מדוע מוצלחת של שחזור טילים היא צעד חשוב קדימה עבור האנושות?

[מודעה_1]

רגע הכיבוש מחדש של המאיץ הסופר-כבד. ( וידאו : SpaceX)

SpaceX שיגרה את טיל הסטארשיפ שלה, שגובהו 122 מטרים, בפעם החמישית ב-13 באוקטובר מסטארבייס בדרום טקסס בשעה 8:25 בבוקר שעון מזרח ארה"ב, ולאחר מכן כבשה מחדש את השלב הראשון של הטיסה הכבדה במיוחד לאחר שנחתה בהצלחה.

כשבע דקות לאחר ההמראה, המשגר הסופר כבד של SpaceX ביצע נחיתה מדויקת, כשהוא מרחף ליד מגדל השיגור מצ'אזילה כשהמגדל משתמש בזרועות המתכת שלו כדי להחזיק אותו.

" זהו יום היסטורי להנדסה ", אמרה קייט טייס, מנהלת מערכות איכות ההנדסה של SpaceX, במהלך פרשנות חיה, בעוד עובדי SpaceX הריעו והריעו מאחוריה במטה בהות'ורן, קליפורניה. " זה מטורף! בניסיון הראשון, הצלחנו להחזיר את המאיץ הסופר-כבד למגדל השיגור ".

הסצנה שבה זרוע המכזילה תפסה בהצלחה את המאיץ הסופר-כבד. (צילום: SpaceX)

כאשר המאיץ הסופר כבד, שגובהו 71 מטרים, נפרד בגובה של 65 קילומטרים מעל כדור הארץ, השלב העליון של הרקטה המשיך לדחוף לגובה של כמעט 145 קילומטרים, כשהוא טס סביב כדור הארץ במהירות של 27,000 קילומטרים לשעה לפני שנחת באוקיינוס ההודי כמתוכנן.

לפני הנחיתה, שלב המאיץ מצית מחדש שלושה ממנועי הראפטור שלו, מאט את נחיתה ומסתובב לעבר מגדל השיגור של מצ'אזילה, שם הוא מוחזק במקומו על ידי זרועות מכניות, המכונות "מקלות אכילה".

הניסוי המוצלח של SpaceX הוא חלק ממטרתה לפתח טיל רב פעמי מלא להובלת בני אדם, ציוד מדעי ומטענים לירח ומעבר לו, למאדים.

SpaceX מפתחת את Starship כדי לסייע לאנושות ליישב את הירח ואת מאדים, בין היתר, הישגי חקר. החללית תוכננה להיות ניתנת לשימוש חוזר מלא ומהיר (כפי שהודגם על ידי התוכניות להנחית את המשגר הכבד-סופר על משטח השיגור, ובכך לקצר את הזמן הדרוש בין טיסות). שילוב זה עם כוחה חסר התקדים של Starship, עשוי לחולל מהפכה בטיסות החלל, על פי החברה ואילון מאסק.

גם נאס"א מאמינה ברכב, לאחר שבחרה בו להיות הנחתת המאוישת הראשונה בתוכנית ארטמיס שתחקור את הירח. אם הכל ילך לפי התוכנית, סטארשיפ תישא אסטרונאוטים של נאס"א ללוויין הטבעי של כדור הארץ בפעם הראשונה במהלך משימת ארטמיס 3, שתוכננה לשיגור בספטמבר 2026.

למה חשובים רקטות רב פעמיות?

עלות שיגור רקטה יכולה להשתנות במידה רבה בהתאם למספר גורמים, כולל המטען, היעד וסוג הרקטה בה נעשה שימוש. לאחרונה, העלות הממוצעת של שיגור נעה בין עשרות מיליונים למאות מיליוני דולרים.

שיגורי הפלקון 9 של SpaceX מתפרסמים בכ-62 מיליון דולר לשיגור, בעוד שרקטות גדולות יותר כמו הפלקון כבד יכולות לעלות יותר מ-90 מיליון דולר לשיגור. בקצה העליון, נאס"א מעריכה שמערכת שיגור החלל (SLS) עשויה לעלות יותר מ-2 מיליארד דולר לשיגור.

כאשר החללית מגיעה לגובה ומהירות מסוימים, היא תפריד את טיל המאיץ כדי להפחית את המשקל ולהימלט מכוח המשיכה של כדור הארץ. (איור: SpaceX)

בעוד שטכנולוגיית החלל ממשיכה להתקדם, אחד האתגרים הגדולים ביותר כיום הוא הפחתת עלות טיסות החלל. כמות העבודה והחומרים הנדרשים לתכנון, בנייה, תחזוקה ובדיקת טיל לצורך שיגור מוצלח עולה הרבה כסף.

כיום, חלליות משוגרות על ידי משגרי רקטות. בכל פעם שהן מגיעות לגובה ומהירות מסוימים, הן מנתקות בהדרגה את המשגרים ומאפשרות להם ליפול לכדור הארץ כאשר הם נגמרים להם הדלק והדחף, על מנת להפחית את המשקל. כמובן שלא ניתן לעשות שימוש חוזר במאיצים אלה, מכיוון שתהליך הכניסה חזרה לאטמוספירה כרוך בחיכוך שיוצר חום רב, והורס אותה קשות.

השימוש בשיטה המסורתית של בניית רקטות למשימות חד פעמיות מוסיף לעלויות אלו, מפחית את תדירות השיגור וקנה המידה שלהן, ויוצר פסולת. חשבו על מטוס נוסעים מסחרי - אם היה צריך לבנות מטוס חדש לכל טיסה, טיסות היו יקרות מאוד. לכן, ייצור רקטות רב פעמיות היה מהפכה בכלכלה ובפרודוקטיביות.

בניגוד לרקטות חד פעמיות מסורתיות, רקטות רב פעמיות, כמו Starship, נועדו להיות ניתנות לשיגור והחלפה מספר פעמים.

טילים אלה משתמשים בתכונות כגון:

נחיתת דלק: השלב הראשון של הרקטה חוזר לכדור הארץ בכוחות עצמו ונוחת אנכית, תוך שימוש במנועיה כדי להאט את נחיתה.

עיצוב מודולרי: רכיבי הרקטה מתוכננים כך שניתן יהיה לפרק ולשפץ אותם בקלות בין טיסות.

טכנולוגיית מגן חום: רקטות רב פעמיות יכולות להשתמש בחומרי מגן חום מתקדמים כדי להגן עליהן במהלך החזרה לשטח.

ייצור מתקדם: רקטות רב פעמיות משתמשות לעתים קרובות בחומרי ייצור מתקדמים כדי להבטיח עמידות לאורך שיגורים מרובים.

היתרונות הכלכליים של כלי שיגור רב פעמיים הם משמעותיים. שימוש ברקטות רב פעמיות בהשוואה לרקטות מסורתיות יכול להיות זול יותר בעד 65%. מודל זה מבטיח להפחית את עלות המשימות כגון פריסת לוויינים, משימות אספקה מחדש לתחנת החלל הבינלאומית (ISS) ומשימות לירח או למאדים.

בנוסף לחיסכון בעלויות, כלי שיגור רב פעמיים תורמים גם לגישה בת קיימא יותר לחקר החלל. צמצום מספר רכיבי הרקטות המושלכים תפחית את פסולת החלל, בעיה סביבתית הולכת וגוברת.

בנוסף, רקטות רב פעמיות צורכות פחות דלק מאשר רקטות חד פעמיות, מה שהופך אותן לטובות יותר לסביבה.

קוורץ (מקור: Guardian, NSTXL)

[מודעה_2]
מָקוֹר