عندما تغرد Elon Musk من SpaceX شيئًا مثيرًا للاهتمام ، فإنها تولد موجة من الإثارة. لذلك ، عندما غرد مؤخرًا بأن SpaceX قد تعمل على طريقة لاسترداد المراحل العليا من صواريخها ، فقد أطلقت سلسلة من الاستجابات المثيرة للاهتمام.
ستحاول SpaceX إعادة المرحلة الصاروخية من السرعة المدارية باستخدام بالون حفلة عملاق
- Elon Musk (elonmusk) ١٥ أبريل ٢٠١٨
تقوم SpaceX باسترداد وإعادة استخدام مراحلها المنخفضة لبعض الوقت الآن ، وخفضت تكلفة إطلاق الحمولات في الفضاء. لكن هذا هو التلميح الأول الذي قد يحاولون القيام به مع المراحل العليا.
أراد المستجيبون على تويتر أن يعرفوا بالضبط ما يدور في خلد سبيس إكس ، وما قد يكون "بالون حفلة عملاقة". لم يشرح موسك حتى الآن ، ولكن كان لدى أحد متابعيه على تويتر شيء مثير للاهتمام لإضافته.
غرد كوين كوبيك ، وهو طالب في كلية جيمس كلارك للهندسة بجامعة ميريلاند ، لمسك:
إذا كنت تقترح ما أعتقد أنه أنت ، مبطئ معامل دخول باليستي منخفض للغاية ، فيجب عليك أنت وSpaceX أن تأتي لترى ما لدينا فيUofMaryland. لقد عملنا على هذا لبعض الوقت وانتهينا للتو من بعض الاختبارات pic.twitter.com/nJBvyUnzaK
- Quinn Kupec (QuinnKupec) 16 أبريل 2018
اتصلت مجلة الفضاء بالسيد كوبيك لمعرفة ما إذا كان بإمكانه مساعدتنا في فهم ما قد يواجهه المسك. ولكن اولا، خلفية صغيرة.
"مبطئ معامل الدخول الباليستي منخفض للغاية" هو جزء من الفم. يقيس المعامل البالستي مدى قدرة السيارة على التغلب على مقاومة الهواء أثناء الطيران. المعامل البالستي العالي يعني أن مركبة العودة لن تفقد سرعتها بسرعة ، وستصل إلى الأرض بسرعات عالية. سيفقد مبطئ معامل الدخول الباليستي الفائق السرعة بسرعة ، مما يعني أن السيارة سوف تسير بسرعات منخفضة دون سرعة الصوت قبل الوصول إلى الأرض.
لاستعادة معزز المرحلة العليا ، تكون السرعات المنخفضة مرغوبة ، لأنها تولد حرارة أقل. لكن وفقًا لكوبيك ، هناك مشكلة أخرى يجب التغلب عليها.
"ماذا يحدث عندما تتباطأ هذه الأشياء إلى سرعات الهبوط؟ إذا تم تعويض مركز الجاذبية بشكل كبير خلف مركز السحب الخاص بك ، كما هو الحال مع عودة المرحلة العليا ، فقد يصبح غير مستقر. إذا كان مركز ثقل مركبة العودة مرتفعًا جدًا ، فيمكن أن يصبح معكوسًا ، وهو أمر غير مرغوب فيه بشكل واضح ".
لذا تكمن الحيلة في خفض سرعة مركبة العودة إلى النقطة التي لا تؤدي فيها الحرارة الناتجة عن إعادة الدخول إلى الإضرار بالمعزز ، والقيام بذلك دون التسبب في عكس السيارة أو عدم استقرارها. لا يمثل هذا مشكلة بالنسبة إلى معززات المرحلة الرئيسية التي تستردها SpaceX بشكل روتيني الآن ؛ لديهم صواريخهم الرجعية الخاصة بهم لتوجيه هبوطهم وهبوطهم. ولكن بالنسبة إلى معززات المرحلة العليا ، التي تصل إلى السرعات المدارية ، فهي عقبة يجب التغلب عليها.
قال كوبيك: "يركز بحثي على وجه التحديد على مدى ارتفاع دفع مركز الجاذبية مع الحفاظ على تكوين الطيران المناسب".
ولكن ماذا عن "بالون الحزب العملاق" الذي غرد عنه المسك؟
يمكن أن يشير المسك ، بعبارات ملونة ، إلى ما يسمى بالوت. الكلمة عبارة عن مزيج من الكلمات بالون ومظلة. تم اختراعها في عام 1950 بواسطة Goodyear Aerospace. يمكنهم القبض على نزول مركبات الدخول وتوفير الاستقرار أثناء النزول.
"... يجب أن يكون قطر البالون 120 قدمًا ، ومصنوع من قماش درجة حرارة عالية ..." - البروفيسور ديف أكين ، جامعة ماريلاند
اتصلت مجلة الفضاء بالأستاذ ديف أكين من جامعة ميريلاند للحصول على نظرة ثاقبة لتغريدة مسك. يعمل البروفيسور أكين على أنظمة إعادة الدخول لأكثر من عقدين.
في تبادل للبريد الإلكتروني ، أخبرنا الأستاذ أكين ، "كانت هناك مفاهيم مقترحة لنشر بالون كبير على كابل يتم سحبه خلفك عند الدخول. يقلل البالون من معاملك الباليستي ، مما يعني أنك تبطئ أعلى في الغلاف الجوي ويكون الحمل الحراري أقل ". لذا فإن المفتاح هو فرك سرعتك قبل الاقتراب من الأرض ، حيث يكون الغلاف الجوي أكثر سمكًا ويولد المزيد من الحرارة.
لكن وفقًا للأستاذ أكين ، لن يكون ذلك سهلاً بالضرورة. "للحصول على أمرين خفض الحجم في المعامل البالستية الذي يتحدث عنه إيلون عن البالون ، يجب أن يكون قطره 120 قدمًا ، ومصنوع من قماش درجة حرارة عالية ، لذلك لن يكون الأمر بهذه السهولة."
لكن سجل مسك يظهر أنه لا يخجل من الأشياء التي ليست سهلة.
لا يتعلق استرداد المراحل الصاروخية العليا بتخفيض تكاليف الإطلاق ، بل يتعلق أيضًا بالخردة الفضائية. تقدر وكالة الفضاء الأوروبية أن هناك أكثر من 29000 قطعة من القمامة الفضائية التي تدور حول الأرض ، وبعض هذه النفايات غير المرغوب فيها يتم تعزيزها في المرحلة العليا. كانت هناك بعض الاصطدامات والحوادث بالفعل ، مع دفع بعض الأقمار الصناعية إلى مدارات مختلفة. في عام 2009 ، اصطدم ساتل الاتصالات Iridium 33 والقمر الصناعي الروسي Cosmos 2251 البائد ببعضهما البعض ، مما أدى إلى تدمير كليهما. إذا استطاعت SpaceX تطوير طريقة لاسترداد معززات المرحلة العليا ، فهذا يعني عددًا أقل من النفايات غير المرغوب فيها ، وعدد أقل من التصادمات المحتملة.
هناك سابقة واضحة لاستخدام البالونات لإدارة إعادة الدخول. مع عمل أشخاص مثل الأستاذ Akin و Quinn Kupec ، لن تضطر SpaceX إلى إعادة اختراع العجلة. لكن لا يزال أمامهم الكثير من العمل للقيام به.
غرد ماسك بشيء آخر بعد وقت قصير من تغريدة "بالون حفلة عملاقة":
ثم تهبط على منزل نطاط
- Elon Musk (elonmusk) ١٦ أبريل ٢٠١٨
لا كلمة بعد على ما قد يعنيه ذلك.
تغريدة `` بالون الحفلة العملاقة '' لإيلون موسك: https://twitter.com/elonmusk/status/985655249745592320
تغريدة Quinn Kupec's tweet: https://twitter.com/QuinnKupec/status/985736260827471872
