Roket super jutawan Amerika boleh mengubah keseluruhan industri angkasa

TPO - Jutawan Amerika Elon Musk mahu roketnya merevolusikan perjalanan angkasa lepas. Roket Starship milik syarikat SpaceX milik jutawan Elon Musk kini merupakan yang terbesar dan paling berkuasa pernah dibina.

Roket kapal luar angkasa

Starship ialah roket pengangkat super berat yang dikeluarkan oleh SpaceX. Roket itu terdiri daripada pentas roket Super Heavy dan kapal angkasa Starship, bertujuan untuk mencapai muatan tinggi dan kos operasi yang rendah. Kedua-dua peringkat roket mampu mendarat dan menghantar 100 tan ke orbit Bumi yang rendah. Selepas mengisi minyak dengan oksigen cecair dan metana cecair di orbit, kapal angkasa akan dapat terbang ke Bulan atau Marikh, serta lokasi lain dalam Sistem Suria.

Seberapa besar dan berkuasa Starship?

Starship ialah kapal angkasa setinggi 50m dengan jisim kering kurang daripada 100 tan, bahagian atas roket Starship dengan nama yang sama. Kapal angkasa Starship boleh memuatkan kira-kira 1,200 tan oksigen cecair atau bahan api metana cecair, dengan setiap jenis bahan api masing-masing diletakkan di dalam tangki utama dan tangki sekunder.

Sebagai tambahan kepada tangki bahan api utama, tangki bahan api sekunder digunakan untuk mengisi bahan api gear pendaratan kapal angkasa. Selepas diisi minyak oleh kapal angkasa Starship, jarak kapal angkasa itu diperluaskan ke Bulan, Marikh dan banyak lokasi lain dalam Sistem Suria. Di bahagian belakang kapal angkasa itu terdapat enam enjin Raptor, termasuk tiga enjin Raptor yang didedikasikan untuk berjalan di atmosfera dan tiga enjin Raptor Vacuum yang didedikasikan untuk berjalan di angkasa.

Kapal angkasa Starship mempunyai jubin heksagon yang menghalang plasma yang dihasilkan apabila memasuki atmosfera daripada merosakkan kapal angkasa, membolehkannya menahan suhu sehingga 1400°C. Jumlah muatan Kapal Starship adalah sekitar 1000m3, jauh lebih besar daripada kapal angkasa lain.

33 enjin di bahagian bawah Super Heavy mampu menjana kira-kira 74 meganewton tujahan, hampir 700 kali lebih kuat daripada tujahan yang boleh dihasilkan oleh jet penumpang Airbus A320neo.

Roket Starship kini 120m lebih panjang, peningkatan 1m berbanding panjang pada pelancaran ujian kedua pada Jun 2023. Panjang tambahan itu disebabkan oleh Super Heavy 1m lebih panjang.

Roket Starship juga mempunyai dua kali tujahan roket Saturn V - roket pertama yang membawa manusia ke Bulan. Menurut SpaceX, tujahan ini boleh mengangkat muatan sekurang-kurangnya 150 tan dari pad pelancaran ke orbit Bumi yang rendah.

Kedua-dua roket Starship dan Super Heavy didorong oleh bahan api yang diperbuat daripada campuran metana cecair ultra-sejuk dan oksigen cecair yang dipanggil methalox.

Pada masa ini, roket Starship dijadualkan dilancarkan dari SpaceX Starbase, Pusat Angkasa Kennedy, dan dua pad pelancaran luar pesisir syarikat itu. Selepas menyalakan 33 enjin Raptornya, peringkat Super Heavy memisahkan dari Starship di udara. Roket itu kemudian terbang melalui atmosfera dan mendarat di atas sepasang rasuk keluli di menara pelancaran. Sementara itu, Starship menyalakan tiga enjin Raptor Vacuum dan meletakkan dirinya ke orbit. Pada akhir misi, kapal angkasa memasuki atmosfera dan dilindungi oleh perisai haba. Kapal angkasa itu kemudian meluncur kembali ke tapak pendaratan menggunakan dua kepaknya dan menyalakan tiga enjin Raptornya untuk pendaratan menegak.

Peluru berpandu selepas banyak naik taraf dan pelarasan.

SpaceX mula-mula mencadangkan rancangan untuk roket angkat berat pada 2005. Reka bentuk dan nama roket itu kerap berubah antara masa itu dan 2019. Pada Julai 2019, Starhopper berlepas dan mendarat pada ketinggian 150 meter, menjadi roket pertama yang menggunakan enjin Raptor. Pada Mei 2021, Starship, dengan nama kod SN15, terbang ke ketinggian 10 kilometer, memasuki terjun bebas dan berjaya mendarat selepas empat percubaan gagal.

Bagaimanakah Starship mendarat?

Mereka yang menonton berdekatan akan mendengar ledakan gemuruh apabila Super Heavy semakin perlahan daripada kelajuan supersonik.

Dalam pelancaran ujian terbaru, SpaceX menangkap roket Super Heavy pada turetnya. Memandangkan tiada menara di Marikh atau Bulan untuk melakukan ini, roket Starship mesti boleh mendarat dengan kakinya sendiri. Untuk melakukan ini, Starship secara beransur-ansur akan berputar ke kedudukan mendatar semasa ia menurun, dalam apa yang disebut Musk sebagai "flip perut."

Ini meningkatkan permukaan seret Starship dan membantunya perlahan. Setelah cukup dekat dengan permukaan, Starship akan cukup perlahan untuk menghidupkan enjinnya, membawanya kembali tegak. Starship kemudiannya akan menggunakan roketnya sendiri untuk membetulkan dirinya dan mendarat di permukaan keras menggunakan gear pendaratannya.

Starship telah melakukan semua perkara di atas dalam pelancaran ujian sebelumnya—kecuali mendarat di permukaan yang keras. Setakat ini, ia hanya mendarat di lautan.

SpaceX mencuba sesuatu yang tidak pernah dilakukan sebelum ini. Selepas dipisahkan, bahagian bawah penggalak menjadi perlahan dan perlahan-lahan turun ke arah pad pelancaran manakala dua lengan mekanikal gergasi meraihnya—satu gerakan yang dikenali sebagai "merebut."

Selepas beberapa pendaratan simulasi di laut, pada pelancaran ujian kelima, pendaratan bahagian bawah Starship, penggalak Super Heavy, telah berjaya.

Salah satu tujuan pelancaran ujian adalah untuk menjelaskan sebarang masalah yang ada. Malah satu kesilapan boleh menyebabkan keseluruhan struktur dalaman roket itu cair disebabkan oleh gas ekzos yang dikeluarkan oleh enjin.

Starship mempunyai cita-cita untuk terbang ke Bulan dan Marikh

Starship tidak pernah mempunyai anak kapal, tetapi jutawan Elon Musk dan syarikatnya mempunyai reka bentuk yang bercita-cita tinggi, dengan tujuan menghantar manusia ke Marikh suatu hari nanti.

Dalam jangka pendek, roket Starship akan melancarkan satelit, kemudian memberi perkhidmatan kepada pelancong angkasa lepas dan angkasawan darat di Bulan sebagai sebahagian daripada program Artemis. Pada masa hadapan yang lebih jauh, roket itu dijangka menjadikan cita-cita penempatan Marikh syarikat itu menjadi kenyataan dan menjalankan penerbangan merentasi benua Bumi.

Terdapat empat pelancaran ujian Starship sebelum ini. Kali pertama sistem roket meletup lebih awal, sebelum penggalak boleh berpisah. SpaceX mempercepatkan proses pembangunan dengan menguji roket sambil mengetahui sistem itu tidak sempurna, untuk belajar daripada kesilapan.

Sememangnya, SpaceX telah mencapai kemajuan dengan setiap pelancaran ujian—pertama dengan pelancaran tanpa kegagalan, kemudian dengan kemasukan semula yang berjaya, di mana kedua-dua roket Starship dan Super Heavy turun dengan cara terkawal dan berlegar, masing-masing, di Lautan Hindi dan Teluk Mexico, sebelum terpercik ke laut.

Untuk apa lagi Starship digunakan?

Dalam masa terdekat, roket Starship boleh digunakan untuk beberapa tujuan berbeza.

Setakat ini, jutawan Elon Musk telah menggunakan roketnya, seperti siri Falcon 9, untuk melancarkan satelit Starlink komersial.

Satelit ini mempunyai jangka hayat yang singkat kira-kira 5 tahun, dan SpaceX perlu terus melancarkan satelit hanya untuk mengekalkan nombor yang sama di angkasa.

NASA mahu menggunakan Starship sebagai sebahagian daripada program Artemisnya, yang bertujuan untuk mengekalkan kehadiran manusia di Bulan dalam jangka masa panjang. NASA merancang untuk menggunakan Starship untuk misi lunar pada tahun 2026.

Pada masa hadapan yang lebih jauh, Elon Musk mahu roket Starship mampu membuat penerbangan jauh ke Marikh dan kembali - setiap perjalanan mengambil masa kira-kira sembilan bulan.

Ideanya adalah untuk melancarkan roket Starship ke orbit Bumi rendah dan meninggalkannya di sana. Ia kemudiannya akan didorong oleh "kapal mengisi minyak" SpaceX dan meneruskan perjalanannya ke Marikh.

Orang juga boleh membayangkan menggunakan roket Starship untuk melancarkan teleskop angkasa. Untuk melancarkan beribu-ribu satelit dengan cepat ke angkasa, atau teleskop angkasa yang lebih besar, memerlukan roket yang besar.

Starship juga direka bentuk untuk membawa muatan berat yang diperlukan untuk membina stesen angkasa, dan akhirnya, mungkin, infrastruktur untuk menyokong kediaman manusia di Bulan.

Kapal angkasa Starship boleh membawa penumpang ke Bulan, Marikh, dan destinasi lain dalam Sistem Suria. Bukan itu sahaja, kapal penumpang itu boleh membuat penerbangan antara benua. Sebuah kapal boleh membawa sehingga 100 penumpang, dengan "tempat tidur peribadi, bilik umum, penyimpanan, tempat perlindungan sinaran dan bilik kaca." Sistem sokongan hayat di atas kapal "ditutup", bermakna bahan di dalam kapal sentiasa digunakan semula dan dikitar semula.

Kapal angkasa kapal tangki bahan api Starship akan digunakan untuk memperluaskan rangkaian kapal angkasa lain. Menurut Elon Musk, untuk menghantar Starship ke Bulan, kita perlu melancarkan sehingga tujuh kapal tangki bahan api. Idea ini telah dibentangkan oleh Elon Musk pada September 2019 dengan menyatukan ekor dua kapal angkasa. Kemudian, kedua-dua kapal angkasa memecut sedikit ke arah lori tangki bahan api dengan enjin tambahan, menolak bahan api antara satu sama lain. Pada Oktober 2020, NASA menganugerahkan SpaceX 53.2 juta USD untuk menguji pemindahan 10 tan bahan api antara dua Starship di angkasa.

Starship HLS ialah varian kapal angkasa Starship yang bertujuan untuk mendarat di Bulan dalam program Artemis, pengganti program Apollo. Di bahagian atas Starship HLS terdapat tingkap dan kunci udara, bersama dengan lif dan sistem enjin stereng untuk mendarat di Bulan. Ciri yang paling penting bagi kapal angkasa ialah muatannya yang sangat besar apabila terbang pergi balik antara Bumi dan Bulan. Semasa penerbangan program Artemis, kapal angkasa Starship HLS akan terbang mendahului krew sehingga seratus hari, dan kemudian kapal angkasa akan memindahkan bahan api ke Starship HLS.

SpaceX berjaya melancarkan roket Starship setinggi 122 meter dalam ujian kelimanya dari Starbase, Texas pada 13 Oktober (sekitar 8:25 malam waktu Hanoi ). Semasa penerbangan ujian ini, sistem gabungan roket Starship/Super Heavy mencipta keajaiban apabila ia berjaya melakukan mekanisme "rebut" pada percubaan pertamanya. Selepas berjaya berlepas dari menara pelancaran Mechazilla, Starship mendarat di Lautan Hindi manakala roket Super Heavy kembali, mendarat betul-betul berhampiran menara pelancar dan dipegang erat oleh lengan robotik "chopstick" menara.

Ha Thu

Menurut BBC, Space.com