Miért fontos lépés az emberiség számára a sikeres rakétamentés?

[hirdetés_1]

A szupernehéz gyorsítórakéta visszaszerzésének pillanata. ( Videó : SpaceX)

A SpaceX október 13-án, keleti parti idő szerint reggel 8:25-kor ötödik alkalommal indította útjára 120 méter magas Starship rakétáját a dél-texasi Starbase-ről, majd a sikeres landolás után visszaszerezte a szupernehéz első fokozatot.

Körülbelül hét perccel a felszállás után a SpaceX szupernehéz gyorsítórakétája pontos leszállást hajtott végre, a Mechazilla indítótorony közelében lebegve, miközben a torony fémkarjaival tartotta.

„ Történelmi nap ez a mérnöki tudományok számára ” – mondta Kate Tice, a SpaceX mérnöki minőségbiztosítási rendszerekért felelős vezetője az élő közvetítés kommentárja során, miközben a SpaceX alkalmazottai a kaliforniai Hawthorne-i központban éljeneztek mögötte. „ Ez őrület! Első próbálkozásra sikeresen visszajuttattuk a szupernehéz gyorsítórakétát a hordozórakéta toronyba .”

A Mechazilla kar sikeresen befogja a szupernehéz gyorsítórakétát. (Fotó: SpaceX)

Amikor a 71 méter magas szupernehéz gyorsítórakéta 65 kilométeres magasságban levált a Föld felett, a rakéta felső fokozata tovább emelkedett közel 145 kilométeres magasságig, óránként 27 000 kilométeres sebességgel repülve a bolygó körül, mielőtt a tervek szerint az Indiai-óceánban landolt volna.

Leszállás előtt a gyorsítófokozat újragyújtja három Raptor hajtóművét, lelassítva az ereszkedést és a Mechazilla indítótorony felé forogva, ahol mechanikus karok, becenevén "evőpálcika" tartják a helyén.

A SpaceX sikeres tesztje része annak a célkitűzésnek, hogy egy teljesen újrafelhasználható rakétát fejlesszenek ki, amely embereket, tudományos felszereléseket és rakományt szállíthat a Holdra és azon túl a Marsra.

A SpaceX a Starshipet fejleszti, hogy segítsen az emberiségnek a Hold és a Mars kolonizálásában, többek között. A járművet úgy tervezték, hogy teljesen újrafelhasználható és gyors legyen (ahogy azt a szupernehéz gyorsítórakéta indítóállásra történő leszállásának tervei is mutatják, lerövidítve a repülések között szükséges időt). Ez, kombinálva a Starship példátlan erejével, forradalmasíthatja az űrrepülést a vállalat és Elon Musk szerint.

A NASA is hisz a járműben, és ezt választotta az Artemis program első emberes leszállóegységének, amely a Holdat vizsgálja. Ha minden a tervek szerint halad, a Starship először szállít majd NASA űrhajósokat a Föld természetes műholdjához az Artemis 3 küldetés során, amelynek indulását 2026 szeptemberére tervezik.

Miért fontosak az újrafelhasználható rakéták?

Egy rakétaindítás költsége számos tényezőtől függően nagymértékben változhat, beleértve a hasznos teher méretét, a célállomást és a használt rakéta típusát. Az utóbbi időben egy indítás átlagos költsége tízmillió és százmillió dollár között mozgott.

A SpaceX Falcon 9 indításainak ára indításonként körülbelül 62 millió dollár, míg a nagyobb rakéták, mint például a Falcon Heavy, több mint 90 millió dollárba kerülhetnek indításonként. A NASA becslése szerint a Space Launch System (SLS) indítása több mint 2 milliárd dollárba kerülhet indításonként.

Amikor az űrhajó elér egy bizonyos magasságot és sebességet, leválasztja a gyorsítórakétát, hogy csökkentse a súlyát és kiszabaduljon a Föld gravitációjából. (Illusztráció: SpaceX)

Miközben az űrtechnológia folyamatosan fejlődik, napjaink egyik legnagyobb kihívása az űrrepülés költségeinek csökkentése. Egy rakéta sikeres indítása megtervezéséhez, megépítéséhez, karbantartásához és teszteléséhez szükséges munkaerő és anyagok mennyisége sok pénzbe kerül.

Jelenleg az űrhajókat rakétákkal indítják. Minden alkalommal, amikor eléri az adott magasságot és sebességet, fokozatosan leválasztja a gyorsítórakétákat, és amikor kifogynak az üzemanyagból és a tolóerőből, hagyja, hogy a súlycsökkentés érdekében a Földre zuhanjanak. Ezeket a gyorsítórakétákat természetesen nem lehet újra felhasználni, mivel a légkörbe való visszatérés folyamata súrlódást okoz, ami sok hőt termel, és komolyan károsítja azt.

Az egyszer használatos rakéták hagyományos építési módszerének használata növeli ezeket a költségeket, csökkenti a fellövések gyakoriságát és mértékét, valamint hulladékot termel. Gondoljunk csak egy kereskedelmi repülőgépre – ha minden repüléshez új repülőgépet kellene építeni, a légi közlekedés nagyon drága lenne. Tehát az újrafelhasználható rakéták forradalmasítanák a gazdaságosságot és a termelékenységet.

A hagyományos eldobható rakétákkal ellentétben az újrafelhasználható rakétákat, mint például a Starshipet, úgy tervezték, hogy többször is vissza lehessen őket gyűjteni és fel lehessen lőni.

Ezek a rakéták olyan funkciókat használnak, mint:

Hajtóanyaggal való leszállás: A rakéta első fokozata saját erejéből tér vissza a Földre, és függőlegesen landol, hajtóműveivel lassítva az ereszkedést.

Moduláris kialakítás: A rakéta alkatrészeit úgy tervezték, hogy könnyen szétszerelhetők és felújíthatók legyenek a repülések között.

Hővédő technológia: Az újrafelhasználható rakéták fejlett hővédő anyagokat használhatnak a visszatérés során a védelem érdekében.

Fejlett gyártás: Az újrafelhasználható rakéták gyakran fejlett gyártási anyagokat használnak a tartósság biztosítása érdekében több indítás során.

Az újrafelhasználható hordozórakéták gazdasági előnyei jelentősek. Az újrafelhasználható rakéták használata akár 65%-kal olcsóbb is lehet a hagyományos rakétákhoz képest. Ez a modell ígéretet tesz az olyan küldetések költségeinek csökkentésére, mint a műholdak telepítése, a Nemzetközi Űrállomásra (ISS) irányuló utánpótlás-szállítás, valamint a Holdra vagy a Marsra irányuló küldetések.

A költségmegtakarítás mellett az újrafelhasználható hordozórakéták a fenntarthatóbb űrkutatáshoz is hozzájárulnak. A selejtes rakétaalkatrészek számának csökkentése mérsékelné az űrszemét mennyiségét, ami egyre növekvő környezeti probléma.

Ráadásul az újrafelhasználható rakéták kevesebb üzemanyagot fogyasztanak, mint az eldobhatóak, így környezetbarátabbak.

Kvarc (Forrás: Guardian, NSTXL)

[hirdetés_2]
Forrás