Amikor Elon Musk a SpaceX-ből tweets valami érdekeset, izgalom hullámát kelti. Tehát, amikor nemrégiben tweetelt, hogy a SpaceX valószínűleg azon dolgozik, hogy megszerezze rakétáik felső szakaszát, elindította az érdekes válaszláncot.
A SpaceX egy óriási parti ballon segítségével megpróbálja visszahozni a rakéta felső szakaszát az orbitális sebességből
- Elon Musk (@elonmusk), 2018. április 15
A SpaceX már egy ideje lekérdezi és újrafelhasználja az alsó szakaszokat, és csökkentette a hasznos rakományok űrbe történő elindításának költségeit. De ez az első tipp, hogy megpróbálhatják ugyanezt tenni a felső szakaszokkal is.
A Twitter válaszadói pontosan meg akarták tudni, hogy mit gondol a SpaceX, és mi lehet az „óriási párt ballon”. Musk még nem dolgozott ki, de az egyik Twitter-követője érdekes dolgot tett hozzá.
Quinn Kupec, a Marylandi Egyetem James Clark Műszaki Iskolájának hallgatója tweetelt Musknak:
Ha azt javasolja, hogy mit gondolsz, egy rendkívül alacsony ballisztikus belépési együttható-lassítót, akkor Önnek és a @SpaceX-nek meg kell néznie, mi van a @UofMaryland-en. Egy ideje dolgozunk ezen, és éppen befejeztük a pic.twitter.com/nJBvyUnzaK tesztelését
- Quinn Kupec (@QuinnKupec), 2018. április 16
A Space Magazine felvette a kapcsolatot Kupec úrral, hogy megtudja, segíthet-e nekünk megérteni, hogy mi Muszk valószínűleg megtörtént. De először egy kis háttér.
Az „ultra alacsony ballisztikus belépési együttható lassító” kissé egy falat. A ballisztikus együttható azt méri, hogy a jármű mennyire képes legyőzni a repülési ellenállást. A magas ballisztikus együttható azt jelenti, hogy az újra belépő jármű nem veszíti el gyorsan a sebességet, és nagy sebességgel eléri a Földet. Egy rendkívül alacsony ballisztikus belépési együttható lassító gyorsan elveszíti a sebességet, vagyis a jármű alacsony szubszonikus sebességgel haladna, mielőtt elérné a talajt.
A felső fokozatú emlékeztető visszanyerése érdekében alacsony sebesség szükséges, mivel kevesebb hőt termelnek. Kupec szerint azonban van egy másik probléma, amelyet le kell küzdeni.
„Mi történik, ha ezek a dolgok leereszkednek a leszállási sebességre? Ha a súlypontja jelentősen eltolódik a vonóközpont mögött, mint például a visszatérő felső szakasz esetében, akkor instabil lehet. Ha a visszatérő jármű súlypontja túl magas, akkor megfordulhat, ami nyilvánvalóan nem kívánatos. "
A trükk tehát az, hogy a visszatérő jármű sebességét olyan szintre csökkentsék, ahol az újrabejutás által keltett hő nem károsítja az emlékeztetőt, és ezt úgy kell megtenni, hogy a járművet nem fordítják meg, vagy más módon nem válnak instabilá. Ez nem jelent problémát a fő színpad-erősítők számára, amelyeket a SpaceX most rutinszerűen helyreállít; saját retrorakétájuk van, amelyek irányítják leszállásukat és leszállásukat. A felső szakasz fokozóinak azonban, amelyek elérték az orbitális sebességet, ez egy akadály, amelyet le kell küzdeni.
"Kutatásom kifejezetten arra összpontosít, hogy milyen magasra tudja nyomni a súlypontját, és továbbra is fenntartsák a megfelelő repülési konfigurációt” - mondta Kupec.
De mi a helyzet az „óriási párt ballonnal”, amelyről Musk tweetelt?
Muskus színes értelemben utalhat arra, amit úgy hívnak, mint egy ballon. A szó a léggömb és az ejtőernyő szavak kombinációja. Az 1950-es években a Goodyear Aerospace találta ki őket. Le tudják állítani a belépő járművek leszállását és stabilitást biztosítanak a leszállás során.
„… A ballonnak 120 láb átmérőjűnek kell lennie, és magas hőmérsékletű anyagból kell készülnie…” - professzor Dave Akin, Marylandi Egyetem
A Space Magazine kapcsolatba lépett Dave Akin professzorral a Marylandi Egyetemen, hogy betekintést nyerjen a Musk tweetjébe. Akin professzor több mint 2 évtizede dolgozik az újrabejutási rendszerekkel.
Egy e-mailben Akin professzor elmondta nekünk: „Javasoltak olyan elképzeléseket, amelyek szerint egy nagy léggömböt fel lehet szerelni egy kábelre, amelyet a belépéskor maga mögött húznak. A ballon csökkenti a ballisztikai együtthatót, ami azt jelenti, hogy magasabbra lassul a légkörben, és a hőterhelés kisebb. ” Tehát a legfontosabb az, hogy dörzsölje sebességét, mielőtt közelebb kerülne a Földhöz, ahol a légkör vastagabb és több hőt termel.
De Akin professzor szerint ezt nem feltétlenül könnyű megtenni. "Ahhoz, hogy megkapjuk a ballisztikus együttható két nagyságrendi csökkenését, amelyről Elon beszélt a ballonról, 120 láb átmérőjűnek kell lennie, és magas hőmérsékletű anyagból kell készülnie, tehát nem lesz ilyen könnyű."
De Musk eddigi eredményei azt mutatják, hogy nem szabadul meg attól, ami nem könnyű.
A rakéta felső szakaszának visszaszerzése nemcsak a dobási költségek csökkentéséről szól, hanem az űrhajózásról is. Az Európai Űrügynökség becslése szerint több mint 29 000 darab űrhajó-hulladék kering a Föld körül, és ennek egy része a felső szakasz fokozására szolgál. Voltak már ütközések és balesetek, néhány műholdat eltérő pályára helyezve. 2009-ben az Iridium 33 kommunikációs műholdas és a megszűnt orosz Cosmos 2251 kommunikációs műholdas ütközött egymással, elpusztítva mindkettőt. Ha a SpaceX kifejleszthet egy módszert a felső szakaszban lévő erősítők visszanyerésére, akkor ez kevesebb helyigényt és kevesebb potenciális ütközést eredményez.
Világos precedens a léggömbök visszatérés kezelésére. Mivel az Akin professzor és Quinn Kupec professzor dolgozik rajta, a SpaceX-nek nem kell újból feltalálnia a kereket. De még mindig sok tennivalónk van.
Musk egy másik dolgot tweetelt röviddel az óriási párt ballonja után:
És akkor szálljon le egy pattogó házra
- Elon Musk (@elonmusk), 2018. április 16
Még nincs szó arról, mit jelenthet ez.
Elon Musk „óriási party ballon” tweet: https://twitter.com/elonmusk/status/985655249745592320
Quinn Kupec tweetje: https://twitter.com/QuinnKupec/status/985736260827471872
