כשאלון מאסק מ- SpaceX מציץ משהו מעניין, הוא מייצר גל של התרגשות. אז כאשר צייץ לאחרונה כי SpaceX אולי עובד בדרך להשגת שלבים עליונים של הרקטות שלהם, זה קבע שרשרת של תגובות מסוקרנות.
SpaceX ינסה להחזיר את הבמה העליונה לרקטה ממהירות מסלול באמצעות בלון מסיבות ענק
- אלון מאסק (@elonmusk) 15 באפריל 2018
SpaceX מאחזרת ומשתמשת בשימוש חוזר בשלבים הנמוכים שלהם כבר זמן מה והיא הורידה את עלות שיגור עומסי החלל לחלל. אבל זהו הרמז הראשון שהם עשויים לנסות לעשות את אותו הדבר עם השלבים העליונים.
מגיבי הטוויטר רצו לדעת מה בדיוק חושבים על SpaceX, ומה יכול להיות "בלון מסיבות ענק". מאסק טרם פירט, אך לאחד מחסידיו בטוויטר היה משהו מעניין להוסיף.
קווין קופץ, סטודנט בבית הספר להנדסה של ג'יימס קלארק באוניברסיטת מרילנד, צייץ ל מאסק:
אם אתה מציע את מה שאני חושב שאתה, מאריך מקדם כניסה בליסטי נמוך במיוחד, אז אתה ו- @ SpaceX צריכים לבוא לראות מה יש לנו ב- @UofMaryland. עבדנו על זה זמן מה ורק סיימנו לבדוק את pic.twitter.com/nJBvyUnzaK
- קווין קופץ (@QuinnKupec) 16 באפריל 2018
מגזין החלל יצר קשר עם מר קופץ כדי לבדוק אם הוא יכול לעזור לנו להבין במה יכול היה מושק להגיע. אבל ראשית, קצת רקע.
"מאט מקדם כניסה בליסטי אולטרה נמוך" הוא קצת מלא פה. המקדם הבליסטי מודד כמה טוב רכב יכול להתגבר על עמידות האוויר בטיסה. מקדם בליסטי גבוה פירושו שרכב שנכנס מחדש לא יאבד במהירות, ויגיע לכדור הארץ במהירויות גבוהות. מאיץ מקדם כניסה בליסטי אולטרה נמוך יאבד מהירות במהירות, כלומר רכב ייסע במהירויות נמוכות וסאבוניות לפני שהוא מגיע לקרקע.
כדי לשחזר בוסטרים של הבמה העליונה, רצוי מהירות נמוכה מכיוון שהם מייצרים פחות חום. אבל לדברי קופץ, יש בעיה נוספת שיש להתגבר עליה.
"מה קורה כאשר הדברים האלה מאטים את מהירות הנחיתה? אם מרכז הכובד שלך מתקזז משמעותית מאחורי מרכז הגרר שלך, כמו במקרה של במה עליונה חוזרת, זה יכול להיות לא יציב. אם מרכז הכובד של הרכב הכניסה מחדש גבוה מדי, הוא יכול להפוך הפוך, מה שברור שאינו רצוי. "
אז הטריק הוא להוריד את המהירות של רכב הכניסה מחדש עד לנקודה בה החום שנוצר על ידי הכניסה מחדש אינו פוגע במאיץ, ולעשות זאת מבלי לגרום לרכב להפוך והופך בדרך אחרת לא יציב. זו אינה בעיה עבור מאיצי הבמה הראשית ש- SpaceX משחזרת כעת באופן שגרתי; יש להם רקטות רטרו משלהם שינחו את ירידתם ונחתתם. אבל עבור דחפי הבמה העליונה, שמגיעים למהירויות מסלוליות, זה מכשול שיש להתגבר עליו.
"המחקר שלי מתמקד ספציפית בכמה גבוה אתה יכול לדחוף את מרכז הכובד ועדיין לשמור על תצורת הטיסה הנכונה," אמר קופץ '.
אבל מה עם "בלון המסיבות הענק" שמוסק צייץ עליו?
מאסק יכול להתייחס, במונחים צבעוניים, למה שנקרא בלט. המילה היא שילוב של המילים בלון וצניחה. הם הומצאו בשנות החמישים על ידי Goodyear Aerospace. הם יכולים לעצור את ירידתם של רכבי הכניסה ולספק יציבות במהלך הירידה.
"... הבלון צריך להיות בקוטר 120 רגל, ועשוי מבד בטמפרטורה גבוהה ..." - פרופסור דייב אקין, אוניברסיטת מרילנד
מגזין החלל יצר קשר עם פרופסור דייב אקין מאוניברסיטת מרילנד לקבלת תובנה כלשהי לגבי הציוץ של מאסק. פרופסור אקין עובד במערכות חזרות במשך למעלה משני עשורים.
בחילופי דואר אלקטרוני אמר לנו פרופ 'אקין, "הוצעו מושגים לפריסת בלון גדול בכבל שנגרר מאחוריך בכניסה. הבלון מוריד את המקדם הבליסטי שלך, מה שאומר שאתה מאט יותר באווירה ועומס החום פחות. " אז המפתח הוא לקרצף את המהירות שלך לפני שאתה מתקרב לכדור הארץ, שם האווירה עבה יותר ומייצרת יותר חום.
אבל לדברי פרופסור אקין, זה לא בהכרח יהיה קל לעשות זאת. "כדי לקבל את שני סדרי ההפחתה במקדם הבליסטי שאלון דיבר על הבלון היה צריך להיות בקוטר 120 רגל, ועשוי מבד בטמפרטורה גבוהה, כך שזה לא יהיה כל כך קל."
אך ברשימת המעקב של מאסק נראה שהוא לא נרתע מדברים שאינם קלים.
השבת שלבי רקטות עליונות אינה מסתכמת בהפחתת עלויות השיגור, אלא גם בזבל שטח. סוכנות החלל האירופית מעריכה כי ישנם מעל 29,000 חלקים של זבל שטח המקיף את כדור הארץ, וחלק מהזבל הזה מועבר למאיץ מהבמה העליונה. היו כבר כמה התנגשויות ותאונות, כאשר לוויינים מסוימים נדחפו למסלולים שונים. בשנת 2009 התנגשו זה עם זה לוויין התקשורת Iridium 33 ולוויין התקשורת הרוסי הקוסמוס 2251 הרס המנותק. אם SpaceX יכול לפתח דרך להחזיר את המאיצים שלה בשלב העליון, זה אומר פחות זבל בחלל, ופחות התנגשויות פוטנציאליות.
יש תקדים ברור לשימוש בבלונים לניהול חוזרים. כשאנשים כמו פרופסור אקין וקווין קופץ עובדים על זה, SpaceX לא תצטרך להמציא את הגלגל מחדש. אבל עדיין יהיה להם הרבה עבודה.
מאסק צייץ עוד דבר אחד זמן קצר לאחר ציוץ "בלון המסיבות הענק" שלו:
ואז נוחת על בית קופצני
- אלון מאסק (@elonmusk) 16 באפריל 2018
אין אף מילה על המשמעות של זה.
ציוץ "בלון המסיבות הענק" של אלון מאסק: https://twitter.com/elonmusk/status/985655249745592320
הציוץ של קווין קופץ: https://twitter.com/QuinnKupec/status/985736260827471872
