامل اسپیس ایکس به‌تازگی اعلام کرد: “در واقع تعداد زیادی تغییر، بیش از هزار مورد بین آخرین پرواز استارشیپ و پرواز بعدی وجود دارد. به همین دلیل فکر می‌کنم احتمال موفقیت پرواز آینده و رسیدن به مدار بسیار بیشتر از پرواز قبلی است، شاید ۶۰ درصد باشد. این بستگی به این دارد که در مرحله‌ی جداسازی مراحل موشک به چه حدی عمل کنیم.”
ماسک برخی از تغییرات موشک استارشیپ را در گفتگوی هفته‌ی گذشته‌ی خود با اشلی ونس، روزنامه‌نگار آمریکایی در اسپیس توییتر توضیح داد. او گفت موشک استارشیپ بعدی و سکوی پرتاب ارتقایافته‌ی آن در تاسیسات استاربیس در جنوب تگزاس، باید ظرف مدت ۶ هفته‌ی آینده برای پرواز آزمایشی بعدی آماده باشند. این بهترین برآورد ما در حال حاضر است.”
موشک استارشیپ به‌گونه‌ای طراحی شده است که به‌طور کامل چندبار مصرف شود و اسپیس ایکس قصد دارد از آن برای حمل ماهواره‌ها به مدار، ساخت تانکرهای سوخت‌رسان و انبارهای سوخت فضایی و در نهایت حمل محموله و خدمه به ماه و مریخ استفاده کند. هدف بلندمدت اسپیس ایکس، جایگزینی موشک فالکون ۹ و کپسول مسافربری دراگون با استارشیپ است.
مقام‌های اسپیس ایکس از نتیجه‌ی اولین پرواز آزمایشی کامل استارشیپ در تاریخ ۲۰ آوریل (۳۱ فروردین) بسیار خرسند بودند. در این پرواز، استارشیپ به ارتفاع تقریباً ۳۸ کیلومتری رسید و پس از وقوع خرابی در چند موتور و از دست دادن سامانه‌ی هدایت موشک، از کنترل خارج شد. در این پرتاب آزمایشی، با برخاستن موشکی به ارتفاع ۱۲۰ متر از روی زمین و تولید تقریباً ۱۵ میلیون پوند نیروی رانش از موتورهای رپتور، رکورد بزرگ‌ترین و قدرتمندترین وسیله‌ی پرتابی که تاکنون پرواز کرده است به نام استارشیپ ثبت شد.
استارشیپ به دو بخش تقسیم می‌شود؛ بخش بوستر به نام “سوپرهوی” با ۳۳ موتور رپتور که برای پیش‌بردن موشک درون جوی زمین طراحی شده است و بخش فوقانی با ۶ موتور یا به عبارت دیگر استارشیپ که پس از جدا شدن از سوپرهوی، مسئولیت رسیدن به سرعت مداری را بر عهده می‌گیرد. در ماموریت‌های عملیاتی، بخش فوقانی استارشیپ می‌تواند به عنوان تانکر سوخت، حامل محموله یا کابین خدمه استفاده شود.
یکی از تغییرات اصلی که اسپیس ایکس در طراحی استارشیپ به عمل می‌آورد، روش جداسازی بوستر از بخش فوقانی است؛ این اتفاق تقریباً سه دقیقه پس از برخاست رخ می‌دهد. در پرواز آزمایشی سه ماه قبل، استارشیپ به نقطه‌ی عطف جداسازی نرسید.
به گفته‌ی ماسک، اسپیس ایکس در تلاش است تا تغییری که بسیار دیرهنگام است، را اعمال کند و واقعاً بر روی نحوه‌ی جداسازی مراحل تأثیر بگذارد. این تغییر به استفاده از نوعی طراحی به نام “مرحله‌بندی داغ” مربوط می‌شود؛ به این معنا که وقتی موتورهای مرحله‌ی اول هنوز روشن هستند، موتورهای بخش فوقانی روشن می‌شوند.
درحالی‌که موتورهای سوپرهوی هنوز روشن هستند، مرحله فوقانی موتورهایش را روشن می‌کند
جداشدن استارشیپ از سوپرهوی در وضعیت مرحله‌بندی داغ.
موشک‌های روسی، از جمله موشک پرتابگر باسابقه‌ی سایوز، از تکنیک مرحله‌بندی داغ استفاده می‌کنند. این نوع طراحی در هیچ یک از موشک‌های امروزی آمریکایی به کار نمی‌رود. به طور معمول، در موشک‌ها قبل از جدا شدن و روشن شدن موتورهای مرحله‌ی فوقانی، موتورهای مرحله اول را برای چند ثانیه خاموش می‌کنند.
به گفته ماسک، اسپیس ایکس در جریان فرایند جداسازی مراحل، بیشتر موتورهای بوستر سوپرهوی را خاموش می‌کند و سپس موتورهای مرحله‌ی فوقانی استارشیپ را به طور همزمان روشن می‌کند. این تغییر، توان باربری استارشیپ را افزایش می‌دهد که قبلاً به مدار نزدیک زمین صد تن محدود بود. با این حال، اکنون قطعه‌ای محافظ به بالای بوستر سوپرهوی اضافه خواهد شد که قرار است پس از هر پرتاب بازیابی و دوباره استفاده شود.
براساس اظهارات ماسک، روشن کردن موتورهای مرحله فوقانی در حالی که هنوز به مرحله اول چسبیده است، می‌تواند به بوستر آسیب برساند. بنابراین، اسپیس ایکس باید از قسمت بالایی سوپرهوی محافظت کند. اعمال این تغییر در طراحی، بهبود تقریباً ۱۰ درصدی در ظرفیت حمل استارشیپ را به همراه دارد.
جداسازی مراحل موشک، وقتی موتورهای بوستر از قبل خاموش شده‌اند، منجر به از دست دادن نیروی رانش می‌شود. در حالی که موشک به طور موقت به صعود در آسمان ادامه می‌دهد، کشش گرانشی زمین سرعت آن را کاهش می‌دهد. برای جلوگیری از این اتفاق، قبل از خاموش شدن موتورهای بوستر، موتورهای مرحله فوقانی روشن می‌شوند.
قطعه اضافی نصب شده در بالای بوستر سوپرهوی دارای دریچه‌هایی است که به گاز فوق‌داغ موتورهای مرحله‌ی فوقانی اجازه می‌دهند تا با خروج راحت از ساختار موشک، منجر به انفجار بوستر نشوند. به نظر ماسک، آزمایش عملکرد این قطعه خطرناک‌ترین مرحله در پرواز بعدی خواهد بود.
تصویر هنری از محافظ نصب‌شده در بالای سوپرهوی. دریچه‌های این قطعه با هدایت گازهای داغ به بیرون از انفجار بوستر جلوگیری می‌کنند.
در پرتاب اول، برخی از ۳۳ موتور رپتور بوستر سوپرهوی روشن نشدند و برخی دیگر در حین پرتاب از کار افتادند، به گفته ماسک. در این پرواز، از موتورهایی استفاده شد که بیش از یک سال از تولید و آزمایش آن‌ها می‌گذشت.
اما برای پرواز دوم، تیم‌های اسپیس ایکس در حال تغییر ورودی‌هایی هستند که گاز داغ غنی از متان را به منظور ترکیب با گاز غنی از اکسیژن به سمت محفظه احتراق هر موتور هدایت می‌کنند. طراحی قبلی احتمال نشت داشت؛ به طوری که گاز داغ می‌توانست به سوراخ‌های پیچ که برای اتصال ورودی به موتور استفاده می‌شوند نفوذ کند. مهندسان طراحی بهبود یافته‌ای برای ورودی موتور ارائه و گشتاور بیشتری به پیچ و مهره‌ها اضافه خواهند کرد تا نگرانی در مورد نشت گاز فوق داغ را برطرف کنند.
ماسک در اظهارات قبلی خود به برخی بهبودهای جدید دیگر برای پرواز آزمایشی بعدی استارشیپ اشاره کرده بود؛ از جمله استفاده از کنترل‌های الکتریکی برای رانش به جای سامانه هدایت هیدرولیک در پرتاب اول و همچنین محافظت قوی‌تر در اطراف هر یک از ۳۳ موتور رپتور سوپرهوی برای جلوگیری از انفجار موتورهای مجاور.
یکی از اتفاقات چشمگیر پس از پرواز اول استارشیپ، ریزش تقریباً هزار متر مکعب بتن آرمه زیر پایه سکوی پرتاب بود. در طی آن پرتاب، انفجار قدرتمند موتورهای رپتور، حفره‌ای بزرگ در لایه بتنی زیر جایگاه پرتاب ایجاد کرد و تکه‌هایی از مواد را تا صدها متر دورتر پرتاب کرد. اسپیس ایکس اکنون دو صفحه فولادی ضخیم را بر روی لایه جدید بتن آرمه نصب خواهد کرد که کانال‌هایی برای عبور آب و خروج آن از بالای خود دارند.
ماسک صفحه فولادی جدید را به سردوش غول‌پیکری وارونه تشبیه می‌کند که هنگامی که موشک روی سکو قرار دارد، آب را به سمت بالا پرتاب می‌کند تا با گرمای انبوه حاصل از روشن شدن بوستر مقابله کند. در پرواز بعدی استارشیپ همچنین قرار است موشک برای مدت کوتاه‌تری روی سکو باقی بماند تا احتمال آسیب کاهش یابد.
وقتی در مورد ترسناک‌ترین چالش فنی باقی‌مانده برای برنامه‌ی استارشیپ پرسیده شد، ماسک با احتیاط پاسخ داد. او گفت هدف از پروازهای آزمایشی استارشیپ، “حل مجهولات” در مورد موشک است. بسیاری از این مسائل نامعلوم تا وقتی مهندسان داده‌های واقعی پرتاب را جمع‌آوری نکنند، قابل حل نیستند.
یکی از موضوعاتی که ماسک در گفتگوی توییتری خود درباره‌اش صحبت نکرد، بررسی سامانه توقف پرواز موشک استارشیپ بود که پس از انحراف موشک از مسیر برنامه‌ریزی‌شده‌اش در پرتاب فروردین‌ماه، آن را منهدم کرد. اداره هوانوردی فدرال آمریکا به‌عنوان سازمانی که وظیفه دارد از بی‌خطر بودن موشک‌ها برای مردم اطمینان حاصل کند، باید هرگونه تغییر در سامانه انهدام استارشیپ را بررسی کند.
پرواز آزمایشی اولیه استارشیپ هیچ خطری برای اموال عمومی ایجاد نکرد؛ اما ماسک در آن زمان گفت ممکن است “تجدید صلاحیت” سامانه توقف پرواز بیش از حل سایر مشکلات موشک زمان ببرد. وی در گفتگوی اخیر خود نیز اذعان کرد که تعیین زمان پرتاب بعدی استارشیپ احتمالاً از عهده‌ی اسپیس ایکس خارج خواهد بود. وی گفت: “در اینجا متغیرهای زیادی وجود دارد که خارج از کنترل ما هستند.”
نظرات کاربران