مهندسی بی‌نهایت: فالکون هوی، تحقق یک رؤیا

راکت فضایی فالکون هوی قوی‌ترین راکت فضایی حال حاضر محسوب می‌شود. این دستاورد اسپیس‌ایکس نویددهنده‌ی آینده‌ای جذاب‌تر در حوزه‌ی کاوش‌های فضایی است.

  1. ۹ ماه،۱ هفته قبل
مهندسی بی‌نهایت: فالکون هوی، تحقق یک رؤیا
به گزارش نوداد (سکوی اجتماعی خبر)

تا انتهای قرن بیستم، سرنوشت پروژه‌های فضایی، از جمله توسعه‌ی کاوشگرها و راکت‌های فضایی به تصمیم‌گیری‌های آژانس‌های فضایی دولتی، همچون ناسا وابسته بود. اما با ورود شرکت‌های خصوصی نوپایی همچون اسپیس‌ایکس و بلو اریجین به حوزه‌ی فعالیت‌های فضایی، شاهد تغییرات قابل توجهی هستیم. با ورود افرادی همچون ایلان ماسک به این حوزه و جاه‌طلبی‌های فضایی آن‌ها، رؤیای بازگشت به ماه و سفر انسان به مریخ بیش از پیش به واقعیت نزدیک می‌شود.

یکی از پیش‌نیازهای اصلی برای رسیدن به چنین اهدافی در فضا، در اختیار داشتن راکت‌های قدرتمندی است که بتوانند محموله‌های سنگین را به اعماق فضا ارسال کنند. از زمان بازنشسته شدن موشک افسانه‌ای ساترن ۵ که وظایف مهمی از جمله ارسال فضاپیماهای آپولو و ایستگاه فضایی اسکای‌لب (Skylab) را بر عهده داشت، وظیفه‌ی ارسال محموله‌های فضایی برعهده‌ی راکت‌هایی بوده است که ظرفیت حمل به‌مراتب کمتری دارند. برای مثال می‌توان به راکت‌هایی همچون پروتون-ام، دلتا ۴ و آریان ۵ اشاره کرد.

فالکون هوی / Falcon Heavy

روز سه‌شنبه هفدهم بهمن ۱۳۹۶ (ششم فوریه‌ی ۲۰‍۱۸) اسپیس‌ایکس راکت جدیدی با نام فالکون هوی را با موفقیت به فضا پرتاب کرد. این راکت در خانواده‌ی راکت‌های فوق‌ سنگین (Super Heavy-Lift) قرار می‌گیرد و توان حمل محموله‌ای ۶۳.۸ تنی به مدار نزدیک زمین (Low Earth Orbit) و محموله‌ای ۱۶.۸ تنی به مریخ را دارا است. با وجود چنین راکت قدرتمندی، بیش از گذشته می‌توان امیدوار بود تا رؤیاهایی همچون سفرهای سرنشین دار به مریخ و بازگشت به ماه به حقیقت تبدیل شود. در این مقاله از سری مقالات مهندسی بی‌نهایت با زومیت همراه باشید تا بیشتر با این راکت آشنا شویم.

از ایده تا واقعیت

اسپیس‌ایکس در سال ۲۰۰۲ توسط ایلان ماسک تأسیس شد. پس از توسعه‌ی موفقیت‌‌آمیز راکت فالکون ‍۱، این شرکت موفق شد با دریافت بودجه از ناسا، فضاپیمای دراگون را توسعه دهد. توسعه‌ی دراگون و موشک فالکون ۹ باعث شد اسپیس‌ایکس به‌عنوان اولین شرکت غیر دولتی که توانسته است محموله‌ای را به ایستگاه فضایی بین‌المللی ارسال کند شناخته شود.

فالکون ۹ که یک راکت متوسط (Medium-Lift) است، اولین بار در سال ۲۰۱۰ رهسپار فضا شد؛ اما اسپیس‌ایکس از سال ۲۰۰۴ در اندیشه‌ی توسعه‌ی راکت قدرتمندتری بود که در دسته‌ی راکت‌های سنگین (دارای توانایی حمل ۲۰ تا ۵۰ تن به مدار نزدیک زمین) یا فوق‌ سنگین (دارای توانایی حمل بیش از ۵۰ تن به مدار نزدیک زمین) جای گیرد. این شرکت در سال ۲۰۱۱ از مه‌ی توسعه‌ی راکت فالکون هوی پرده‌برداری کرد و در آن زمان پیش‌بینی می‌شد اولین پرواز آزمایشی در سال ۲۰۱۳ به انجام برسد.

فالکون ۹ / Falcon 9

فالکون ۹

در سال ۲۰۱۳ آزمایش‌های اولیه‌ی این راکت در تأسیسات اسپیس‌ایکس در تکزاس در حال انجام بودند که از آن جمله‌ می‌توان به آزمایش هسته‌های سه‌گانه و ۲۷ موتور مورد استفاده در این سه هسته اشاره کرد. یکی از موارد رایج در مه‌های فضایی، رخ دادن اتفاقات غیر منتظره و عقب‌ ماندن از مه‌ی زمانی پیش‌بینی‌شده است. دو پرتاب ناموفق راکت فالکون ۹ در سال‌های ۲۰۱۵ و ۲۰۱۶ باعث شد پروازهای بعدی فالکون ۹ تا زمان رفع مشکل لغو شود و همین مسئله موجب ایجاد تأخیر در طراحی فالکون هوی شد.

اولین آزمایش‌های احتراق استاتیک نمونه‌ی پروازی در ماه می سال ۲۰۱۷ به انجام رسیدند. در جولای همین سال ماسک اذعان کرد که طراحی و توسعه‌ی این راکت از آن‌چه در ابتدا فکر می‌کرد چالش‌برانگیزتر بوده است؛ از جمله این‌که آزمودن برخی از اجزای این راکت بدون انجام آزمون‌های پروازی عملا غیر ممکن است. همچنین اتصال سه موشک فالکون ۹ به یکدیگر و ترکیب آن‌ها جهت ایجاد مرحله‌ی اول این راکت سخت‌تر از تصورات اولیه‌ی متخصصات اسپیس‌ایکس بود؛ باید به این مسئله تجربه‌ی محدود اسپیس‌ایکس در زمینه‌ی طراحی راکت‌ها و به‌ویژه راکت‌های سنگین را نیز اضافه کرد. لازم به ذکر است که طراحی این راکت تماما توسط سرمایه‌ی خصوصی ۵۰۰ میلیون دلاری انجام شده و اسپیس‌ایکس هیچ کمک مالی دولتی جهت طراحی این راکت دریافت نکرده است.

انفجار فالکون ۹

انفجار فالکون ۹ روی سکوی پرتاب در سال ۲۰۱۶

طراحی فالکون هوی

جدیدترین راکت اسپیس‌ایکس به‌گونه‌ای طراحی شده است که واجد شرایط لازم برای انجام پروازهای سرنشین‌دار باشد. همچنین حاشیه‌ی امنیتی رعایت‌شده برای پارامترهای مختلف این راکت ۴۰ درصد و فراتر از حاشیه‌ی امنیتی ۲۵ درصدی است که برای دیگر راکت‌ها در نظر گرفته می‌شود. طراحان فالکون هوی از ابتدا در اندیشه‌ی استفاده از این راکت برای تحقق بخشیدن به رؤیای بشر برای بازگشت به ماه و سفر به مریخ بوده‌اند.

طراحی فالکون هوی وام‌دارِ طراحی فالکون ۹ است

طراحی فالکون هوی، وام‌دارِ طراحی فالکون ۹ است. در حقیقت این راکت از قسمت مرحله‌ای اول فالکون ۹ با ساختار تقویت‌شده، به‌عنوان هسته‌ی مرکزی تشکیل شده که دو قسمت مرحله‌ی اول فالکون ۹ به‌صورت جانبی به آن متصل شده‌اند. مرحله‌ی دوم راکت روی همین هسته‌ی مرکزی قرار دارد و محفظه‌ی حمل محموله‌ها (Fairing) در بالاترین قسمت آن جای گرفته‌ است. البته امکان نصب فضاپیمای دراگون در قسمت فوقانی این راکت نیز وجود دارد.

مرحله‌ی اول راکت

همان‌طور که گفته شد، مرحله‌ی اول فالکون هوی از سه مرحله‌ی اول فالکون ۹ تشکیل شده است که به‌عنوان هسته‌ی مرکزی و بوسترهای جانبی شناخته می‌شوند؛ این طراحی مشابه طراحی پیشنهادی راکت‌های Atlas V Heavy و Angara A3 است. هرکدام از این سه قسمت به ۹ موتور Merlin 1D مجهز هستند که باعث می‌شود مجموع موتورهای مرحله‌ی اول این راکت به ۲۷ عدد برسد. نیروی پیش‌رانش ایجادشده توسط این موتور به ۲۲,۸۱۹ کیلونیوتون می‌رسد که معادل نیروی پیش‌رانش ایجادشده توسط ۱۸ هواپیمای بوئینگ ۷۴۷ است.

در زمان پرتاب موشک، موتورهای هسته‌ی مرکزی و بوسترهای جانبی از حداکثر قدرت خود استفاده می‌کنند؛ اما مدت کوتاهی پس از پرتاب، قدرت هسته‌ی مرکزی کاهش می‌یابد و پس از جدا شدن بوسترها قدرت پیش‌رانش هسته‌ی مرکزی مجددا به حداکثر می‌رسد. استفاده از ۲۷ موتور به طراحان این راکت این امکان را داده است تا ویژگی موسوم به Engine-out را برای فالکون هوی در نظر بگیرند. به‌لطف این ویژگی، در بیشتر مواقع، حتی با وجود از کار افتادن تعدادی از این موتورها، این راکت همچنان خواهد توانست مأموریت خود را با موفقیت به انجام برساند.

فالکون هوی / Falcon Heavy

مرحله‌ی دوم راکت

مرحله‌ی دوم فالکون هوی از گونه‌ای تغییریافته از موتور مرلین با خروجی (نازل) بلند‌تر استفاده می‌کند که برای استفاده در خلأ تغییر یافته است. جداسازی مرحله‌ی دوم موشک از مرحله‌ی اول توسط فشنگی‌هایی با قابلیت استفاده‌ی مجدد و سیستم جداکننده‌ی پنوماتیک (فشار گازی) صورت می‌گیرد. موتور مرحله‌ی دوم پس از جداشدن مرحله‌ی اول راکت فعالیت خود را شروع می‌کند تا محموله‌ را به مدار مورد نظر برساند. یکی از ویژگی‌های این موتور این است که به لطف فعال‌کننده‌های پایروفوریک، در صورت خاموش شدن می‌تواند مجددا روشن شود.

در طراحی مرحله‌ی دوم فالکون هوی نیز حتی‌الامکان از طراحی فالکون ۹ کمک گرفته شده است تا فرایند طراحی موشک سریع‌تر صورت گیرد. همچنین، اشتراکاتی بین مرحله‌ی اول و دوم موشک وجود دارد؛ برای مثال، مخزن سوخت مرحله‌ی دوم در عمل نوعی کوتاه‌شده از مخزن سوخت مرحله‌ی اول است. این کار باعث می‌شود تا بتوان از ابزارها، مواد و تکنیک‌های واحدی برای تولید قطعات مختلف راکت استفاده کرد؛ چنین کاری موجب ساده‌سازی و تسریع روند تولید راکت خواهد شد.

طراحی فالکون هوی / Falcon Heavy Design

در ادامه برخی از مشخصات فالکن هوی به اختصار ذکر شده‌اند.

  • نوع راکت: فوق سنگین
  • تعداد مراحل: ۲
  • نیروی پیش‌رانش:‌ ۲۲,۸۱۹ کیلونیوتون (در سطح دریا) برای مرحله‌ی اول و ۹۳۴ کیلونیوتون (در خلأ) برای مرحله‌ی دوم
  • ابعاد: ۷۰ متر ارتفاع - ۳.۶۶ متر قطر - ۱۲.۲ متر عرض
  • وزن کل: ۱,۴۲۰,۷۸۸ کیلوگرم
  • وزن محموله: ۶۳.۸ تن به مدار نزدیک زمین - ۲۶.۷ تن به مدار انتقال ثابت - ۱۶.۸ تن به مریخ
  • هزینه‌ی پرتاب:‌ ۹۰ میلیون دلار در حالت قابل بازیابی - ۱۵۰ میلیون دلار در حالت غیرقابل بازیابی

نخستین پرواز

هدف از اولین پرواز فالکون هوی، اثبات توانایی‌های این راکت برای پرواز به فضا و بررسی اشکالات احتمالی بود. به همین دلیل، این راکت در اولین پرواز خود به‌جای حمل محموله‌ای گران‌قیمت (برای مثال، یک ماهواره‌ی مخابراتی یا یک ماهواره‌ی پایش از دور)، رودستر تسلای ایلان ماسک و مانکنی موسوم به Star Man را که به یک لباس فضایی جدید مجهز بود با خود حمل می‌کرد.

رودستر تسلا / Tesla Roadster

رودستر تسلا

روز هفتم دی‌ماه ۱۳۹۶ (۲۸ دسامبر ۲۰۱۷)، فالکون هوی برای انجام آزمون فعال‌سازی موتور به‌صورت ثابت (استاتیک) به سکوی پرتاب ۳۹ اِی (39A) در مرکز فضایی کندی منتقل شد؛ در گذشته از این سکو برای پرتاب فضاپیماهای خانواده‌ی آپولو و شاتل‌های فضایی استفاده می‌شد در آزمون فعال‌سازی موتور به‌صورت ثابت، موتورهای راکت در حالت مهارشده فعال می‌شوند تا بدون جدایی راکت از سکوی پرتاب، توانایی موتورها مورد ارزیابی قرار گیرد. خوشبختانه نتیجه‌ی این آزمون موفقیت‌آمیز بود و نشان داد که فالکون هوی آماده‌ است تا با شکافتن سینه‌ی آسمان‌ها، راهی اعماق فضا شود.

سرانجام روز سه‌شنبه هفدهم بهمن ۱۳۹۶ (۶ فوریه‌ی ۲۰۱۸)، پس از تأخیری دوساعته، با غرش هم‌زمان ۲۷ موتور مرلین وان دی (Merlin 1D)، فالکون هوی در مقابل چشمان قریب به صد هزار تماشاگر از سکوی پرتاب جدا شد تا برگی نو در تاریخ پیشرفت‌های فضایی بشر رقم بزند.

پس از پرتاب بوسترهای جانبی فالکون هوی با موفقیت به زمین بازگشتند و روی مکان‌های تعیین‌شده فرود آمدند؛ اما در جریان بازگشت هسته‌ی مرکزی مشکلی ایجاد شد و موتورهای آن نتوانستند به‌درستی فعال شوند؛ به‌همین دلیل این بخش از راکت به‌جای فرود روی سکوی شناور، با سرعت ۴۸۰ کیلومتر بر ساعت با سطح آب برخورد کرد. محموله‌ی اصلی راکت که همان رودستر ایلان ماسک بود، با اختلاف جزئی در نقطه‌ی اوج موفق نشد به مدار خورشید مرکزی وارد شود و به‌جای رفتن به مدار مریخ، راهی کمربند سیارک‌ها شد. به استثنای این مشکلات، نخستین پرواز فالکون هوی را می‌توان کاملا موفقیت‌آمیز توصیف کرد.

ویژگی‌های فالکون هوی

فالکون هوی از ویژگی‌های خاص متعددی برخوردار است؛ اما شاید اصلی‌ترین ویژگی آن توانایی حمل محموله‌های ۶۳.۸ تنی به مدار نزدیک زمین باشد؛ این عدد بیش از دو برابر حداکثر وزن محموله‌ی راکت دلتا ۴ برای همین مدار است که به ۲۸.۸ تن محدود می‌شود. برای درک بهتر، باید بگوییم که وزن محموله‌ی فالکون هوی بیشتر از وزن یک هواپیمای مسافربری بوئینگ ۷۳۷ با خدمه، مسافر، بار و سوخت است.

یکی دیگر از ویژگی‌های بارز فالکون هوی، امکان استفاده‌ی مجدد از مرحله‌ی اول راکت است؛ این ویژگی نیز مانند بسیاری دیگر از بخش‌های فالکون هوی از فالکون ۹ به ارث رسیده است. برای درک اهمیت این ویژگی، جالب است بدانیم که پروازهای فالکون هوی با توانایی بازگشت به زمین هزینه‌ای ۹۰ میلیون دلاری خواهند داشت؛ درحالی‌که هزینه‌ی ارسال محموله با فالکون هوی بدون بازگشت بوسترها و هسته‌ی مرکزی به زمین ۱۵۰ میلیون دلار است.

یکی از ویژگی‌های بارز فالکون هوی، امکان استفاده‌ی مجدد از مرحله‌ی اول راکت است

پس از جدایی بوسترهای جانبی از هسته‌ی مرکزی و همچنین پس از جدایی هسته‌ی مرکزی از مرحله‌ی دوم راکت، بالک‌های مشبک نصب‌شده روی بدنه‌ی استوانه‌ای بوسترهای جانبی و هسته‌ی مرکزی فعال می‌شوند تا امکان فرود کنترل‌شده فراهم شود. همچنین، پس از جدایی بوستر‌های جانبی از هسته‌ی مرکزی، موتور نصب‌شده در مرکزِ هر بوستر فعال می‌شود تا بوسترها به‌صورت امن از هسته‌ی مرکزی دور شوند و احتمال برخورد آن‌ها با هسته‌ی مرکزی به صفر برسد.

در زمان تقرب بوسترها و هسته‌ی مرکزی به سطح زمین، پایه‌های فرود فعال می‌شوند تا امکان نشستن آن‌ها روی زمین فراهم شود. این پایه‌ها از فیبر کربن و آلومینیوم با ساختار لانه‌زنبوری ساخته شده‌اند و در زمان پرتاب روی بدنه جمع می‌شوند تا تأثیر آیرودینامیک آن‌ها روی راکت به حداقل برسد. از موتور نصب‌شده در مرکز بوسترها و هسته‌ی جانبی نیز برای کنترل فرود کمک گرفته می‌شود. در حال حاضر اسپیس‌ایکس روی بازگشت مرحله‌ی دوم موشک تمرکز چندانی نکرده؛ اما برخی بررسی‌ها را در این زمینه انجام داده است.

پایه‌های فرود فالکون ۹ / Falcon 9 Landing Gears

پایه‌های فرود فالکون ۹

علاوه بر این دو ویژگی، در زمان طراحی فالکون هوی، اسپیس‌ایکس در نظر داشت امکانی موسوم به «تغذیه‌ی مشترک سوخت» را نیز به مرحله‌ای اول این راکت اضافه کند. به کمک این ویژگی، در زمان پرتاب راکت، سوخت هسته‌ی مرکزی از مخازن سوخت بوسترهای جانبی دریافت می‌شد و پس از اتمام سوخت بوسترهای‌ جانبی و جدایی این بوسترها از هسته‌ی مرکزی، این هسته می‌توانست از سوخت موجود در مخزن اصلی خود استفاده کند. در صورت عملی شدن این ویژگی، امکان جداسازی سریع‌تر بوسترهای جانبی وجود داشت و همچنین پس از جدا شدن بوسترها، هسته‌ی مرکزی می‌توانست برای مدت طولانی‌تری فعال باشد. اما در سال ۲۰۱۶ ایلان ماسک اعلام کرد که اسپیس‌ایکس ایده‌ی تغذیه‌ی مشترک سوخت را کنار گذاشته و به کاهش قدرت هسته‌ی مرکزی پس از پرتاب بسنده کرده است.

مقایسه با دیگر راکت‌ها

در این بخش فالکون هوی را با برخی از راکت‌های فضایی دیگر که در خانواده‌ی راکت‌های سنگین و فوق سنگین قرار می‌گیرند مقایسه می‌کنیم. برای شروع، بهتر است به سراغ راکت افسانه‌ای ساترن ۵ برویم. ساترن ۵ هنوز هم عنوان قوی‌ترین راکت فضایی تاریخ را یدک می‌کشد؛ فرود انسان روی فضا مدیون این راکت است که می‌تواند محموله‌های ۱۱۸ تنی را به مدار نزدیک زمین برساند. شایان ذکر است که این راکت در سال ۱۹۷۳ بازنشسته شد.

ساترن ۵ / Saturn V

راکت ساترن ۵

یکی دیگر از راکت‌هایی که توان حمل محموله‌ای بیش از فالکون هوی داشت، راکت روسی انرگیا است که از توان حمل محموله‌های ۱۰۰ تنی در مدار نزدیک زمین برخوردار بود. این راکت برای سفر به ماه و پرتاب فضاپیمای بوران (فضاپیمایی مشابه مدارگرد شاتل) طراحی شد. لازم به ذکر است که کار روی این راکت در سال ۱۹۸۸ پس از انجام دو پرواز آزمایشی متوقف شد.

اما اگر بخواهیم از گذشته بگذریم و نگاهی به آینده داشته باشیم، نمی‌توانیم از «سیستم پرتاب فضایی» ناسا (Space Launch System) چشم‌پوشی کنیم. این راکت عظیم‌الجثه که تحت رهبری ناسا و به‌طور مشترک توسط بوئینگ، ULA، اربیتال ATK و آئروجت طراحی و تولید می‌شود، قرار است اولین پرواز خود را در سال ۲۰۱۹ تجربه کند. این راکت توانایی حمل محموله‌های ۷۰ تا ۱۳۰ تنی خواهد داشت و از این نظر بالاتر از فالکون هوی و حتی ساترن ۵ قرار می‌گیرد. یکی از اهداف ناسا از طراحی و تولید این راکت، انجام پروازهای سرنشین‌دار است.

Space Launch System

سیستم پرتاب فضایی

شرکت فضایی بلو ارجین نیز در حال توسعه‌ی راکتی موسوم به نیو گلن است

جف بزوس و شرکت فضایی وی موسوم به بلو ارجین نیز بیکار ننشسته‌اند و در حال توسعه‌ی راکتی موسوم به نیو گلن (New Glenn) هستند؛ این راکت هنوز در حال طی کردن مراحل طراحی و توسعه‌ است. نیو گلن خواهد توانست محموله‌های ۴۵ تنی را به مدار نزدیک زمین برساند. راکت جدید جف بزوس در دو گونه‌ی دو و سه‌ مرحله‌ای تولید خواهد شد و احتمال می‌رود اولین پرواز آن در سال ۲۰۲۰ انجام شود. بلو ارجین پیش‌بینی می‌کند که بتواند از این راکت برای ارسال انسان به فضا نیز استفاده کند.

در جدول زیر می‌توانید مشخصات فالکون هوی را با چندین راکت سنگین و فوق سنگین دیگر مقایسه کنید.

مشخصاتفالکون هویساترن-۵انرگیاسیستم پرتاب فضایینیو گلنلانگ‌مارچ-۵پروتون-امدلتا-۴
طبقه‌بندیفوق سنگینفوق سنگینفوق سنگینفوق سنگینسنگینسنگینسنگینسنگین
کشور سازندهایالات متحدهایالات متحدهاتحاد شورویایالات متحدهایالات متحدهچینروسیهایالات متحده
تعداد مراحل۲۳۲۲۲ یا ۳۲۳ یا ۴۲
وزن محموله به مدار نزدیک زمین۶۳.۸ تن۱۴۰ تن۱۰۰ تن۷۰ تا ۱۳۰ تن۴۵ تن۲۵ تن۲۳ تن۲۸.۷ تن
وضعیت کنونیفعالغیرفعالغیرفعالدر حال توسعهدر حال توسعهفعالفعالفعال
اولین پرواز۲۰۱۸۱۹۶۷۱۹۸۷۲۰۱۹۲۰۲۰۲۰۱۶۲۰۰۱۲۰۰۴
تعداد کل پرتاب‌ها۱۱۳۲۰۰۲۱۰۲۹
تعداد پرتاب‌های موفق۱۱۲۲۰۰۱۹۲۸

هزینه‌های پرتاب

طبق پیش‌بینی ایلان ماسک در سال ۲۰۱۱، با وجود فالکن هوی (در کنار راکت فالکون ۹) امکان دست‌یابی به هزینه‌ی ۱۱۰۰ دلار به‌ازای هرکیلوگرم محموله وجود دارد. بر اساس مطالعات انجام‌شده در سال ۲۰۰۰، ارزان‌ترین راه برای ارسال محموله‌های فضایی استفاده از راکت روسی-اوکراینی زنیت است که در خانواده‌ی راکت‌های متوسط (دارای توان حمل ۲ تا ۲۰ تن به مدار نزدیک زمین) قرار می‌گیرد. (قیمت هر پرتاب راکت زنیت ۲ در حدود ۴۵ میلیون دلار است). اما هزینه‌ی پیش‌بینی شده توسط ایلان ماسک در سال ۲۰۱۱ حتی ۳۵ درصد از هزینه‌ی ارسال محموله با راکت زنیت نیز ارزان‌تر است.

راکت زنیت / Zenit Rocket

راکت زنیت

لازم به ذکر است که اسپیس‌ایکس حتی در سال ۲۰۱۳ نیز توانست عنوان ارزان‌ترین ارائه‌کننده‌ی خدمات ارسال محموله به فضا را با راکت فالکون ۹ به‌ دست آورد. نباید فراموش کنیم که اکنون به لطف دست‌یابی به توانایی استفاده‌ی مجدد از بوستر مرحله‌ی اول، این هزینه بیش از پیش کاهش یافته است.

در حال حاضر هزینه‌ی ارسال محموله با گونه‌ی قابل بازیابی فالکون هوی ۹۰ میلیون دلار اعلام شده است و در گونه‌ی غیر قابل بازیابی (با امکان حمل محموله‌های سنگین‌تر)، این مبلغ به ۱۵۰ دلار افزایش می‌یابد. این مبلغ در مقایسه با رقبای فعلی فالکون هوی بسیار ارزان است، برای مثال هزینه‌ی هر پرتاب راکت دلتا ۴ بین ۳۵۰ تا ۴۰۰ میلیون دلار است. توانایی اسپیس‌ایکس در کاهش هزینه‌های ارسال محموله به فضا در چنین مقیاس قابل توجهی، یکی از نقاط قوت این شرکت در مقایسه با رقبا است.

مأموریت‌های آینده‌ی فالکون هوی

در حال حاضر قرار است سه مأموریت دیگر بر عهده‌ی جدیدترین راکت اسپیس‌ایکس باشد. یکی از آن‌ها مأموریتی موسوم به «مه‌ی آزمایش فضایی ۲» یا STP-2 است که از سوی وزارت دفاع آمریکا به اسپیس‌ایکس واگذار شده است. مه‌ریزی اولیه‌ی این مأموریت به سال ۲۰۱۲ بازمی‌گردد و قرار بود این مأموریت در ماه مارس ۲۰۱۷ به انجام برسد؛ اما با تأخیرهای به‌وجودآمده در توسعه‌ی فالکون هوی، حال قرار است این مأموریت در ماه ژوئن سال ۲۰۱۸ انجام شود. محموله‌ی وزارت دفاع برای این مأموریت شامل ۲۵ ماهواره‌ی کوچک، نوعی سوخت آزمایشی غیر سمی، یک ساعت مینیاتوری اتمی و چند مورد دیگر است. ارسال ماهواره‌ی Arabsat-6A نیز برای سال ۲۰۱۸ مه‌ریزی شده و در سال ۲۰۲۰ قرار است ماهواره‌ی ViaSat-3 به فضا ارسال شود.

ایلان ماسک مه‌هایی داشت تا دو انسان را تا سال ۲۰۱۸ به ماه بفرستد

ایلان ماسک مه‌هایی در سر داشت تا دو انسان را تا اواخر سال ۲۰۱۸ به ماه بفرستد، اما اکنون که مه‌ی دریافت مجوز پروازهای سرنشین‌دار برای فالکون هوی لغو شده‌ است؛ این مه نیز احتمالا لغو خواهد شد یا تا مدتی معلق خواهد ماند. مه‌هایی نیز برای ارسال یک نمونه‌ی تغییریافته از کپسول دراگون به مریخ و فرود روی سطح آن وجود داشت؛ اما با توجه به اینکه اسپیس‌ایکس از نصب پایه‌های فرود روی کپسول دراگون ۲ منصرف شده، این مه نیز اکنون لغو شده‌ است.

فالکون هوی / Falcon Heavy

سخن آخر

فالکون هوی نشان‌دهنده‌ی جاه‌طلبی‌های ایلان ماسک و اسپیس‌ در دنیای کاوش‌های فضایی است. موفقیت اسپیس‌ایکس در توسعه‌ی فالکون هوی و راکت‌های پیشین این شرکت، مهر تأییدی بر توانایی‌های شرکت‌های خصوصی در ترسیم آینده‌ای جذاب‌تر در حوزه‌ی کاوش‌های فضایی است؛‌ کاوش‌هایی که در گذشته بیش از هر چیز به تصمیم‌گیری‌های سازمان‌های فضایی دولتی وابسته بودند.

اما فالکون هوی هم نمی‌تواند به‌طور کامل نشان‌دهنده‌ی اوج جاه‌طلبی‌های اسپیس‌ایکس باشد؛ این شرکت حتی زمانی که در حال توسعه‌ی فالکون هوی بود کار روی راکت به‌مراتب سنگین‌تری موسوم به BFR (مخفف Big Falcon Rocket یا راکت بزرگ فالکون) را شروع کرده‌ بود. هدف از طراحی BFR که حتی در مقایسه با فالکون هوی نیز راکتی غول‌آسا به‌حساب می‌آید و خواهد توانست محموله‌های ۱۵۰ تا ۲۵۰ تنی را به مدار نزدیک زمین بفرستد، دست‌یابی به افق‌های نو در کاوش‌های فضایی با تمرکز بر سیاره‌ی سرخ است. ماسک امیدوار است در سومین دهه از قرن بیست و یکم میلادی این راکت را روانه‌ی فضا کند.

Big Falcon Rocket

مقایسه‌ی BFR با دیگر راکت‌های اسپیس‌ایکس

دو ابزاری که به اسپیس‌ایکس در مسیر موفقیت‌اش کمک کرده‌اند،‌ ارائه‌ی قیمت‌های رقابتی و استفاده‌ از فناوری‌های مدرن برای کاهش هزینه‌ها و افزایش کارایی راکت‌ها هستند. ایده‌هایی همچون بازیابی بوسترها و به‌کارگیری مجموعه‌ای از ده‌ها موتور که در زمان طراحی مجموعه‌هایی همچون شاتل‌های فضایی، انرگیا و راکت N1 اغلب روی کاغذ می‌ماندند، به‌طور کامل اجرایی نمی‌شدند یا با شکست مواجه می‌شدند، توسط اسپیس‌ایکس با جدیت دنبال می‌شوند و اکنون شاهد نتیجه بخش بودن این ایده‌ها هستیم. درسی که می‌توان از تلاش‌ها و موفقیت‌های ماسک و اسپیس‌ایکس گرفت این است که باید به ایده‌های جاه‌طلبانه با جدیت بیشتری نگاه کرد.