استارشیپ، موشک مریخی اسپیس ایکس، یک قدم به واقعیت نزدیک تر شد - بالیو

به گزارش خبرنگاران به نقل از زومیت، سال گذشته ایلان ماسک در آستانه رویداد اسپیس ایکس، تصویری از نسخه اولیه (پروتوتایپ) استارشیپ به همراه قسمتی از شعر دایلان تامس با نام Do not go gentle into that good night در اکانت توییتر خود منتشر کرد. توییت ایلان ماسک احتمالا به این قسمت از دیالوگ مایکل کین در فیلم اینترستلار اشاره داشت. همین توییت کافی بود تا بسیاری از هواداران اسپیس ایکس و علاقه مندان به برنامه های فضایی، تا ساعت 3:30 بامداد به وقت تهران بیدار بمانند و رویداد اسپیس ایکس را به صورت زنده تماشا کنند.

استارشیپ (Starship) نام نسل بعدی موشک های اسپیس ایکس است که به زودی جایگزین موشک های فالکون9 خواهد شد و بنا به ادعای ایلان ماسک، قرار است انسان را به مریخ برساند. موشکِ درحال ساخت اسپیس ایکس که زمانی BFR (مخفف Big Falcon Rocket) نام داشت و چندی پیش به استارشیپ تغییر نام داد، درصورت عملیاتی شدن با اختلاف قوی ترین موشک حال حاضر دنیا لقب خواهد گرفت. درواقع اگر اسپیس ایکس بتواند به اعداد و ارقام ادعایی دست پیدا کند، استارشیپ حتی موشک ساترن5 ناسا که انسان را به ماه رساند هم پشت سر خواهد گذاشت و قوی ترین موشک ساخته شده در تاریخ نام خواهد گرفت.

نمونه آزمایشی (پروتوتایپ) استارشیپ واقع در بوکا چیکا تگزاس

باید توجه داشت که استارشیپ تنها نام قسمت بالایی (Upper Stage) موشک اسپیس ایکس است و بوستر آن سوپر هوی (Super Heavy) نام دارد؛ هرچند باگذشت زمان، نام استارشیپ برای اشاره به کل راکت بین رسانه ها و هواداران اسپیس ایکس متداول شده است. اگرچه هنگام اشاره به استارشیپ بهتر است از عبارت سفینه فضایی (Spaceship) استفاده شود، در ادامه متن به منظور سهولت برای اشاره به مجموع موشک از نام استارشیپ استفاده خواهد شد.

اسپیس ایکس چند سالی است که روی طراحی و ساخت استارشیپ و سوپرهوی کار می کند و در این مدت ظاهر راکت غول آسای آن ها چندین بار دستخوش تغییرات بنیادی شده است.

طرح قدیمی استارشیپ (سمت چپ) از باله های سه گانه خود به نام پایه فرود استفاده می کرد؛ درحالی که در طراحی نو (سمت راست) تعداد باله های پایینی به دو عدد کاهش یافته و از پایه های فرود مجزا استفاده خواهد شد.

ساعت 3:30 بامداد به وقت تهران، اسپیس ایکس درجریان مرنامی، نوترین تغییرات طراحی موشک خود و جزئیاتی از فرایند پیشرفت ساخت آن را با رسانه ها به اشتراک گذاشت. مرنام اسپیس ایکس در تأسیسات نو شرکت واقع در بوکا چیکا تگزاس و در مقابل نمونه اولیه (پروتوتایپ) استارشیپ برگزار گشت. ایلان ماسک با اعلام اینکه پروتوتایپ استارشیپ آماده پرتاب است و تا چند هفته آینده به صورت آزمایشی پرواز خواهد کرد، خلاصه ای از طراحی فعلی موشک و نقشه راه آینده اسپیس ایکس ارائه داد.

این رویداد مصادف با یازدهمین سالگرد رسیدن پیروزیت آمیز اسپیس ایکس به مدار زمین بود. اسپیس ایکس برای رسیدن به مدار زمین و کسب نام اولین شرکت خصوصی که پیروز به قراردادن محموله ای در مدار شده است، از موشک فالکون1 استفاده کرده بود. فالکون1 مدت ها پیش جای خود را به فالکون9 داد و از آن زمان تا به امروز اسپیس ایکس 77 پرتاپ فضایی پیروزیت آمیز داشته است.

هزینه هربار پرتاب استارشیپ حتی از فالکون9 هم پایین تر خواهد بود

استارشیپ و سوپرهوی به گونه ای طراحی شده اند تا ظرفیت ارسال محموله قابل توجهی به سطح ماه و مریخ داشته باشند و درعین حال قابلیت استفاده مجدد و چندین باره از تمام قسمت های آن ها وجود داشته باشد. هیچ کدام از موشک های ساخت بشر تا به امروز پیروز به انجام چنین کاری (استفاده مجدد از تمام راکت) نشده اند. درحال حاضر اسپیس ایکس تنها قادر است بوستر فالکون9 را سالم به زمین بازگرداند و شاتل فضایی هم به هیچ نام موشکی کاملا چندبارمصرف نبود.

استارشیپ برای هدایت شدن بهتر در جو و فرود آمدن در سطح زمین و مریخ به چندین باله یا فین (Fin) مجهز شده است. طراحی این باله ها طی سال های گذشته چندین بار دستخوش تغییرات اساسی شده است. ابتدا در طرح های اولیه BFR قرار بود از دو باله ثابت استفاده شود. مدتی بعد، هم زمان با تغییر نام BFR، اسپیس ایکس بیان نمود که قصد دارد از دو باله متحرک و یک باله ثابت در موشک خود استفاده کند و این سه باله نقش پایه های فرود موشک را هم بازی خواهند کرد. درنهایت امروز اعلام شد که از دو باله متحرک در قسمت پایینی و دو باله متحرک کوچک در قسمت بالایی استارشیپ استفاده خواهد شد و دیگر قرار نیست باله ها نقش پایه های فرود را هم ایفا کنند.

این چهار باله برای کنترل کردن استارشیپ هنگام ورود مجدد به جو سیاره باید بتوانند به سرعت تغییر شرایط بدهند. به حرکت درآوردن بال های بزرگ و سنگین استارشیپ، آن هم به صورت آنی و سریع، کار آسانی نیست. اسپیس ایکس برای این کار از تکنولوژی های شرکت دیگر ایلان ماسک یعنی تسلا استفاده می کند. آن طور که ایلان ماسک پیش از آغاز رویداد در حساب توییتر خود نوشت، باله های استارشیپ با موتورهای قدرتمند برقی که انرژی خود را از باتری های تسلا می گیرند حرکت خواهد کرد. ایلان ماسک امروز دو ویدئو از شبیه سازی ورود استارشیپ به جو و نحوه عملکرد باله ها به اشتراک گذاشت که در ادامه می توانید آن ها را مشاهده کنید.

اسپیس ایکس قرار است به زودی پروازهای آزمایشی استارشیپ با ارتفاع زیاد را آغاز کند. پیش از این نمونه آزمایشی دیگری با نام استارهاپر (Starhopper) که ابعاد کوچک تری از استارشیپ داشت، توانسته بود در پروازی زیرمداری با استفاده از تنها یک موتور رپتور به ارتفاع 150 متری برسد. پروازهای بعدی که قرار است با استفاده از دو نمونه سه موتوره استارشیپ با نام های Mk1 و Mk2 انجام شوند، تا ارتفاع 20 کیلومتری خواهند بود. Mk1 که در بوکا چیکا تگزاس ساخته شده است، از همانجا به پرواز درخواهد آمد؛ اما Mk2 که درساحل کوکو فلوریدا ساخته شده است از تأسیسات پرتابی تاریخی 39 در مرکز فضایی کندی پرتاب خواهد شد. سکوی 39A محل پرتاب موشک ساترن 5 است که در جریان مأموریت آپولو توانست انسان را به سطح ماه برساند. شاتل فضایی و موشک فالکون هوی هم از همین پد پرتاب شده اند.

مقیاسی از ابعاد استارشیپ روی سکوی پرتاپ

ایلان ماسک همچنین از آغاز ساخت نمونه Mk3 تا یک ماه آینده خبر داده بود. به گفته ماسک، Mk3 که قرار است در بوکا چیکا ساخته شود، احتمالا بر فراز بوستر سوپر هوی سوار می شود و پرواز آزمایشی آن مداری خواهد بود. ایلان ماسک دراین باره گفته بود:

ممکن است احمقانه به نظر برسد، ولی تا 6 ماه دیگر به مدار خواهیم رسید.

اسپیس ایکس تا 6 ماه آینده استارشیپ را به مدار زمین می فرستد

ماسک درباره پرواز Mk2 اطلاعاتی ارائه نداد. علاوه بر Mk2، قابلیت سوختگیری استارشیپ در مدار از دیگر موضوعاتی بود که در رویداد امروز درباره آن صحبت نشد. سوخت گیری در مدار یکی دیگر از جنبه های منحصر به فرد استارشیپ است که تا به امروز در صنعت فضایی سابقه نداشته است.

پروازهای آزمایشی ماه های آینده، سخت ترین آزمون برای موتور رپتور خواهند بود. رپتور که قرار است هم در سوپرهوی و هم در استارشیپ به کار گرفته شود، اولین موتور موشک با سوخت متان است. رپتور همچنین اولین موتور با سیکل Full-flow Staged Combustion است و با بیش از 250 اتمسفر، بیشترین فشار محفظه احتراق را بین تمامی انواع موتور موشک دارد.

سه موتور رپتور نصب شده روی نمونه آزمایشی استارشیپ (برای مشاهده تصویر در ابعاد اصلی روی آن کلیک کنید.)

اسپیس ایکس درحال حاضر 12 نمونه از این موتور ساخته است. در طرح های فعلی، قرار است سوپرهوی به 37 رپتور و استارشیپ به 6 عدد از این موتور مجهز شود. تمامی رپتورهای سوپرهوی برای فشار جو در سطح دریا طراحی شده اند؛ اما از 6 موتور استارشیپ، 3 عدد مناسب شرایط جوی سطح دریا هستند و 3 عدد برای شرایط خلاء بهینه شده اند. سوپرهوی همچنین مجهز به 6 پایه فرود غیرمتحرک است. این پایه ها در جریان فرایند فرود نقشی در کنترل راستا پرواز موشک نخواهند داشت؛ بلکه درعوض این وظیفه برعهده پیشرانه های سیستم کنترل واکنش (RCS) و 4 فین شبکه ای (Grid Fin)، مشابه با فین های فالکون 9 خواهد بود.

به گفته ایلان ماسک، سه موتور سطح دریای استارشیپ برای تغییر شرایط سفینه در فضا قابلیت گیمبال گسترده ای خواهند داشت؛ درحالی که سه موتور خلاء برای ثبات بیشتر به بدنه سفینه چسبیده و درجای خود ثابت شده اند. همچنین همان طور که از تصاویر مشخص است، برای استفاده بهینه از فضای اضافی در انتهای استارشیپ، سه محفظه بزرگ مخصوص محموله درکنار رپتورهای مخصوص خلاء قرار گرفته اند.

رپتور که قسمت اعظم آن با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی ساخته می شود، پیچیده ترین موتور موشکی است که تابه حال اقدام به ساخت آن شده است. باتوجه به تعداد زیاد موتور موردنیاز برای سوپرهوی و استارشیپ، تولید انبوه موتورهای رپتور فعلا بزرگ ترین عامل محدودکننده ساخت استارشیپ و سوپرهوی به تعداد می رود. اسپیس ایکس امیدوار است با نهایی شدن طراحی موشک، رپتور را به تولید انبوه برساند. درحال حاضر اسپیس ایکس قادر است هر 8 تا 10 روز یک موتور رپتور تولید کند.