صنعت فضایی در حال گذار از یک تکقطبی به سمت رقابت سخت و تکنولوژیک است. برای سالهای طولانی، شرکت اسپیسایکس با معرفی راکتهای قابل بازیافت فالکون ۹، انحصار بازار پرتابهای تجاری و نظامی را در دست داشت و نام خود را به عنوان پیشگام نوسازی در عصر فضایی تثبیت کرد. اما داستان دیگر به همین جا ختم نمیشود؛ اکنون رقیبی قدرتمند و با سابقه در کار است. شرکت یونایتد لانچ آلیانس، که تشکیلی مشترک از غولهای هوافضا یعنی بوئینگ و لاکهید مارتین است، با پردهبرداری از راکت جدید خود تحت عنوان Vulcan، اعلام کرده که آمادهی نبرد با فالکونهاست.
معرفی راکت وولکان: نسل جدید پرتابگرهای آمریکا
راکت وولکان (Vulcan) نمایندهی نسل جدیدی از پرتابگرهاست که با هدف کاهش وابستگی آمریکا به موتورهای راکتی روسی و افزایش رقابت در بازار پرتابهای تجاری طراحی شده است. این پرتابگر که در سی و یکمین سمپوزیوم فضایی به طور رسمی رونمایی شد، نتیجهی سالها تحقیق و توسعه برای دستیابی به یک سیستم پرتابی امن، کارآمد و اقتصادی است. نام این راکت که از نام خدای آتش در اساطیر رومی گرفته شده، با رایگیری عمومی و مشارکت بیش از یک میلیون نفر انتخاب گردید که نشاندهندهی اشتیاق عمومی به پروژههای فضایی است.
طراحی وولکان با هدف جایگزینی دو راکت قدیمی شرکت ULA، یعنی آتلاس ۵ و دلتا ۴، صورت گرفته است. این راکت با بهرهگیری از معماری ماژولار و فناوریهای پیشرفته، قادر به حمل طیف گستردهای از محمولهها، از ماهوارههای نظامی سنگین تا کاوشگرهای علمی، به مدارهای مختلف زمین است. تمرکز اصلی مهندسان بر این بوده که ضمن حفظ قابلیت اطمینان بالای ULA، هزینههای پرتاب را به شدت کاهش دهند تا بتوانند در برابر قیمتهای رقابتی اسپیسایکس ایستادگی کنند.
موتور BE-4: قلب تپندهی وولکان و پایان وابستگی به روسیه
یکی از مهمترین بخشهای راکت وولکان، موتورهای پیشران آن است. در مرحلهی اول این راکت، از موتور BE-4 استفاده میشود که توسط شرکت بلو ارجین (Blue Origin) متعلق به جف بزوس توسعه یافته است. این موتورها که با سوخت متان مایع و اکسیژن مایع کار میکنند، نیروی پیش برندگی فوقالعادهای در حد ۵۰۰,۰۰۰ کیلوگرم تولید میکنند. استفاده از متان به عنوان سوخت، مزایای متعددی دارد؛ از جمله هزینهی پایینتر نسبت به هیدروژن، قابلیت ذخیرهسازی راحتتر و عملکرد بهتر در شرایط محیطی مختلف.
این انتخاب از اهمیت استراتژیک بالایی برخوردار است. تا پیش از این، راکتهای آتلاس ۵ از موتورهای روسی RD-180 استفاده میکردند که با توجه به تنشهای سیاسی میان واشنگتن و مسکو، همواره نگرانیهایی را در خصوص تأمین امنیت ملی آمریکا ایجاد میکرد. معرفی وولکان با موتورهای بومی آمریکایی، عملاً این وابستگی را به پایان میرساند و استقلال آمریکا در دسترسی به فضا را تضمین میکند.
فناوری بازگشت هوشمند: تفاوت رویکرد ULA و اسپیسایکس
زمانی که صحبت از بازیافت راکت میشود، تصویر فرود پرتابگرهای فالکون ۹ اسپیسایکس بر روی سکوهای دریایی یا زمینی به ذهن میآید. شرکت ULA اما رویکردی متفاوت و البته هوشمندانه را برای کاهش هزینهها پیگیری کرده است. اسپیسایکس کل مرحلهی اول راکت را به صورت یکپارچه به زمین بازمیگرداند. این روش نیازمند ذخیرهسازی سوخت اضافی برای فرود و استفاده از پایههای فرود است که باعث کاهش ظرفیت حمل محموله میشود.
در مقابل، سیستم بازیافت وولکان که با نام SMART (Sensible, Modular, Autonomous Return Technology) شناخته میشود، تنها بر روی بازگرداندن گرانترین بخش راکت تمرکز دارد: موتورها و محفظهی احتراق. در واقع، تیم مهندسی ULA به این نتیجه رسیدهاند که موتورها بخشی هستند که بیشترین هزینهی ساخت را به خود اختصاص میدهند و بازگرداندن کل بدنهی راکت که عمدتاً از مخازن سوخت ارزانقیمت تشکیل شده، توجیه اقتصادی ندارد.
مراحل بازیافت موتورها به روش SMART
فرآیند بازگشت در راکت وولکان شامل مراحل زیر است:
- جداسازی موتور: پس از اتمام سوخت مرحلهی اول و جدا شدن محموله، بخش تحتانی راکت که شامل موتورهاست، از مخازن سوخت جدا میشود.
- بازگشت به جو: این بخش وارد جو زمین میشود. برای محافظت در برابر حرارت شدید ورود به جو، از یک سپر حرارتی پیشرفته و مواد ضد حریق استفاده میشود.
- استفاده از چتر نجات: در ارتفاع مشخص، چترهای نجات باز شده و سرعت سقوط به شدت کاهش مییابد.
- شکار هوایی: در اینجا نوبت به نقش کلیدی هلیکوپترها میرسد. هلیکوپترهایی با دو ملخ در جلو و عقب (شنوک) با دقت بالا ماژول موتور را در هوا با استفاده از قلاب میگیرند و آن را به سلامت به زمین منتقل میکنند.
این روش باعث میشود که نیازی به نگهداری سوخت اضافی برای فرود نداشته باشیم و در نتیجه، ظرفیت حمل محمولهی راکت افزایش یابد. شرکت ULA ادعا میکند که این فناوری میتواند بیش از ۹۰ درصد هزینهی بخش پیشرانه را کاهش دهد که رقمی چشمگیر در اقتصاد فضایی است.
مزایای اقتصادی و تجاری راکت وولکان
ورود وولکان به بازار پرتاب فضایی میتواند توازن قوا را به هم بزند. کاهش چشمگیر هزینههای پرتاب، دسترسی به فضا را برای شرکتهای تجاری کوچکتر، دانشگاهها و سازمانهای پژوهشی آسانتر میکند. در حال حاضر، هزینهی بالا یکی از موانع اصلی توسعهی زیرساختهای فضایی است.
- کاهش هزینههای بیمه: قابلیت اطمینان بالای راکتهای ULA در طول سالها اثبات شده است. ترکیب این قابلیت اطمینان با هزینههای پایینتر، ریسک مأموریتها را کاهش داده و هزینههای بیمهی ماهوارهها را نیز پایین میآورد.
- انعطافپذیری در محموله: طراحی وولکان به گونهای است که میتواند محمولههای سبک و سنگین را به لایههای مختلف جو یا مدار انتقال دهد. این انعطافپذیری برای مشتریان دولتی و نظامی بسیار حیاتی است.
- رفع انحصار: وجود یک رقیب جدی برای اسپیسایکس، بازار را به نفع مشتریان تغییر میدهد. رقابت معمولاً منجر به نوآوری بیشتر و قیمتهای مناسبتر میشود.
نقش بلو ارجین در توسعهی فناوریهای نیمهپران
همکاری میان ULA و بلو ارجین نمونهای بارز از همافزایی در صنعت هوافضاست. در حالی که بلو ارجین روی پروژههای خود مانند راکت نیو گلن کار میکند، تأمین موتور BE-4 برای راکت وولکان یک پیروزی دوجانبه محسوب میشود. این همکاری نشان میدهد که شرکتهای هوافضایی میتوانند به جای رقابت صرفاً مخرب، در زمینههایی که منافع مشترک دارند با هم تعامل داشته باشند.
موتور BE-4 یکی از پیشرفتهترین موتورهای راکتی جهان است که از سوخت متان استفاده میکند. این موتورها قدرت کافی برای مأموریتهای سنگین را دارند و پایداری لازم برای پرتابهای حساس نظامی را ارائه میدهند. موفقیت در تولید این موتورها، مسیر را برای آیندهای روشنتر در اکتشافات فضایی هموار کرده است.
آیندهی صنعت فضایی با حضور راکتهای چندبار مصرف
معرفی وولکان و فناوریهای مرتبط با آن، نشاندهندهی بلوغ صنعتی فضایی است. ما در دورانی زندگی میکنیم که پرتاب ماهواره به اندازهی خرید یک بلیت هواپیما در حال دسترسپذیرتر شدن است (البته در مقیاسهای بزرگ). رقابت میان غولهایی مانند اسپیسایکس، ULA و بلو ارجین، شتاب فناوریهای فضایی را چندین برابر کرده است.
انتظار میرود در سالهای آینده، شاهد کاهش بیشتر هزینههای انتقال بار به مدار زمین باشیم. این امر میتواند منجر به ساخت هتلهای فضایی، استخراج معادن سیارکها و حتی کلونیسازی روی مریخ سریعتر از پیشبینیهای قبلی شود. راکت وولکان با رویکرد هوشمندانهی خود در بازیافت موتورها، یک گام مهم در جهت پایداری اقتصادی مأموریتهای فضایی برداشته است.
نقطه نظرات پایانی
کمپانی ULA تکنولوژی ارسال و استفاده از راکتهای وولکان را از انقلابیترین روشها میخواند که تغییرات بزرگی را در زمینهی اکتشافات فضایی ایجاد خواهد کرد. واقعیت این است که نوآوری در روشهای بازیافت، کلید طلایی قفل هزینههای نجومی سفر به فضا است. اینکه آیا روش ULA در بازگرداندن تنها موتورها موفقتر از روش اسپیسایکس در بازگرداندن کل بوستر خواهد بود یا خیر، تنها زمان میتواند مشخص کند. اما بدون تردید، این رقابت سالم به نفع پیشرفت بشر و گسترش تمدن در فراتر از کرهی زمین است.
نظر شما در این خصوص چیست؟ آیا روش بازگشت موتورها توسط هلیکوپتر میتواند از فرود کامل بوسترهای فالکون پیشی بگیرد؟ شاید رقابت در راستای تکمیل فناوریهای مربوط به راکتهای چند بار مصرف، این حوزه را سریعتر از پیش به سرمنزل مقصود برساند و بتوان استفادهی تجاری از این محصولات را هرچه زودتر آغاز کرد.
نظرات
0دیدگاه خود را ثبت کنید
برای ارسال نظر و مشارکت در گفتگو، لطفا وارد حساب کاربری خود شوید.