Elon Musk’s Starship چیست؟

نمونه اولیه Starship در بوکا چیکا
SpaceX در تاسیسات خود در جنوب تگزاس در حال توسعه خطی از نمونه های اولیه Starship است

ایلان ماسک قصد دارد به زودی نمونه اولیه وسیله نقلیه ای را که می تواند برای سفرهای فضایی تغییر دهنده بازی باشد ، به بازار عرضه کند. Starship همانطور که مشخص است ، یک سیستم حمل و نقل کاملاً قابل استفاده مجدد خواهد بود که قادر است 100 نفر را به سیاره سرخ منتقل کند.

اخلاق بنیانگذار شرکت خصوصی پرواز فضایی الون ماسک SpaceX این بود که زندگی را چند سیاره ای کند. این امر تا حدی ناشی از تهدیدهای وجودی مانند برخورد سیارک به اندازه کافی بزرگ است که بشریت را از بین ببرد.

استقرار سیارات دیگر ، برخی از تخمها را در سبدهای دیگر قرار می دهد و اگر یکی از آنها یک فاجعه را تجربه کند ، از تمدن بشری صرفه جویی می کند.

وی گفت: در سال 2016 ، این کارآفرین منطق خود را در یک کنفرانس بین المللی در مکزیک بیان کرد: “تاریخ در دو جهت دو شاخه خواهد شد. یک مسیر این است که ما برای همیشه روی زمین بمانیم و سپس یک رویداد احتمالی انقراض وجود دارد.

“گزینه جایگزین تبدیل شدن به یک تمدن فضایی و یک گونه چند سیاره ای است که امیدوارم شما موافقت کنید راه درستی است.”

ماسک اغلب در مورد رویای خود برای ساختن شهرها در مریخ صحبت کرده است. وی معتقد است که شهرک ها برای اینکه بتوانند خودپایدار شوند به تعداد زیادی از مردم نیاز دارند.

استقرار مریخ
ماسک از ساختن شهرها در سطح مریخ صحبت کرده است

تحقق این رویا نیاز به وسیله نقلیه ای دارد که در حد وظیفه باشد. Starship یک ترکیب موشکی و فضاپیمایی است که می تواند بیش از 100 نفر را هر بار به سیاره سرخ منتقل کند.

این سیستم کاملاً قابل استفاده مجدد طراحی شده است ، به این معنی که عناصر اصلی سخت افزار در دریا دور ریخته نمی شوند و اجازه سوزاندن ندارند ، همانطور که در برخی دیگر از سیستم های پرتاب اتفاق می افتد ، اما در عوض از فضا بازیابی می شوند. سپس می توان آنها را نوسازی کرد و دوباره پرواز کرد ، و این باعث کاهش هزینه کل شرکت می شود.

Starship: یک نمای کلی

قسمت موشک این سیستم Super Heavy نامیده می شود ، در حالی که قسمت فضاپیما Starship نامیده می شود.

سیستم ترکیبی 120 متر (394 فوت) بلند است و همچنین به عنوان Starship نیز شناخته می شود.

بیایید ابتدا فضاپیما را برداریم. این وسیله نقلیه از جنس استنلس استیل با سوراخ سوراخ دار و باله های فرود خود ، از دوران طلایی داستان علمی تخیلی شبیه موشک های موشکی است.

این کشتی 50 متری (160 فوت) طولانی ، که به عنوان مرحله بالایی نیز شناخته می شود ، دارای یک محفظه بار بزرگ در نزدیکی قسمت جلو است که قادر به حمل بارهای بزرگ یا افراد به مقصد در اعماق فضا خواهد بود.

صف آرایی موشک ها
صف آرایی موشک ها

در اواسط صنعت مخازن پیشرانه قرار دارد. اینها به شش موتور رپتور در عقب خودرو متان مایع (CH4) و اکسیژن مایع (O2) را تغذیه می کنند.

متان سوخت و اکسیژن است که به عنوان یک اکسید کننده عمل می کند – ماده شیمیایی که باعث سوختن سوخت می شود. این ترکیب متالوکس لقب گرفته است.

انتخاب سوخت برای موتورهای موشکی غیر معمول است ، اما متان می تواند نیروی رانش زیادی ایجاد کند. همچنین با توجه به طراحی ماسک در مریخ ، این یک انتخاب محتاطانه است. بنیانگذار SpaceX می گوید CH4 می تواند از آبهای زیر سطح مریخ و از دی اکسید کربن اتمسفر (CO2) ساخته شود ، با استفاده از یک فرآیند شیمیایی معروف به واکنش Sabatier.

SpaceX بیش از یک دهه صرف توسعه موتور بسیار کارآمد Raptor کرده است. احتراق به صورت مرحله ای انجام می شود و طراحی موتور میزان هدر رفته پیشرانه را کاهش می دهد.

سوخت مجدد Starship برای سفر برگشت به زمین با استفاده از منابع مریخی ، سطح خودکفایی را ایجاد می کند و سفرها را هم عملی تر و هم مقرون به صرفه تر می کند.

حالا ، بیایید سراغ موشک برویم. Super Heavy با طول 70 متر (230 فوت) طولانی ، با 3400 تن (6.8 میلیون پوند) متالوکس برودتی (سرد) پر خواهد شد.

این موتور با حدود 28 موتور Raptor تأمین خواهد شد (این مشخصات چندین بار تغییر کرده است) و حداکثر نیروی رانشی حدود 16 میلیون پوند (72 مگاواتون) را فراهم می کند. این سیستم باید بتواند حداقل 100 تن محموله و احتمالاً تا 150 تن را به مدار پایین زمین برساند.

این باعث می شود Super Heavy قدرتمندتر از پرتابگر عظیم Saturn V باشد که برای ماموریت های Apollo Moon در دهه های 1960 و 70 استفاده شده است.

چگونه وارد فضا می شود؟

با صعود از سکوی پرتاب ، سیستم ترکیبی Starship شروع به حرکت به سمت مدار مورد نظر می کند.

هنگامی که مرحله بالایی در فضا جدا می شود ، Super Heavy هنگام بازگشت دوباره به سمت زمین ، ورق می زند.

با پایین آمدن ، Super Heavy سازه های فولادی موسوم به “باله های مشبک” را که کمی شبیه وافل سیب زمینی هستند ، از دو طرف تقویت کننده مستقر می کند. این کمک خواهد کرد که موشک مرحله را به سمت سکوی پرتاب خود هدایت کند تا بتواند دوباره فرود بیاید و پرواز کند.

پیش از این ، SpaceX می خواست موتورهای Raptor Super Heavy را مشتعل کند تا آن را به یک فرود دقیق روی شش پایه فولادی هدایت کند. SpaceX با اولین مراحل راکت های Falcon 9 خود ، مشابه آن را انجام می دهد و پس از پرتاب ، آنها را به سلامت بر روی بالشتک ها و کشتی های هواپیماهای بدون سرنشین فرود می آورد.

اما آقای ماسک اخیراً توییت کرده است بگویم که این تفکر تغییر کرده است. اسپیس ایکس اکنون قصد دارد تقویت کننده سقوط را با استفاده از بازوی برج برج پرتاب کند.

این سازه ای است که به مهندسان و اعضای خدمه دسترسی به فضاپیما و موشک را می دهد در حالی که آنها قبل از پرتاب روی بالشتک نشسته اند. این که این “مکانیزم گرفتن” دقیقاً چگونه کار خواهد کرد ، باید منتظر ماند.

Starship در جدایی مرحله
Starship پس از جدایی از Super Heavy

در همین حال ، مرحله فوقانی Starship می تواند پس از جداسازی در یک “مدار پارکینگ” قرار گیرد و به آن اجازه می دهد دوباره سوخت گرفته شود.

“اگر فقط پرواز کنی [Starship] ماسک در طی سخنرانی سخنرانی کنفرانس در سال 2017 توضیح داد: “برای چرخش در مدار و هیچگونه پر کردن مجدد آن را انجام ندهید ، بسیار خوب است – شما 150 تن به مدار کم زمین خواهید رسید و دیگر سوخت ندارید.”

“اگر تانکرها را بفرستید و مدار را دوباره پر کنید ، می توانید مخازن را تا انتها پر کنید و 150 تن بدست آورید. [of payload] تا مریخ. “

برای سوخت گیری مجدد ، فضاپیما با یک Starship دیگر – که قبلاً روی زمین می چرخد ​​- پهلو می گیرد ، یا جفت می گیرد که فقط به عنوان انبار پیشرانه عمل می کند.

ماسک در سال 2017 گفت: “این دو کشتی در واقع در قسمت عقب جفت می شوند. آنها از همان رابط جفت گیری استفاده می کنند که برای اتصال به تقویت کننده هنگام بلند کردن استفاده می کنند.”

“برای انتقال پیشرانه بسیار ساده می شود: شما برای افزایش سرعت در جهتی که می خواهید تخلیه کنید از راننده های کنترل استفاده می کنید.”

Starship ، نسخه آرتمیس
SpaceX در حال طراحی نسخه Starship برای پروازهای Nasa Artemis به ماه است

Starship برای چه استفاده می شود؟

برای سفرهای طولانی مدت به مریخ و بازگشت – که ممکن است از هر مسیر حداکثر 9 ماه طول بکشد – ماسک به دنبال نصب حدود 40 کابین در منطقه بارگیری در نزدیکی جلوی مرحله فوقانی است.

ماسک گفت: “اگر واقعاً می خواهید مردم را در این کابین جمع کنید ، می توانید پنج یا شش نفر داشته باشید. اما من فکر می کنم بیشتر انتظار داریم که هر کابین دو یا سه نفر را ببینیم ، و به طور کلی حدود 100 نفر در هر پرواز به مریخ” گفت

در این محفظه بار ، میزبان مکانهای مشترک ، فضای ذخیره سازی ، یک گالی و یک سرپناه است که مردم می توانند برای محافظت در برابر طوفان های خورشیدی ، جایی که خورشید ذرات باردار مضر را به فضا می کشد ، جمع شوند.

Starship همچنین ممکن است در برنامه Artemis ناسا ، که هدف آن ایجاد حضور طولانی مدت انسان در ماه است ، نقش داشته باشد. در سال 2020 ، اسپاس ایکس 135 میلیون دلار از طرف ناسا برای پیشبرد طراحی Starship اعطا شد تا بتواند از آن به عنوان هواپیمای فرود ماه استفاده کند.

نسخه طراحی شده برای پروازهای آرتمیس دارای سپر حرارتی یا فلپ هایی نیست که برای سفر برگشت به زمین لازم است. در عوض ، سیستم فرود انسان Starship پس از پرتاب اولیه از زمین در فضا باقی می ماند تا برای چندین سفر بین مدار ماه و سطح ماه مورد استفاده قرار گیرد.

نسخه بدون سرنشین یا باری از Starship دارای یک خلیج محموله است که مانند دهان تمساح باز می شود. این اجازه می دهد تا از آن برای پرتاب ماهواره استفاده شود. اسپیس ایکس می گوید این ظرفیت بزرگ بار ، امكاناتی را برای انواع جدید مأموریت علمی رباتیک ، از جمله تلسكوپ های بزرگتر از رصدخانه جیمز وب – جانشین آینده هابل ، فراهم می كند.

این سیستم حتی می تواند برای سفرهای سریع بین مقصد مختلف روی زمین مورد استفاده قرار گیرد.

ماسک می گوید که Starship در نهایت می تواند افراد را به مقصد “منظومه شمسی بزرگتر” منتقل کند ، از جمله غول های گازی مانند مشتری. اما این یک هدف بلند مدت است.

مرحله بالا چگونه فرود می آید؟

به منظور بازگرداندن سایر فضاپیماها به زمین ، مهندسان به چترها اعتماد کرده و یا وسیله نقلیه را طوری طراحی کرده اند که بتواند روی باند فرود بیاید.

اما مرحله فوقانی Starship روش دیگری دارد. هنگامی که کشتی آماده شد ، کشتی ابتدا با زاویه 60 درجه دوباره وارد جو می شود و سپس در حالت افقی به زمین شکم می زند.

این حالت بازگشت کاملاً به جو متکی است تا سرعت حرکت خودرو را کند کند. نکته منفی این است که ، در این پیکربندی ، Starship ذاتاً ناپایدار است.

ستاره پیما
Starship قبل از اینکه موتورهای خود را شلیک کند ، “شکم پرت می شود” و آن را به حالت عمودی در می آورد

این وسیله نقلیه از چهار فلپ فرود استیل که در نزدیکی جلو و عقب خودرو قرار گرفته اند ، برای کنترل فرود خود استفاده می کند. این دقیقاً مانند این است که یک چترباز از دست و پاهای خود برای کنترل سقوط آزاد استفاده می کند.

ایلون ماسک در جریان به روزرسانی Starship در سال 2019 گفت: “این کاملاً متفاوت از هر چیز دیگری است … ما در حال سقوط کنترل شده هستیم.”

“شما در حال تلاش برای ایجاد کشیدن هستید تا بلند کردن – این واقعاً برعکس هواپیما است.”

با نزدیک شدن استارشیپ به زمین ، باید سرعت آن به اندازه کافی کند تا سوخت موتور را به حالت عمودی در بیاورد. سپس از رپتورها به عنوان موشک های یکپارچه استفاده می کند تا وسیله نقلیه را به سمت فرود ایمن هدایت کند.

ماسک می گوید از این رویکرد کلی می توان برای پایین آوردن ایمنی Starship روی هر سطح سیاره ای در منظومه شمسی – از جمله مریخ استفاده کرد.

کی پرواز می کند؟

در چند سال گذشته ، اسپیس ایکس نمونه های مختلفی از مرحله فوقانی Starship را در مرکز بوکا چیکا در تگزاس آزمایش کرده است.

این شرکت کار خود را با “مقاله آزمایشی” به طول 39 متر به نام Starhopper آغاز کرد ، که شباهت زیادی به یک برج آب داشت. از زمان پرواز با این وسیله نقلیه تا 150 متر بالاتر از زمین ، SpaceX در حال توسعه نمونه های اولیه پیچیده Starship است.

در دسامبر سال 2020 ، SpaceX مقاله آزمایشی را با نام SN8 (استارشیپ شماره 8) – اولین مقاله دارای سوراخ بینی و فلپ ها ، راه اندازی کرد. پس از رسیدن به ارتفاع 12.5 کیلومتری ، شکم SN8 دوباره به زمین برگشت و داده های مهندسی ارزشمندی را در مورد قسمت آخر بازگشت استارشیپ از فضا به SpaceX داد.

Starhopper
Starhopper نمونه اولیه ای بود که توسط SpaceX ساخته شد

این تقریباً یک پرواز کتاب درسی بود ، اما وسیله نقلیه کمی سریع و سخت به بالشتک نزدیک شد و باعث خرد شدن و منفجر شدن آن شد. SpaceX قبلاً نمونه اولیه SN9 را به سکوی پرتاب منتقل کرده است و این بار هدف آنها این است که فرود را بچسبانند.

در اکتبر سال 2020 ، ایلان ماسک گفت که SpaceX قصد دارد Starship را در یک پرواز بدون سرنشین به مریخ در سال 2024 پرتاب کند.

برخی از ناظران خاطر نشان می کنند که جدول زمانی آقای ماسک گاهی خوش بینانه است. اما او همچنین به شهرت رسیدن به سرانجام رسیدن به اهداف خود ، هر چقدر هم بلند پروازانه تبدیل شده باشد.

دنبال پاول باشید در توییتر.

منتشر شده در
دسته‌بندی شده در خبر

دیدگاهی بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *