הערת העורך: פוסט אורח זה נכתב על ידי לוקאס דיוויה ומרין אח'רנם.
הקלדת "רקטות שניתנות לשימוש חוזר" במנוע חיפוש, אינך יכול שלא להימשך לפיתוי של קישורים הקשורים ל- SpaceX הממלאים את המסך. הסיבה לכך מובנת: עם מותה של מעבורת החלל וחוסר תכנון ברור לעתיד על ידי מרבית השחקנים הוותיקים בתחום טיסה בחלל, התוכנית הישירה, הקרובה לטווח הרחוק של SpaceX ומבחני טיסה קודמים הופכים אותם למועדפים של כולם להפחית באופן דרסטי את העלות ל מסלול עם רקטות שחוזרות הביתה - מוכנות לשימוש חוזר.
ועם השיגור הקרוב של רקטת הפלקון ה -14 של SpaceX ב- 6 בינואר, כשהוא נושא את דרקון ל- ISS, הפוטנציאל לשימוש חוזר ברקטות הוא בהחלט בהישג יד לראשונה מאז 90 השנים האחרונות מאז גודארד שיגר את הרקטה הראשונה עם דלק נוזלי מ מסצ'וסטס בשנת 1926. עם זאת, זהו זמן חשוב מאי פעם למתן את הציפיות הפרועות שלנו לאפשרות של רקטות שמטיסות את עצמן חזרה למשטח השיגור. אף על פי שמהפכת טילים עשויה להיות בינינו, זהו תהליך איטרטיבי, רב-שלבי, שמתעלה על כל משימה יחידה - ואסור לנו לצפות לראות שימוש חוזר הדומה לחברות תעופה ולירידות עלויות גדולות בזמן הקרוב.
יש לציין כי אלון מאסק, על כל הישגיו המדהימים, מעולם לא הציב ציר זמן קשה ומהיר למועד בו יהיו זמינים רקטות זולות ונגישות, קל וחומר במחיר יציב. למה? פשוט מכיוון שאנו נכנסים לטריטוריה שנותרה ללא שינוי.
רכב השיגור היחיד בהיסטוריה שאי פעם הוטס מחדש מספר פעמים לאחר שהגיע למסלול היה מעבורת החלל. למרות שימוש חוזר ללא ספק החלק היקר ביותר של כל רקטה - המנועים והמערכות הנלוות אליו - המעבורת עלתה לפחות 450 מיליון דולר לשיגור על פי נאס"א, עם עומס קטן יחסית של 24 טון לטל כדור הארץ נמוך, או כמעט 19,000 דולר לקילוגרם. . כולל עלויות פיתוח, שסוכמו ומחולקים בכל טיסה, המחיר שישוגר יכול להגיע בממוצע עד 1.5 מיליארד דולר, או הסכום המוצהר של נאס"א. מה שהיה אמור להפחית בצורה דרסטית את העלות לקילוגרם של העלאת מטען למסלול, בסופו של דבר להיות אחד מכלי השיגור היקרים ביותר בהיסטוריה האנושית. מדוע זה נעשה כל כך יקר?
התפיסה של מעבורת החלל הייתה תוצאה של נישואים בין נאס"א, חיל האוויר ושותפים אחרים. כל אחד מהם רצה מפרט עיצובי משלהם, שבסופו של דבר ייצר רכב מסורבל ללא מטרה מוגדרת היטב, והוא הפך ל"תפוס את כולם "של ענף החלל. בעיקר, זה היה כי הערכה רבה של כמות התחזוקה הנדרשת לאחר כל משימה על ידי נאס"א. לאחר כל טיסה היה צורך לבנות מחדש את הרכב כולו: החלפת אריחים, בדיקת מנועים, שיפוץ מאיצים. בפרט, צריך היה לפרק את שלישיית המנועים הראשיים של RS-25 ולבדוק אם יש כל פגם אפשרי שעלול לגרום לכישלון, וכשהדברים נשברו, לא היה קו אספקה בריא שיכול להחליף אותם בקלות, מה שגרם ל עלות חלקי החילוף להרקיע שחקים ושמירה על כוח אדם מוכן ומסוגל לשפץ את המעבורת הפכה במהרה לכיור כסף שנאס"א מעולם לא הצליחה לשחזר.
SpaceX הוא עדיין לא נאס"א. הם הציגו גישת פיתוח זריזה ומגיבה יותר למוצריהם שהצליחה בצורה מדהימה. יש להם גם שנים של פרויקטים קודמים (ממקורות מרובים) כדי ללמוד מכך ש- NASA לא עשו זאת. עם זאת, אלה לא בעיות שאפשר פשוט להרחיק מהן. במקום זאת, הם נושאים מהותיים שצריכים להתייחס אליהם: אין מנוס מתחום הפיזיקה.
נושא נפוץ להצהרותיו של מאסק הוא השאיפה הנועזת לחולל מהפכה במודל ה"שימוש האחד ולזרוק אותו "ששולט בתעשיית הטילים מאז ההתחלה, והפיכתה למשהו הדוק יותר למודל של חברת תעופה מבוסס שירותים. זו משימה גדולה, אפילו בסטנדרטים של איש הברזל.
מעריצים רבים מראים הערכה תת חסית של חסמי הכניסה. למעשה, בסקר שנערך לאחרונה בקהילת המעריצים של SpaceX ב- Reddit.com, כאשר התבקש להניח ניחוש משכיל על מחיר שיגור הרקטה של פלקון 9 בעוד 5 שנים, חלק משמעותי מכמעט 600 הנשאלים בחר ערך מתחת ל 20,000,000 $. חלקם אף בחרו מחירים מתחת ל 10,000,000 $. למרות שמנכ"ל SpaceX, גווין שוטוול הזכירה בעבר כי שיגורי פלקון 9 הניתנים לשימוש חוזר עשויים לפקוד בסופו של דבר על תג מחיר של 5-7 מיליון דולר, זה ככל הנראה רחוק בעתיד, הרבה מעבר רק לשחר הרקטות לשימוש חוזר. לצורך נקודת מבט מסוימת, לפני חמש שנים בשנת 2010, שיגר SpaceX שתי רקטות פלקון 9. בשנה שעברה הם השיקו שישה, ופתאום, עד 2020, עלות ההשקה הסטנדרטית של פלקון 9 תהיה זולה פי שלושה? מאיפה הגיע ההאצה הנוספת הזו בפיתוח? יתכן שזה נובע ממוחם של כמה מעריצים מעט אופטימיים מדי.
למעשה, משהו אפילו בסיסי כמו תחזוקת מנוע לטווח ארוך עדיין לא ידוע יחסית. בעבר, SpaceX הבהירה כי לכל מנוע אורך חיים של כ -40 ירי, וצופה מזדמן היה מניח שהתוצאות הללו מנוע שניתן להשתמש בו ב -40 משימות. עם זאת, עם שלוש שריפות בדיקת מנוע לפני כל שיגור, השיגור עצמו ושלוש הכוויות הנדרשות להשלמת תהליך ההכנסה והנחתה מחדש, למעשה נדרש המנוע המרכזי לירות 7 פעמים כדי להשלים משימה, ועם תשע מנועים בכל שלב נמוך יותר - אפילו עם הירי רק כמה פעמים, מה שמביא למספר לא קטן של חלקים שיכולים להתפרק אחרי כל טיסה. בדיקת תקלות אלו ותיקונם עשויה להיות יקרה וזמני הרבה יותר ממה שניתן היה לקוות.
לדוגמה, בקוטר של 3.66 מ ', וגובהו כ 42 מ', יש כמעט 500 מ"ר של משטח שלב ראשון שנחשף מצד אחד לטמפרטורות הקפואות של חמצן נוזלי ונפט מקורר, ומצד שני , טמפרטורות שונות מהכניסה מחדש לאווירה התחתונה המרקחת. למעשה, אפילו הצטברות הקרח על עורו החיצוני של הרכב בלבד משמעותית מספיק בכדי לשנות באופן משמעותי את מסת הרכב! בתוך אותו שטח גדול, יש לעייפות מתיחה, תרמודינמית וקשירת לחץ פוטנציאל להצטבר. סטרסיות עלולות להתגרע ולהיווצר סדקים בקו השיער. זהו סכנה שעלול להוביל לכישלון קריטי במשימה מבצעית, ואירוע כזה עלול להרכיב לצמיתות קשר בין הרקטה המופעלת לשימוש חוזר ואי יציבות במוחם של מפעילי הלוויין ותעשיית הביטוח. ולמרות שפלקון 9 יכול להיחשב מהונדס יתר, אין זה סביר ש- SpaceX תשחק רולטה טילים.
למרות שהמהנדס הראשי של הרקטה העריך את ההסתברות להצלחת מטבע להצלחה, עם הנחיתה המניעה והניבה של CRS-5 על "ספינת הנחיתה האוטונומית של המזל"ט האוטונומית", כנראה שהשלב הראשון הריק יישלח בחזרה למטה Hawthorne, קליפורניה של SpaceX, ונבדק בעזרת שיטות שונות של ניתוח הרסני ולא הרסני בכדי לכמת כיצד הקפדות של האצה למהירות של כמעט 2 קמ"ש בשניה תוך פחות משלוש דקות ואז מתאטים מספיק, נכנסים שוב דרך האטמוספירה, לנחות בסמיכות לים ומלח , משפיעים על הרכב.
דוגמא נוספת לעלות שיפוץ פוטנציאלית טמונה בדלק שבחרה של SpaceX, נפט. הוא נשרף יחסית מלוכלך, כפי שמעיד עמוד העמוד השקוף של פיח חום-שחור שעליו פלה פלקון 9, נסיגה לימי המטוס המוקדם. זה מוביל להשפעה המשויכת בעיקר למנועי קרולוקס המכונים "קוקינג" - כאשר פיח בעירה בלתי-מוחלט דבק במנוע ובזרבוב כמעט-מותך, ומפחית את יכולתו להקרין חום מהמקום. לנקות את זה, אתה אומר? מזל טוב, הרגע הכנסת שיפוץ למשוואה, משהו ש- SpaceX חותרת להימנע ממנו.
אפילו התעלמות מהרכב עצמו, השיגורים והכימיקלים הדרושים הם יקרים! יש את הליום במחיר מופקע שנדרש כדי לשמור על לחץ על הטנקים, ונוזל ההצתה הפירופורי TEA-TEB המשמש כדי להתחיל את הנישואים הנפיצים בין RP-1 ו- LOX. זה גם לא רק כימיקלים. יש גם עלויות הפעלת קרקע, החל משכר עובדים, לתהליך משעמם של בקשות להיתר, לצביעה המעט יותר מעניינת המעטה את מבנה הטרנספורטר-ארקטור המחזיק את הפלקון 9 אנכי, ועד עלויות הובלה ומעבר דירה. ככל הנראה, הוצאות ההון השוטפות של שיגור בודד בלבד, תוך התעלמות מהערך הברור של הרקטה עצמה, מסתכמות באזור של 3 מיליון דולר פלוס.
ביסודו של דבר, עלינו לבטל את הנחיתה מחדש, שיפוץ, שימוש חוזר ושימוש כלכלי ומהיר זה מזה. זה יכול להיות מושג קשה להבין שכל הארבעה הם שונים זה מזה, וההצלחה של אחת אינה מרמזת על השלב הבא מובטחת. מסיבה זו, סימני שאלה עדיין נותרו מעל העלות, הזמן והמורכבות של הצעדים הסופיים הדרושים ל- SpaceX להשלמת תוכנית המתאר לשימוש חוזר של טילים. לדוגמה: הנחיתה מחדש של רקטה לא בהכרח הופכת את השיפוץ לקיים. זה סיפור הביתה של מעבורת החלל.
נחיתה לבדה אינה מהפכת רקטות; במקום זאת, אולי רק אנו מבינים שהמהפכה של זיקוק טילים למודל דמוי חברת תעופה התרחשה היטב רק כשמבט לאחור במראה האחורי.
אנו חיים בתקווה ש- SpaceX משיגה את מה שהיא במקור התכוונה לעשות לפני כמעט 13 שנה. SpaceX התקרב, הרבה יותר קרוב מכולם למטרה זו, אבל כמו שמאוסק עצמו אמר, "רקטות הן קשות". בהצלחה לצוות ב- SpaceX על ניסיון ההשקה והנחיתה הקרוב שלהם של CRS-5, זו ההתחלה של משהו הרבה יותר גדול.
נכתב על ידי לוקאס דויה ומרין אח'רנם
ביוס: כשלא מלהטט להיות סטודנט להנדסת תוכנה ומפתח אתרים במשרה מלאה בניו זילנד, לוקאס דוויה הוא מכור ל- SpaceX המוכר לעצמו, וניתן למצוא אותו תורם לקהילת Reddit / r / SpaceX, מוסיף לאתר שלו SpaceXStats.com, ויוצר אינפוגרפיקה. תאמינו או לא שהוא כן מוצא זמן לצאת החוצה ולטייל בזמנו הפנוי!
מרין אח'רנם הוא סטודנט הולנדי, מהנדס כורסאות שהוכרז על ידי עצמו וכקנאי טיסה בחלל, אשר לעתים קרובות ניתן למצוא תורם לקהילות / r / space ו- / r / SpaceX Reddit.
