في إحدى
التغريدات الأخيرة
، كان Ilona Mask حرفياً ما يلي:
بالمناسبة ، لم تعد SpaceX تخطط لترقية المرحلة الثانية من Falcon-9 لضمان إمكانية إعادة الاستخدام. بدلا من ذلك ، تسارع تطوير BFR. التصميم الجديد مثير للإعجاب! إنه حقا غير بديهي.
لسوء الحظ ، لا توجد تفاصيل فنية عن "التصميم الجديد جذريًا" حتى الآن.
منذ عام 2016 ، يعد هذا هو رابع مراجعة لتصميم BFR (المعروف سابقًا باسم ITS). قبل ذلك ، انخفض قطر الصاروخ ومعلمات Raptor في عام 2017 وظهرت الدفة الهوائية في المرحلة الثانية (الملقب BFS) في عام 2018. ما الذي يمكن أن يتغير الآن؟ وهل هذه التغييرات معاكسة للحدس؟ محاولة للإجابة على السؤال الأول تحت الخفض ، والإجابة على السؤال الثاني سنكتشفها فقط بعد فترة.
قام مور بعمله
لقد أثبت موسك مرارًا وتكرارًا أن أي تقنية ، حتى أجملها ، ليست سوى وسيلة لتحقيق غاية (إنسانية متعددة الكواكب أو الاستيلاء على سوق الإطلاق الأمريكية - تقرر بنفسك). ذهب Faolcon-1 تحت السكين (ليس غير واعد جدًا ، نظرًا لطفرة السواتل النانوية) ، وهبوط صاروخ Dragon-2 ، ونقل الوقود إلى Falcon-Heavy ، وإنقاذ المرحلة الثانية من Falcon. الآن ، يبدو أن الوقت قد حان للاستقالة لطريقة الإنقاذ في المرحلة الأولى التي تم إجراؤها على Falcon-9.
بتعبير أدق ، قد يبقى الهبوط الفعلي للصواريخ على محركاتها جيدًا. لكن الكبح قبل دخول الجو ، على ما يبدو ، سيبقى في الماضي مع الصقر. دعني أذكرك أن Entry Burn كان رداً على تدمير المرحلة الأولى عند دخول الغلاف الجوي. هذا فقط لمهمة المريخ كان من الضروري البدء في تطوير مرحلة ثانية قادرة على السحب الديناميكي الهوائي من سرعة تفوق سرعة الصوت. على ما يبدو ، فإن العمل عليها يتطور بنجاح - في العام المقبل من المقرر أن يبدأ اختبارات التنقل للمرحلة الثانية ، وقد تم بالفعل إطلاق إنتاج هياكل ألياف الكربون. ولكن فقط إلى المرحلة الثانية ، هناك حاجة أيضًا إلى المرحلة الأولى ، وهي تزيد عن أربع مرات تقريبًا ، وعلى الأرجح أن اليابانيين الذين أمروا بتحليق القمر حولهم يريدون بسرعة. نعم ، و SLS ، على الأقل ، على وشك الانتهاء ، وسيكون من الضروري تجاوزها لزيادة فرص إغلاق SLS لصالح BFR.
ثم يطرح السؤال لماذا الخطوة الأولى؟ النموذج BFR ، الذي كان من المفترض أن يحمل مهمة قمرية خاصة ، وحتى الآن تم بناؤه على رابتورز الجوي (ليس لديهم الوقت لإنهاء الفراغ) ولديه دلتا جيدة جدًا تبلغ حوالي 5-7 كم / ثانية. لذا دعه يعمل في الخطوة الأولى مؤقتًا على الأقل! يتم تعويض انخفاض وزن البدء من خلال عدم وجود فرملة قبل دخول الغلاف الجوي. الآن يمكن أن تتباطأ المرحلة في الغلاف الجوي مع وجود احتياطي من الوقود فقط للهبوط على مركب. أو حتى الانتقال إلى هبوط طائرة. لكن المرحلة الثانية في البداية يمكن أن تكون حتى المرحلة الثانية من Falcon-9 مع Dragon-2.
وفقًا لعرض العام الماضي ، يجب أن يكون لقناع BFR للمرحلة الثانية (الملقب BFS) وزن جاف يبلغ 85 طنًا مع كتلة وقود تبلغ 1100 طنًا. نسبة الإجمالي إلى الكتلة الجافة هي 13.9 ، وهي جيدة جدًا ، على الرغم من أن المرحلة الأولى من Falcon-9 لديها هذه المعلمة لـ 20. لكن Falcon-9 يجب أن تنفق الوقود للفرملة قبل دخول الغلاف الجوي ، و BFS لديها حماية حرارية. وفقًا لنفس العرض التقديمي ، فإن دلتا BFS التي تعمل بالوقود بالكامل مع 150 طنًا من الحمولات في مدار قريب من الأرض سيكون لها دلتا تبلغ 6 كم / ثانية. يجب أن تتسارع سفينتنا من السطح باستخدام المحركات الجوية ، ولكن إعادة الحساب وفقًا لصيغة Tsiolkovsky تعطي دلتا 6.45 كم / ثانية عند 120 طنًا من الحمولة ، باستثناء الخسائر الديناميكية الهوائية والجاذبية. لأخذها في الاعتبار ، نطرح 1.5 كم / ثانية.
وهكذا ، لدينا 120 طنًا ، موزعة على 5.95 كم / ثانية. مع دفعة محددة من الفراغ "Merlin" و 100 طن من الوقود ، لدينا زيادة قدرها 6.09 كم / ثانية. مع الكتلة الجافة للمرحلة الثانية من الصقر في حدود 5 أطنان ، لدينا أكثر من 15 طنًا في Dragon-2 ونحو 1 كم / ثانية في الاحتياطي. في الواقع ، نحصل على سعة تحميل أعلى بقليل من نسخة لمرة واحدة من Falcon-Heavy ولكن مع خلاص الدرجة الأولى. في رأيي ، خطوة منطقية.
ما هي الخطوة التالية؟
بالطبع ، الحل الموضح أعلاه هو إلى حد كبير مسكن ومصمّم لتحقيق هدف محدد (يطير بالقمر) بأقل التكاليف مع الحفاظ على إمكانية التحديث لتحقيق نفس المريخ. لا يزال بإمكانك بناء المرحلة الأولى من خلال هبوط SpaceX التقليدي بالفعل مع دفعة الفرامل. يمكنك استخدام مشروع Triamic Twins القديم الذي
اقترحته شركة General Dynamics كمفهوم للمكوك المستقبلي. لكن الخيار الأكثر إثارة للاهتمام هو استخدام إنجازات "الأصدقاء المحلفين" من ULA في الاقتصاد السيسيلي.
في المشروع الأصلي ، كان من المفترض أن يزود القناع بالوقود بالناقلات التي تم إطلاقها من الأرض. لكن القمر بمعنى بئر الجاذبية يمكن الوصول إليه بسهولة أكبر وهناك ماء عليه يمكن أن ينتج منه الهيدروجين والأكسجين. لا يبدو ترقية Raptor إلى الهيدروجين ، أو إنشاء ذرة الهيدروجين من الصفر بدلاً من الميثان ، أمرًا رائعًا. في النهاية ، تعامل BlueO بنجاح مع المهمة الثانية. علاوة على ذلك ، تتوفر المياه على كوكب المريخ أيضًا.
نتيجة مثيرة للاهتمام للانتقال من هبوط صاروخي كامل للمرحلة الأولى إلى الديناميكية الهوائية هو انخفاض في زيادة السرعة للمرحلة الثانية اللازمة لدخول مدار أرضي منخفض. لذلك في المثال المذكور أعلاه ، كانت هذه الزيادة أكثر بقليل من 2 كيلومتر في الثانية. في الوقت نفسه ، استند مفهوم نظام النقل بين الكواكب في الأصل إلى حقيقة أن المرحلة الثانية ، عند حفظ المرحلة الأولى على المحركات ، تتطلب دلتا من 6 إلى 7 كم / ثانية ، مما جعل من الممكن إعادة تشغيل المرحلة في المدار والطيران إلى المريخ على طول مسار سريع. ولكن مع سرعة فصل أعلى في المرحلتين الأولى والثانية ، سيتعين عليك إما خفض أقصى زيادة ممكنة لسرعة السفينة ، أو الذهاب إلى IEO مع الدبابات التي لم يتم تطويرها بالكامل ، مما يجعل BFR أقرب إلى مشروع ULA.
سفينة الهيدروجين بين الكواكب التي يبلغ إجمالي كتلتها 120 طنًا ، موزعة في المرحلة الأولى إلى نفس 5.95 كم / ثانية ، لن تنفق سوى 45 طنًا من الوقود للوصول إلى وحدة الأوزون الوطنية. بعد تجديد ما تم إنفاقه ، سيكون قادرًا على إضافة 3.85 كم / ثانية بكتلة نهائية تبلغ 50 طنًا. هذا ليس 85 + 150 طنًا بسرعة +6 كم / ثانية التي وعد بها إيلون ، لكن الكتلة الأولية للنظام عند البدء من الأرض ليست سوى 1305 طنًا ، مقابل ~ 5000 طن من BFR "القديم". لسوء الحظ ، لن ينجح البدء من المريخ إلى الأرض إلا بكتلة نهائية تبلغ حوالي 35 طنًا. في المجموع ، لدينا 20 طنا من الكمبيالات التي نتركها على سطح المريخ قبل أن نغادر المنزل. وهكذا ، فإن PN أقل 8 مرات تقريبًا ، والصاروخ أقل من 5 مرات. الكسب غير ملحوظ. دون أن يلاحظها أحد حتى نأخذ في الاعتبار الناقلات. احتاجت BFR إلى 6 قطع ، لكن صاروخنا "ليس كبيرًا جدًا" احتاج إلى 1 فقط. لأننا تحولنا إلى الهيدروجين وضحينا بسرعة الرحلة إلى المريخ.
أكرر ، ما سبق كان مجرد سيناريو افتراضي لتطوير مشروع نظام النقل بين الكواكب. ما سوف ينتج بالضبط في وقت SpaceX سيخبرنا.