12 دقیقه
مروری بر پرواز دهم استارشیپ و روند بازیابی
اسپیسایکس با گام‌های مصمم به سوی دهمین آزمایش پروازی کامل استارشیپ حرکت میکند؛ پس از آنکه اداره هوانوردی فدرال آمریکا (FAA) تحقیقات خود را درباره آخرین نقص پروازی این سامانه به پایان رساند و با ادامه پرتاب‌ها تحت مجوز فعلی موافقت کرد. این شرکت آزمون نهایی صحت‌سنجی پیشرانه — موسوم به «اسپین پرایم» — را در پایگاه استاربیس تگزاس انجام داد و سپس سامانه‌ی پرتاب را برای بازرسی‌های نهایی، اصلاحات در سپر حرارتی و دیگر مراحل پیش از پرواز به آشیانه بازگرداند. اسپیسایکس تاریخ هدف بعدی برای پرتاب را زودتر از یکشنبه ۲۴ اوت، ساعت ۶:۳۰ عصر به زمان محلی در تگزاس (۲۳:۳۰ UTC) تعیین کرده است.
در این آزمون، مجدداً کل پیکره استارشیپ به کار خواهد رفت: یک بوستر سوپرهوی با ۳۳ موتور رپتور سوخت متانی و بالاترین مرحله که آن نیز با شش موتور رپتور نیرو می‌گیرد. مجموع ارتفاع این ترکیب حدود ۴۰۳ فوت (۱۲۳ متر) است و معماری اصلی اسپیسایکس را برای پرتاب‌های سنگین، بازیابی سریع و مأموریتهای آینده به ماه، مریخ یا ساختارهای مداری مانند منظومه استارلینک شکل می‌دهد.
این پرواز با دقت خاصی از سوی ناظران، ناسا و جامعه فضایی پیگیری خواهد شد؛ چراکه پس از دوره‌ای از شکست‌ها و مشکلات، برگزار میشود. استارشیپ با وجود موفقیت‌های برجسته در ۲۰۲۴ — همچون چندین پرتاب و نخستین بازیابی بوستر سوپرهوی روی پد — در اوایل ۲۰۲۵ شاهد مشکلات پروازی و انفجار زمینی بود. هدف پرواز ۱۰، بستن پرونده مشکلات فنی باز و گردآوری دادههای حیاتی درباره ورود مجدد و رهاسازی محموله است تا مسیر برای نقاط عطف بعدی چون سوختگیری مداری، بازیابی مرحله بالایی و اخذ گواهینامه فرودگر سرنشین‌دار هموارتر شود.
پایان بررسی FAA و یافته‌های آن
اداره هوانوردی اعلام کرد که «نتایج تحقیقات انجام‌شده توسط اسپیسایکس را پذیرفته و بر آن نظارت داشته است.» گزارش نهایی این نهاد، علت اساسی حادثه ماه مه را به «نقص یک قطعه سوخت‌رسان» نسبت داده و پس از مرور اصلاحات اجراشده، اجازه ادامه عملیات پرواز ۱۰ را صادر کرد.
اسپیسایکس نیز به طور عمومی یک دیفیوزر(پخشکننده) معیوب در گنبد جلویی مخزن متان را منشأ اولیه نقص پروازی اخیر اعلام کرد. حسگرها کاهش فشار در مخزن اصلی متان و همزمان افزایش فشار در بخش بالای مخزن (داخل دماغه) را چند دقیقه بعد از پرتاب ثبت کردند. با وجود جبران افت فشار و ادامه احتراق، نشت سوخت و تخلیه غیرمنتظره موجب شد کنترل بخش بالایی سامانه از دست برود. در نهایت، نرم‌افزار ایمنی خودکار دستور تخلیه بقیه پیشرانه و غیرفعال‌سازی کامل مرحله دوم را داد و سقوط بی‌هدایت در اقیانوس هند، مأموریت را خاتمه داد.
مهندسان توانستند خرابی مذکور را در آزمایش زمینی بازسازی کنند و بر آن اساس، دیفیوزر را به نحوی بازطراحی کردند تا گاز پرکننده را بهتر داخل مخزن هدایت کند و فشارهای وارده کاهش یابد. نتایج این اصلاحات پس از تأیید FAA، راه برای بازگشت به پرواز را باز کرد.
انفجار زمینی و رفع مشکلات سخت‌افزاری
پیش از برنامه‌ریزی پرواز ۱۰، حادثه‌ای جداگانه در ۱۸ ژوئن موجب نابودی Ship 36 هنگام بارگذاری سوخت روی سکوی استاربیس شد. این رویداد به زیرساخت‌ها آسیب زد و بازبینی کامل مخازن فشار و عملیات زمینی را در پی داشت. علت، شکستن یک مخزن فشار کامپوزیتی (COPV) محتوی نیتروژن درون محفظه محموله اعلام شد که با شدت منفجر گردید.
در پی این رخداد، اسپیسایکس تمهیداتی اندیشید: کاهش فشار کاری COPV در پروازهای آینده، افزودن تست‌ها و بررسی مضاعف، سخت‌گیری بیشتر در پذیرش قطعات و اعمال تغییرات فنی برای حذف حالت خطا. همچنین سکوی پرتاب فعال برای Ship 37 تجهیز شد و آزمون شلیک کوتاهِ شش موتور رپتور بالایی در اول اوت با موفقیت انجام پذیرفت.
تحلیل فنی: آسیب‌پذیری دیفیوزر و COPV و مدیریت سوخت
دو مشکل فنی متفاوت از حوادث اخیر شناسایی شد: خرابی دیفیوزر فشار در مخزن متان و ضعف ساختاری COPV مرتبط با سیستم فشاردهی. شناسایی دقیق این زیرسامانه‌ها بسیار مهم است، چراکه نقشی حیاتی در مدیریت سوخت و پایداری پروازی دارند.
- دیفیوزر فشار: در موشک‌های سوخت مایع، مخزن باید فشار مثبت حفظ کند تا سوخت به طور یکنواخت به موتور برسد. سامانه فشاردهی با استفاده از گاز بی‌اثر (اغلب نیتروژن) این وظیفه را انجام می‌دهد و دیفیوزر نقش توزیعکننده فشار را دارد. خرابی دیفیوزر موجب عدم تعادل فشار، تخلیه اضافی و نشت سوخت و در نهایت، از دست رفتن کنترل سامانه میشود.
- پایداری COPV: مخازن فشاری کامپوزیتی اگرچه وزن پایینی دارند، اما به دلیل امکان وجود عیب در مواد یا آسیب‌دیدگی، نیازمند تست‌های پذیرش دقیق هستند. تحقیقات نشان داد که COPV در Ship 36 به احتمال زیاد دچار آسیب قبلی شده و نهایتاً هنگام بارگذاری سوخت متلاشی گردید. کاهش فشار کاری و سخت‌گیری بیشتر در آزمون‌ها، این ریسک را برای پروازهای آتی کاهش خواهد داد.
ترکیب این مشکلات نشان می‌دهد که مدیریت گازها و سامانه‌های داخلی به اندازه موتور یا سپر حرارتی اهمیت حیاتی دارند و اصلاح آن‌ها، کلید اطمینان‌پذیری و تکرارپذیری پروازهاست.
اهداف ماموریت پرواز ۱۰
اسپیسایکس هدف اصلی پرواز ۱۰ را گسترش دامنه عملیاتی بوستر سوپرهوی عنوان کرده و چندین آزمون فرود هدفمند در برنامه قرار داده است. محورهای اصلی شامل:
- آزمایش سپر حرارتی و ورود مجدد: داده‌برداری از عملکرد انواع کاشی‌های سرامیکی و فلزی سپر حرارتی نصب‌شده روی بدنه استارشیپ. دوام سپر حرارتی برای بازیابی مرحله بالا حیاتی است؛ چراکه بازگشت از سرعت‌های مداری، بار حرارتی بیشتری وارد میکند. مهندسان به دنبال شناسایی کاشی‌ها و روشهای اتصالی هستند که بیشترین دوام را داشته باشند.
- شبیهسازی رهاسازی محموله: ماموریت، آزمایش رهاسازی شبیه‌سازهای فضایی به اندازه ماهوارههای آتی استارلینک را دنبال میکند. تلاش‌های قبلی با شکست‌هایی روبرو شد که این بار امید به تکمیل موفقیت‌آمیز آن می‌رود.
- آزمایش فرود بوستر: به‌جای تلاش برای بازیابی با چنگک، بوستر در خلیج مکزیک فرود کنترل‌شده خواهد داشت تا در شرایط مختلف ترکیب موتور و قدرت ترمز مورد ارزیابی قرار گیرد.
- گسترش محدوده عملیاتی: مهندسان وضعیت‌های جدید پروازی را برای بوستر آزمایش خواهند کرد — اما این بار با مرزهای ایمنی به‌روزشده — تا مقاومت سازه و رفتار سیالات در نزول را بشناسند. پارامترهای پروازی که قبلاً به خرابی سازه منجر شده بود، بازتنظیم شده‌اند.
جمع‌آوری این دادهها به طراحی پیکربندی‌های آینده استارشیپ، موسوم به نسخه ۳ (بلاک ۳)، که بلندتر و مجهز به بهبودهایی در موتور و زیرسامانه‌هاست، کمک خواهد کرد.
سپر حرارتی، بازیابی و دستیابی به عملیات مداری
یکی از چالش‌های کلیدی، توسعه سپر حرارتی مقاوم در برابر بازگشت از سرعت مداری است. بازیابی مرحله بالا پس از بازگشت و سپس انجام برنامه بازیابی پروازی یا زمینی، متکی بر دوام مناسب مواد و روشهای اتصال کاشی‌هاست تا دمای بسیار بالای ورود مجدد و شوک مکانیکی را تحمل کند.
در سال ۲۰۲۴، استارشیپ موفق شد چندین فرود کنترل‌شده و حتی یک بازیابی موفق بوستر در سکو داشته باشد — نقطه عطف‌هایی که چشم‌انداز بازیابی سریع را نشان دادند. اما در ۲۰۲۵، بسیاری از پروازها پیش از تکمیل ورود مجدد مرحله بالا، خاتمه یافت و هنوز دادههای مهم درباره دوام سپر حرارتی به دست نیامده است. سنسورها نقاط بحرانی را ثبت کردند و حالا این آزمون‌ها جزء هسته ماموریت پرواز ۱۰ هستند.
یک مرحله بالایی قابل بازیابی می‌تواند انقلابی ایجاد کند؛ چراکه هزینه هر پرتاب را کاهش داده و امکان برنامه‌های بلندپروازانه‌ای چون سوختگیری مداری را — که پیش‌نیاز مأموریتهای بین‌سیاره‌ای عظیم و نقش استارشیپ در طرح آرتمیس ناسا است — فراهم میکند. اما تا بازیابی مکرر مرحله بالایی تحقق نیابد، این اهداف در حد آزمایش باقی خواهند ماند.
زمینه برنامه: استارلینک، آرتمیس و رؤیای مریخ
برنامه استارشیپ اسپیسایکس برای چندین ماموریت راهبردی اساسی است. ناسا استارشیپ را برای سیستم فرود سرنشین‌دار (HLS) طرح آرتمیس انتخاب کرده است. این امر مستلزم رعایت استانداردهای بسیار سخت ایمنی و قابلیت اطمینان است؛ پروازها و اصلاحات موفق رکن اصلی این فرایند گواهی‌دهی خواهند بود.
از سوی دیگر، استارشیپ نقش کلیدی در توسعه منظومه اینترنتی استارلینک دارد. ظرفیت بالای حمل محموله، امکان پرتاب سریع هزاران ماهواره را میسر ساخته و هزینه و زمان ساخت زیرساخت‌های مداری را کاهش می‌دهد. در افق‌های فراتر، ایلان ماسک همواره استارشیپ را کلید تحقق رؤیای شهرک‌سازی در مریخ دانسته است — برنامه‌ای که به بازیابی اثبات‌شده، سوختگیری مداری و تولید انبوه بستگی دارد.
تأخیر در رسیدن به بازیابی بالاترین مرحله و سوختگیری مداری، این چشم‌اندازها را به سال‌های بعد موکول کرد. اسپیسایکس قصد داشت نمایش این قابلیت‌ها را در ۲۰۲۵ محقق کند اما به‌دلیل موانع اخیر، به تعویق افتاده‌اند. هر پرواز آزمایشی — و درس‌های استخراج‌شده از شکست — مستقیماً به نقشه راه بلوک ۳ و فراتر از آن کمک خواهد کرد.
معنای موفقیت پرواز ۱۰
موفقیت گسترده پرواز ۱۰ به معنای ورود فوری به فاز عملیاتی نیست، اما گامی محکم در جهت رفع سه ریسک کلیدی به‌شمار می‌رود: اطمینان از فشاردهی و خطوط داخلی، ایمنی COPV و حفظ سلامت سپر حرارتی. دستیابی به شبیهسازی رهاسازی محموله و گردآوری کامل دادههای ورود مجدد، اطلاعات عینی برای اعتبارسنجی مواد و روشهای اتصال را فراهم خواهد کرد. نمایش حالتهای فرود کنترل‌شده بوستر تحت محدودیت‌های جدید نیز دامنه ابزار بازیابی را توسعه می‌دهد.
تاییدیه سازمان FAA و گزارش شفاف درباره تحلیل خرابی‌ها نیز برای جلب اعتماد عمومی و پیشبرد برنامه، اهمیت دارد. ناسا و مشتریان وابسته باید اصلاحات اثبات‌شده و نتایج تکرارپذیر مشاهده کنند تا ماموریت‌های حیاتی را به این وسیله واگذار نمایند.
نقشه راه سخت‌افزاری و پیکربندی در آینده نزدیک
اسپیسایکس تا پیش از ورود به نسخه ۳ (بلاک ۳) که دارای ارتقاء ساختاری و بهبود موتورها — به ویژه رپتورهای بهبودیافته — خواهد بود، تنها دو دستگاه از بلوک ۲ را در اختیار دارد. این شرکت تاکید دارد مدل توسعه آن مبتنی بر تکرار سریع و یادگیری از هر پرواز و آزمون زمینی است. به همین دلیل دو پرواز آینده با همین نسل در برنامه است و هدف آن شناخت بهتر ظرفیت‌های سامانه تا دستیابی به راکت کاملاً بازیاب است.
در کوتاه‌مدت اصلاحات روی آزمون‌پذیری دشوارتر COPV، کاهش فشار کاری، دیفیوزرهای بازطراحی‌شده و الگوهای نزول دقیق‌تر بوستر متمرکز است که مجموعاً ریسک شکست‌های تکی را کاهش داده و در برابر بارهای غیرمنتظره حاشیه اطمینان می‌سازد.
ریسک‌ها و ملاحظات ایمنی عمومی
راکت‌های نمونه بزرگ ذاتاً پرریسک‌اند. مسیرهای پروازی استارشیپ گاه مناطق مسکونی و حریم هوایی بین‌المللی را قطع می‌کنند و در گذشته نیز قطعاتی در نزدیکی باهاما و تورکس‌اند-کایکوس فرود آمده است. نقش نظارتی FAA شامل صدور مجوز، بررسی اثرات زیست‌محیطی و بررسی حوادث است تا ایمنی عمومی تضمین گردد. پذیرش گزارش اسپیسایکس و اقدامات اصلاحی از سوی این نهاد گامی کلیدی به سوی آغاز مجدد پروازها بر اساس درک ریسک است، اما تداوم شفافیت و موفقیت پروازها برای جلب اعتماد قانون‌گذاران و اجتماع ضروری خواهد بود.
جمع‌بندی
اسپیسایکس با آماده‌سازی پرواز ۱۰ و پیاده‌سازی بازطراحی‌های سخت‌افزاری و اصلاحات اجرایی، قصد دارد به سلسله ناکامی‌های فنی اخیر پایان دهد. با خاتمه تحقیقات FAA درباره حادثه ماه مه و شناسایی دیفیوزر معیوب از سوی شرکت، مجوز ادامه‌ی آزمایش تحت شرایط فعلی صادر شد. همچنین، پس از انفجار COPV و از بین رفتن Ship 36 در خرداد، اقدامات احتیاطی بیشتری به کار گرفته شد.
پرواز ۱۰ در پی گردآوری دادههای قطعی درباره مواد سپر حرارتی، شبیهسازی رهاسازی محموله و سنجش حالتهای جدید کنترل فرود سوپرهوی است. این آزمایش‌ها، گام‌های اساسی برای دستیابی به مرحله بالایی کامل بازیاب، نمایش سوختگیری مداری و مأموریتهای سرنشین‌دار برنامه آرتمیس هستند. هیچ پرواز واحدی همه اجزای چشم‌انداز استارشیپ را تأیید نمی‌کند، اما موفقیت پرواز ۱۰ گامی مهم و حیاتی نه تنها در پیشرفت اسپیسایکس، بلکه در دستیابی به اهداف پرتاب‌گرهای بزرگ، بازیاب و اکتشافات فضای دوردست خواهد بود.
کلیدواژه‌ها: استارشیپ، سوپرهوی، موتور رپتور، تحقیقات FAA، COPV، سپر حرارتی، بازیابی‌پذیری، استاربیس، استارلینک، آرتمیس، سوختگیری مداری، دیفیوزر فشار، پیشرانه کرایوژنیک، آزمایش پروازی
منبع: arstechnica
.avif)
نظرات