„Kaip „SpaceX“ inžinieriai išmokė paleidimo aikštę pritraukti žemesnę „Starship“ pakopą.
Koks tai buvo reginys, kuris atsiskleidė pirmoje aušros šviesoje 2024 m. spalio 13 d. Boka Čikoje, Pietų Teksase. Praėjus šešioms minutėms po penktojo bandomojo „SpaceX“ sunkiosios keliamosios raketos „Starship“ paleidimo, 71 metro ilgio apatinė pakopa viršgarsiniu greičiu pasinėrė link paleidimo vietos. 33 variklio purkštukai švytėjo oro trinties karštyje, tarsi milžinas būtų išmetęs degančią cigaretę. Tada 13 šių variklių užsidegė ir sulėtino krintantį cilindrą iki automobilio greičio miesto eisme. Dabar raketos pakopa manevravo ant paskutinių trijų vis dar veikiančių variklių purkštukų tarp dviejų į žnyplę panašių svirčių, pritvirtintų prie paleidimo bokšto. Pabaisa, dar žinoma kaip Mechazila, puolė drąsiai, atrodė, bet švelniai.
Laivui „Starship“ baigus šeštąjį bandomąjį skrydį, šis fotogeniškas manevras, daugelio žiūrovų nusivylimui, neįvyko. Tačiau spalio 13 d., kai buvo bandoma užfiksuoti pirmą kartą, tai pavyko. Bet kaip kažkas panašaus gali pasisekti? Bendras 121 metro aukščio „Starship“ yra didžiausia ir galingiausia kada nors paleista raketa. Kilimo metu jis išvysto daugiau, nei dvigubai, didesnę trauką, nei legendinis Saturnas V, kuriuo Apollo astronautai skrido į Mėnulį.
Idėja, kad 232 tonas sverianti žemutinė pakopa būtų sugrąžinta į paleidimo bokštą ir ją pagautų, kad vėliau būtų galima greitai pakartotinai panaudoti, skamba kaip mokslinė fantastika, ir daugelis ją ilgai laikė tokia. Tačiau taip jau buvo su „SpaceX“ „Falcon 9“, kol žemesnė šios raketos pakopa 2015 m. gruodžio mėn. pirmą kartą saugiai nusileido Žemėje.
Dabar tai tapo įprasta: nuo šiandien „SpaceX“ gali pažvelgti į 352 sėkmingus šių stiprintuvų nusileidimus. Kai kurie iš jų buvo panaudoti iki 23 kartų.
Tačiau „Falcon 9“ pakopos nusileidžia ant kojų, kurios buvo išskleistos prieš pat po to, kai jas sulėtino jų pačių varikliai – ir paprastai tai daroma dronų laivuose toli vandenyne, saugiu atstumu nuo brangios infrastruktūros paleidimo aikštelėje. kai vėliau reikia gabenti ir vėl parsivežti, o tai atima daug laiko. Tiesioginis grįžimas į paleidimo vietą yra didelės rizikos ir didelio atlygio metodas, tačiau tai būdinga strategijų, kurių mėgsta laikytis „SpaceX“ įkūrėjas Elonas Muskas, dalis. Musko tikslas – ne tik sukurti pakankamai didelę raketą, kad galėtų skristi į Mėnulį ir iš esmės net į Marsą. Taip pat teigiama, kad tai pirmasis visiškai pakartotinis naudojimas. Su Falcon 9 jis turėjo apsiriboti žemesne pakopa.
Dabar taip pat buvo pateikti įrodymai apie „Starship“ žemesnę pakopą, vadinamą „Super Heavy“. Tačiau prieš tai Musko inžinieriai turėjo išspręsti daugybę problemų. Mechazilos rankos, dar vadinamos lazdelėmis, tarnauja ne tik pagaunant apatinę pakopą, bet ir kaip kėlimo įtaisas, leidžiantis dviem pakopoms, t.y. Super Heavy ir viršutinei pakopai – Starship siauresne prasme – susivesti į padėtį ir viena link kitos susirinkti. Valgomosios lazdelės slysta aukštyn ir žemyn bokštu ant bėgių, valdomų plieninių kabelių sistema. Kad sugautų krovinį, svirtys, kurių kiekviena sveria apie šimtą tonų, turi veikti daug greičiau, nei atliekant surinkimo manevrus, todėl hidraulikai sunku jas tiksliai valdyti. Egzistuoja vibracijos rizika, kurią reikia sumažinti, sumaniai suprojektavus.
Leistini nuokrypiai yra griežti ir kitais atžvilgiais. 20 metrų ilgio gaudymo bėgeliai, esantys vidinėje lazdelių pusėje, yra ant amortizatorių, kurie gaudymo proceso metu nusileidžia iki 85 centimetrų. Bėgių vidus išklotas elastingai deformuojamomis putplasčio pagalvėlėmis plonuose metaliniuose dangteliuose, kurios gali prisispausti prie raketos sienelės, jos nepažeisdamos. Tačiau jie nėra skirti suspausti ir laikyti Super Heavy. Tai atliekama dviem mažais priedais, esančiais abiejose raketos išorės pusėse. Kiekvienas iš jų baigiasi į apačią nukreiptais 17 centimetrų pločio cilindrais, kurie nusileidžiant remiasi į stabdymo bėgius. Jie gali judėti nedideliu kampu prieš savo išilgines ašis, kad būtų užtikrintas sklandus kontaktas su bėgiais, net jei stiprintuvas sugautas, šiek tiek pakreiptas.
Tačiau jei stiprintuvas atkeliauja pasisukęs daugiau, nei 9–17 laipsnių kampu, šie privažiavimai nepaisytų bėgių. Raketos pakopa praslystų ir atsitrenktų į paleidimo bokšto pagrindą po 40 metrų, dėl to likęs metano kuras sprogtų ir ne tik sunaikintų stiprintuvą, bet ir smarkiai sugadintų visą įrenginį. Tačiau toks iškraipymas mažai tikėtinas, nes šią riedėjimo ašį lengviausia valdyti raketose.
Neteisingo laiko nustatymo rizika yra daug didesnė, pavyzdžiui, jei lazdelės juda per lėtai arba raketos pakopa vis dar per greita, galbūt, todėl, kad ne visi varikliai anksčiau veikė tinkamai. Todėl prieiga pasiekiama tiksliai koordinuojant Mechazilla ir krintančios raketos pakopos telemetrijos duomenis. Ir yra sudėtingas abortų protokolas: paliktas sau, stiprintuvas automatiškai nukreipiamas į jūrą, į rytus nuo Boca Chica. Jis grįžta į paleidimo bokštą, naudodamas aerodinaminį valdymą per keturis tinklelio pelekus tik tada, kai antžeminis valdymas aktyviai duoda signalą. Tai siunčiama tik tuo atveju, jei visi stiprintuvo arba čiuptuvų parametrai yra tiksliai teisingi. Po šeštojo bandymo starto praėjusį antradienį jie akivaizdžiai nebuvo teisingi.
Bet net jei skrydžio direktorius stiprintuvui duos komandą „pagauti“, vis tiek gali atsitikti, kad ne visi 13 kilometro aukštyje kelioms sekundėms užsidegančių kilnojamųjų variklių tinkamai veiktų. Jų užduotis – sulėtinti raketos pakopą nuo maždaug 1100 iki 60 kilometrų per valandą jai nukritus per atmosferą. Jei tai neveiks, kaip planuota, stiprintuvas automatiškai nukryps nuo kritinės infrastruktūros. Tačiau tada jis nebepasieks jūros, o nusileis smėlėtoje lygumoje į rytus nuo bokšto.
Apskritai, spalio 13 d. daug kas galėjo suklysti ir, tikriausiai, net „SpaceX“ inžinieriai nesitikėjo, kad manevras iš karto pasiteisins. Tačiau sugavimas, galbūt, buvo lengvesnis pratimas, palyginti su saugiu viršutinės pakopos grįžimu po orbitinio skrydžio, t. y. iš orbitos aplink Žemę. Tik tai padarytų „Starship“ pirmąja, visiškai pakartotinai naudojama, raketa. Per du paskutinius bandomuosius skrydžius viršutinė pakopa tiksliai pasiekė numatytą nusileidimo vietą Indijos vandenyne į vakarus nuo Australijos. Tai bent jau rodo, kad erdvėlaivio judantys pelekai atliko savo darbą, nepaisant karščio ir mechaninių įtempių, atsirandančių dėl pakartotinio patekimo. Bet tai buvo tik suborbitiniai skrydžiai. Tačiau naujausioje versijoje buvo praleistos kelios nuo karščio apsaugančios plytelės ant nerūdijančio plieno laivo „Starship“ korpuso, įskaitant vietą, kurioje ateityje turi būti sulaikantys priedai. Nes galiausiai Mechazila taip pat turėtų sugebėti sugauti viršutinę klasę.“ [1]
1. Raketenfangen leicht gemacht. Frankfurter Allgemeine Zeitung Von Ulf von Rauchhaupt; Frankfurt. 23 Nov 2024: B2.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą