فیزیک طوفانی ابرموشک غول‌پیکر ایلان ماسک: موتورهای مرلین یا رپتور SpaceX

موتورهای مرلین SpaceX – که هنگام راه‌اندازی ماموریت ماهواره‌ای Arabat-6A نشان داده شده است – توسط موتور رپتور این شرکت جایگزین می‌شوند. در ادامه با فیزیک طوفانی ابرموشک غول‌پیکر ایلان ماسک همراه ما باشید.

ابرموشک غول‌پیکر ایلان ماسک

«ایلان ماسک» مدیرعامل SpaceX، ذهن خود را برای رفتن به مریخ آماده کرده است. برای انجام این کار به یک فضاپیمای جدید گسترده نیاز خواهد بود. چیزی بی‌شباهت به هر چیزی که قبلا دیده شده، توسط یک موشک جدید طراحی شود. ابرموشک غول‌پیکر ایلان ماسک، رپتور، قدم رو به جلوی آینده تلاش‌های SpaceX می‌باشد.

رپتور برای تامین انرژی وسایل نقلیه قابل استفاده مجدد SpaceX، فضاپیمای Starship و موشک فوق سنگین طراحی شده است. این ماشین‌های وسیع به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند 100 نفر را به فضا، احتمالا ماه و مریخ، (فرستادن آزمایشی انسان‌ها به دور ماه که در سال 2023 برنامه‌ریزی شده)، ببرند. SpaceX اولین نسخه آماده پرواز رپتور را در فوریه 2019 و هفته گذشته، آن را برای اولین بار در پرواز آزمایشی نمونه اولیه Starship به نام Starhopper آزمایش کرد. موتور برای یک دهه در حال توسعه و بهبود بوده و چندین بازبینی را پشت سر گذاشته است.

فیزیک طوفانی رپتور

رپتورها در هسته، مانند سایر موتورها می‌باشند. آن‌ها سوخت شیمیایی را برای تولید نیروی محرکه می‌سوزاند. فیزیک طوفانی این طراحی، در استفاده آن از اکسیژن مایع و متان – چیزی که تا حد زیادی در صنعت موشکی بی‌سابقه است – می‌باشد. طراحی خلاقانه آن بدان معنی است که هنگام کاوش در منظومه شمسی، می‌تواند نقطه قوت SpaceX باشد. «تیم داد» یک متخصص صنعت که کانال محبوب Everyday Astronaut یوتیوب را اداره می‌کند، چنین می‌گوید:

هیچ موتور موشکی دیگری قادر به تولید انرژی زیادی از متان مایع و اکسیژن مایع با موتور رپتور نیست. ایده جدید این است که قابلیت استفاده مجدد آن بدون نیاز به نوسازی، بیشتر شود. اگر آن‌ها بتوانند پرواز را به تعداد زیاد تکرار کنند، مطمئنا به پرونده تجاریشان کمک خواهد کرد.

این حرکت کاملا جاه‌طلبانه است. من نمی‌دانم که آیا 1,000 پرواز لزوما در آینده نزدیک قابل دستیابی خواهد بود یا خیر. اگر از تمام توانایی خود استفاده کند، ممکن است عدد 1,000، یک روز در محدوده امکان قرار گیرد.

هدف اصلی

جنبه اصلی طراحی این موتورها، قابلیت استفاده مجدد از آن‌ها است. ماسک می‌گوید:

هر موتور برای پشتیبانی از عملیات جاه‌طلبانه Starship باید تا 1,000 بار پرواز کند. این یک چالش بزرگ است. موتورهای اصلی مورد استفاده در تاریخ اکتشافات فضا، موتورهای اصلی در هر شاتل فضایی بودند که هر کدام فقط چند ده بار پرواز می‌کردند.

موتور موجود SpaceX مرلین نام دارد که در موشک های عملیاتی Falcon 9 و راکت‌های سنگین Falcon از آن استفاده شده است، در حال حاضر رپتور پیشرفت چشمگیری را نشان می دهد.

• یکی این که به لطف فشار بالاتر، 380,000 پوند رانش در سطح دریا در مقابل 190,000 پوند با وجود اندازه مشابه، نیروی پرتاب پیشینیان خود را دو برابر کرده است.
• مورد دیگر استفاده از متان است. هیچ موشک با سوخت متانی تاکنون خود را به مدار نرسانده است. روز پیش نخستین بار یک موتور موشک با متان واقعی با پرواز آزمایشی Starhopper به پرواز در آمد. متان برخلاف سایر سوخت‌ها مانند نفت سفید، با فرآیند معروف به کک، از ایجاد ته‌نشینی در موتور جلوگیری می‌کند. همچنین عملکرد بهتر آن باعث کاهش هزینه‌ها می‌شود.

افق پیش‌رو

مشاور فضایی «رند سیمبرگ» می‌گوید:

هزینه پیشرانه موشک‌های مایع، سهم ناچیزی از کل هزینه‌های پرتاب را شامل می‌شود. با وسایل نقلیه قابل استفاده مجدد‌، می‌خواهیم به جایی برسیم که از هزینه‌های پیشرانه مراقبت کنیم. در خطوط هوایی معمولا 35 درصد از کل هزینه‌های مصرفی مربوط به سوخت است. با یک موشک، این مبلغ به کمتر از یک درصد به طور معمول می‌رسد.

در کنار این ادعاهای بلندپروازانه، رپتور نمایانگر یک تغییر بزرگ در جاه طلبی‌های SpaceX از پرتاب‌های متوسط زمین بر روی کاوش‌های بالقوه منظومه شمسی است. آزمایش اخیر Starhopper یک قدم اساسی در جهت صحیح بود. اگر رپتور حتی فقط تا حدی بتواند به برخی از وعده‌های خود عمل نماید، آینده می‌تواند بسیار روشن باشد. اگر SpaceX واقعا به مریخ برسد، رپتور نقش مهمی را بازی خواهد کرد.

به نظر شما، آینده SpaceX در سفر به مریخ چه غافلگیری‌هایی را به همراه خواهد داشت؟ در نظرات ما را همراهی نمایید.

بیشتر بخوانید: برنامه بحث‌برانگیز ایلان ماسک برای سرعت بخشیدن به سفر فضایی مریخ

بیشتر بخوانید: ایلان ماسک: آزمایش شناور رودستر تسلا با محموله SpaceX در اواخر سال آینده