Όταν ο Elon Musk του SpaceX κάνει tweet κάτι ενδιαφέρον, δημιουργεί ένα κύμα ενθουσιασμού. Έτσι, όταν έγραψε πρόσφατα στο Twitter ότι το SpaceX μπορεί να δουλεύει για να ανακτήσει τα ανώτερα στάδια των πυραύλων τους, ξεκίνησε μια αλυσίδα από ενδιαφέρουσες απαντήσεις.
Το SpaceX θα προσπαθήσει να φέρει τον πύραυλο πάνω από την τροχιακή ταχύτητα χρησιμοποιώντας ένα γιγαντιαίο μπαλόνι πάρτι
- Elon Musk (@elonmusk) 15 Απριλίου 2018
Το SpaceX ανακτά και επαναχρησιμοποιεί τα χαμηλότερα στάδια τους εδώ και αρκετό καιρό και μείωσε το κόστος εκτόξευσης ωφέλιμων φορτίων στο διάστημα. Αλλά αυτή είναι η πρώτη υπόδειξη ότι μπορεί να προσπαθήσουν να κάνουν το ίδιο με τα ανώτερα στάδια.
Οι ανταποκριτές του Twitter ήθελαν να μάθουν ακριβώς τι έχει το SpaceX στο μυαλό του και τι μπορεί να είναι ένα «γιγαντιαίο μπαλόνι πάρτι». Ο Musk δεν έχει ακόμη επεξεργαστεί, αλλά ένας από τους οπαδούς του στο Twitter είχε κάτι ενδιαφέρον να προσθέσει.
Ο Quinn Kupec, φοιτητής στο James Clark School of Engineering του Πανεπιστημίου του Maryland, έγραψε στο Musk:
Εάν προτείνετε αυτό που νομίζω ότι είστε, ένας εξαιρετικά χαμηλός ρυθμός βαλλιστικών συντελεστών εισόδου, τότε εσείς και το @SpaceX θα πρέπει να έρθετε να δούμε τι έχουμε στο @UofMaryland. Εργαζόμαστε σε αυτό για λίγο και μόλις ολοκληρώσαμε κάποιες δοκιμές pic.twitter.com/nJBvyUnzaK
- Quinn Kupec (@QuinnKupec) 16 Απριλίου 2018
Το Space Magazine επικοινώνησε με τον κ. Kupec για να δει αν θα μπορούσε να μας βοηθήσει να καταλάβουμε τι μπορεί να είχε πάρει ο Musk. Αλλά πρώτα, ένα μικρό υπόβαθρο.
Ένας «εξαιρετικά χαμηλός βαλλιστικός συντελεστής εισόδου επιβράδυνσης» είναι λίγο στόμα. Ο βαλλιστικός συντελεστής μετρά πόσο καλά ένα όχημα μπορεί να ξεπεράσει την αντίσταση του αέρα κατά την πτήση. Ένας υψηλός βαλλιστικός συντελεστής σημαίνει ότι ένα όχημα επανεισόδου δεν θα χάσει την ταχύτητα γρήγορα και θα έφτανε στη Γη με υψηλές ταχύτητες. Ένας επιβραδυντής εξαιρετικά χαμηλού βαλλιστικού συντελεστή εισόδου θα χάσει γρήγορα την ταχύτητα, πράγμα που σημαίνει ότι ένα όχημα θα ταξιδεύει με χαμηλές, υποηχητικές ταχύτητες πριν φτάσει στο έδαφος.
Για την ανάκτηση ενός ενισχυτή ανώτερου σταδίου, είναι επιθυμητές χαμηλές ταχύτητες, καθώς παράγουν λιγότερη θερμότητα. Αλλά σύμφωνα με τον Kupec, υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα που πρέπει να ξεπεραστεί.
«Τι συμβαίνει όταν αυτά τα πράγματα επιβραδύνουν τις ταχύτητες προσγείωσης; Εάν το κέντρο βάρους σας έχει αντισταθμιστεί σημαντικά πίσω από το κέντρο της οπισθέλκουσας, όπως θα συνέβαινε με ένα επιστρεφόμενο ανώτερο στάδιο, μπορεί να γίνει ασταθές. Εάν το κέντρο βάρους του οχήματος επανεισόδου είναι πολύ υψηλό, μπορεί να αναστραφεί, κάτι που προφανώς δεν είναι επιθυμητό. "
Έτσι, το κόλπο είναι να μειώσετε την ταχύτητα του οχήματος επανεισόδου στο σημείο όπου η θερμότητα που παράγεται από την επανεισδοχή δεν καταστρέφει τον ενισχυτή, και να το κάνετε χωρίς να προκαλέσετε την αναστροφή του οχήματος ή αλλιώς να γίνει ασταθής. Αυτό δεν είναι πρόβλημα για τους κύριους ενισχυτές της σκηνής που το SpaceX ανακτά τώρα ρουτίνα. έχουν τους δικούς τους ρετρό-ρουκέτες για να καθοδηγήσουν την κάθοδο και την προσγείωση Αλλά για τους ενισχυτές ανώτερου σταδίου, που φτάνουν στις τροχιακές ταχύτητες, είναι ένα εμπόδιο που πρέπει να ξεπεραστεί.
«Η έρευνά μου επικεντρώνεται συγκεκριμένα στο πόσο ψηλά μπορείτε να ωθήσετε το κέντρο βάρους και να διατηρήσετε τη σωστή διαμόρφωση πτήσης», δήλωσε ο Kupec.
Τι γίνεται όμως με το «γιγαντιαίο μπαλόνι πάρτι» για το οποίο έκανε tweet ο Musk;
Ο Musk θα μπορούσε να αναφέρεται, με πολύχρωμους όρους, σε αυτό που ονομάζεται μπαλούτο. Η λέξη είναι ένας συνδυασμός των λέξεων μπαλόνι και αλεξίπτωτο. Εφευρέθηκαν στη δεκαετία του 1950 από την Goodyear Aerospace. Μπορούν να συλλάβουν την κάθοδο των οχημάτων εισόδου και να παρέχουν σταθερότητα κατά την κάθοδο.
«… Το μπαλόνι θα πρέπει να έχει διάμετρο 120 πόδια και να είναι κατασκευασμένο από ύφασμα υψηλής θερμοκρασίας…» - Καθηγητής Dave Akin, Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ
Το Space Magazine επικοινώνησε με τον καθηγητή Dave Akin του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ για κάποια ενημέρωση σχετικά με το tweet του Musk. Ο καθηγητής Akin εργάζεται σε συστήματα επανεισόδου για πάνω από 2 δεκαετίες.
Σε μια ανταλλαγή e-mail, ο καθηγητής Akin μας είπε: «Έχουν προταθεί έννοιες για την ανάπτυξη ενός μεγάλου μπαλονιού σε ένα καλώδιο που είναι συρόμενο πίσω σας κατά την είσοδο. Το μπαλόνι μειώνει τον βαλλιστικό συντελεστή σας, πράγμα που σημαίνει ότι επιβραδύνετε υψηλότερα στην ατμόσφαιρα και το θερμικό φορτίο είναι μικρότερο. " Το κλειδί λοιπόν είναι να καθαρίσετε την ταχύτητά σας προτού πλησιάσετε στη Γη, όπου η ατμόσφαιρα είναι παχύτερη και παράγει περισσότερη θερμότητα.
Αλλά σύμφωνα με τον καθηγητή Akin, αυτό δεν θα είναι απαραίτητα εύκολο. «Για να πάρουμε τις δύο τάξεις μείωσης μεγέθους στον βαλλιστικό συντελεστή που ο Elon μιλούσε για το μπαλόνι θα έπρεπε να έχει διάμετρο 120 πόδια και κατασκευασμένο από ύφασμα υψηλής θερμοκρασίας, οπότε δεν θα είναι τόσο εύκολο.»
Αλλά το ιστορικό του Musk δείχνει ότι δεν αποφεύγει πράγματα που δεν είναι εύκολο.
Η ανάκτηση των ανώτερων σταδίων πυραύλων δεν έχει να κάνει με τη μείωση του κόστους εκτόξευσης, αλλά και για τα σκουπίδια χώρου. Η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος εκτιμά ότι υπάρχουν πάνω από 29.000 τεμάχια διαστημικών σκουπιδιών σε τροχιά γύρω από τη Γη, και μερικά από αυτά τα σκουπίδια δαπανώνται ως ενισχυτές ανώτερου σταδίου. Υπήρξαν ήδη κάποιες συγκρούσεις και ατυχήματα, με ορισμένους δορυφόρους να ωθούνται σε διαφορετικές τροχιές. Το 2009, ο δορυφόρος επικοινωνιών Iridium 33 και ο αδύναμος ρωσικός δορυφόρος Cosmos 2251 συγκρούστηκαν μεταξύ τους, καταστρέφοντας και τα δύο. Εάν το SpaceX μπορεί να αναπτύξει έναν τρόπο ανάκτησης των ενισχυτών ανώτερου σταδίου, αυτό σημαίνει λιγότερα σκουπίδια χώρου και λιγότερες πιθανές συγκρούσεις.
Υπάρχει ένα σαφές προηγούμενο για τη χρήση μπαλονιών για τη διαχείριση της επανεισόδου. Με ανθρώπους όπως ο καθηγητής Akin και ο Quinn Kupec να εργάζονται σε αυτό, το SpaceX δεν θα χρειαστεί να ανακαλύψει ξανά τον τροχό. Αλλά θα έχουν ακόμη πολλή δουλειά να κάνουν.
Ο Musk έγραψε ένα άλλο πράγμα λίγο μετά το tweet του «γιγαντιαίου μπαλονιού»:
Και έπειτα προσγειωθήκατε σε ένα αναπήδητο σπίτι
- Elon Musk (@elonmusk) 16 Απριλίου 2018
Δεν υπάρχει ακόμη λέξη για το τι μπορεί να σημαίνει.
Τιτίβισμα του «γιγαντιαίου μπαλονιού» του Elon Musk: https://twitter.com/elonmusk/status/985655249745592320
Tweet του Quinn Kupec: https://twitter.com/QuinnKupec/status/985736260827471872
