מנוע להדלקה, תוכנת הדרכה, מגן חום... SpaceX, החברה של אילון מאסק, שולטת בטכנולוגיות המפתח לשימוש חוזר במשגרים. היא הוציאה אותם לעבודה כדי להחזיר את רקטת ספינת הכוכבים שלה למגדל השיגור שלה בדיוק חסר תקדים.
עם זאת, ספינת הכוכבים היא המשגר הגדול ביותר הזמין כיום, עם גובה של 120 מטר עם יכולת העברה פוטנציאלית של 100 עד 150 טון למסלול נמוך, או פי חמישה עד שבעה יותר מאריאן 6.
בדיוק של כעשרה סנטימטרים, או אפילו פחות, מאיץ הרקטה חזר ישירות לנוח על מגדל השיגור שלו... כמעט מוכן ליציאה. באשר לשלב העליון, הוא נחת באוקיינוס ההודי."ספינת הכוכבים מבטיחה שימוש חוזר מהיר אפילו יותר מהפלקון 9. אנחנו מתדלקים ועוזבים. הרעיון הוא באמת להתקרב לתפעול של מטוס ולשדה התעופה שלו, עם תחזוקה מופחתת. כעת זה אפשרי, הספינות חזקות יותר ושלב ההנעה חוזר ישירות לנקודת השיגור שלו, במטרה לבצע כמה שפחות שינויים ברקטה שחזרה., מסביר פול ווהרר, מומחה לנושאי חלל במכון הצרפתי ליחסים בינלאומיים (איפרי). כדי להשיג הישג כזה, מהנדסי SpaceX פיתחו טכנולוגיות החל ממנועים ניתנים להצתה מחדש ועד למגן הגנה תרמי, כולל תוכנת הדרכה וטייס.
מנועים ניתנים להצתה מחדש... ודחף משתנה
כדי להחזיר את השלב הראשון של רקטת Starship למנחת השיגור שלה, SpaceX מתבססת על היכולת של מנועי הראפטור להתניע מחדש במהלך הטיסה. לאחר נפילה חופשית של המשגר מגובה של כמעט 90 ק"מ, 10 מתוך 33 מנועי המאיץ התניעו מחדש במרחק של פחות מ-2 ק"מ מהקרקע. הם היו מסוגלים לווסת את הדחף שלהם, לעבור מהיכולת המקסימלית שלהם לזו הנחוצה בדיוק כדי להשיג אי-מוביליזציה של הבמה. ניתן להשיג את שינוי ההספק גם על ידי שינוי מספר המנועים המופעלים.
מגדל שיגור... והתאוששות
ב-SpaceX, מגדל השיגור, הנקרא Mechazilla, משמש גם כמגדל התאוששות. מטרה? האץ את השימוש החוזר על ידי החזרת הרקטה למקום שבו התחילה. הבניין, בגובה של יותר מ-140 מטר, מצויד בשתי זרועות מכניות ענקיות – מקלות אכילה – שביניהן גולש המשגר בגובה 70 מטר וייכלא. כך, הרקטה כבר לא נוחתת ברגל, מה שמביא לחיסכון משמעותי במסה.
מגן תרמי כפול
החזרת השלב העליון של הרקטה לכדור הארץ היא פעולת ההתאוששות העדינה ביותר. ספינת הכוכבים תהיה נתונה לטמפרטורות של עד 1,400 מעלות צלזיוס במהלך כניסתה לאטמוספירה. כדי להתנגד למבול האש הזה, SpaceX יצרה מגן חום המורכב מ-18,000 אריחי קרמיקה בצורת משושה המכסים את גוף המטוס. במקרה של ניתוק או סדק של אריח, גוף המטוס הזה כבר מכוסה בשכבת הגנה נוספת עמידה לטמפרטורות גבוהות מאוד.
תוכנת הדרכה משופרת
כדי להכניס בהצלחה את המאיץ Super Heavy למגדל השיגור שלו, SpaceX נאלצה להפגין דיוק של כעשרה סנטימטרים, או אפילו פחות. כדי להשיג ביצועים כאלה, יחידות האינרציה על הסיפון - ציוד המנתח את התאוצות הספינה - אינן מספיקות. לדברי מומחים, דיוק כזה מצריך הטמעה של תוכנת ניווט, הדרכה וטייס מתוחכמת תוך ניצול של אותות GPS מלוויינים שדיוקם מוגבר על ידי ציוד נוסף כגון תחנות קרקע או מכ"מים.
משטחי בקרה מתכווננים
מי אומר התאוששות, אומר יכולת תמרון של כלי השיט. השלבים השונים של רקטת ספינת הכוכבים מצוידים בגלגלונים ומשטחי בקרה אווירודינמיים מתכווננים, ה-Fine Grids, כדי להבטיח שלב ירידה מבוקר. העשויים מטיטניום כדי להתנגד לחציית זרימת אוויר היפרסונית, סנפירים אלו מאפשרים לשלוט באנכיות של המאיץ ולהישאר על מגדל ההתאוששות.
אתה קורא מאמר מ-L'Usine Nouvelle 3737 - דצמבר 2024
