Коли Елон Маск з SpaceX твітує щось цікаве, це викликає хвилю хвилювання. Тож, коли нещодавно він твітнув, що SpaceX, можливо, працює над тим, щоб отримати верхні етапи їх ракет, це почало ланцюжок заінтригованих відповідей.
SpaceX спробує повернути верхню ступінь ракети з орбітальної швидкості за допомогою гігантської партійної кулі
- Елон Маск (@elonmusk) 15 квітня 2018 року
SpaceX вже деякий час виймає та використовує нижні етапи, і це знижує вартість запуску корисних вантажів у космос. Але це перший натяк на те, що вони можуть спробувати зробити те ж саме з верхніми етапами.
Відповідачі з Twitter хочуть точно знати, що має на увазі SpaceX, і що може бути «гігантською кулею на вечірці». Муск ще не розробив, але одному зі своїх підписників у Twitter було щось цікаве додати.
Квін Купек, студентка Інженерної школи Джеймса Кларка в Мерілендському університеті, написала твіст Моску:
Якщо ви пропонуєте, що я думаю, що ви є ультра низьким балістичним уповільнювачем коефіцієнта входу, то ви та @SpaceX повинні прийти подивитися, що ми маємо в @UofMaryland. Ми працювали над цим деякий час і щойно закінчили тестування pic.twitter.com/nJBvyUnzaK
- Квін Купек (@QuinnKupec) 16 квітня 2018 року
Космічний журнал зв’язався з містером Купеком, щоб побачити, чи може він допомогти нам зрозуміти, до чого, можливо, потрапляє Муск. Але спочатку трохи тла.
"Ультра низький балістичний коефіцієнт уповільнювача коефіцієнта введення" трохи приємний. Балістичний коефіцієнт вимірює, наскільки добре транспортний засіб може подолати опір повітря під час польоту. Високий балістичний коефіцієнт означає, що транспортний засіб для повторного в'їзду швидко не втрачає швидкості і досягає Землі з високою швидкістю. Ультранизький балістичний сповільнювач коефіцієнта входу швидко втратить швидкість, тобто транспортний засіб рухатиметься з низькою, дозвуковою швидкістю, перш ніж досягти землі.
Для відновлення підсилювача верхнього ступеня бажані низькі швидкості, оскільки вони виробляють менше тепла. Але, за словами Купека, є ще одна проблема, яку треба подолати.
"Що відбувається, коли ці речі сповільнюються до швидкості посадки? Якщо ваш центр ваги зміщений значно за вашим центром перетягування, як це було у випадку з поверненою верхньою сходинкою, він може стати нестабільним. Якщо центр ваги автомобіля для повторного в'їзду занадто високий, він може перевернутися, що, очевидно, не бажано. "
Таким чином, фокус полягає в тому, щоб знизити швидкість руху автомобіля для повторного в’їзду до того моменту, коли тепло, що утворюється при повторному в'їзді, не пошкоджує бустер, і робити це, не спричиняючи перевернення транспортного засобу або іншим способом нестабільність. Це не проблема для підсилювачів основної сцени, які SpaceX тепер регулярно відновлює; у них є власні ретро-ракети для керування їх спуском та посадкою. Але для підсилювачів верхнього ступеня, які досягають орбітальних швидкостей, це перешкода, яку треба подолати.
"Моє дослідження спеціально зосереджено на тому, наскільки високо ви можете підштовхнути центр ваги і все одно підтримувати належну конфігурацію польоту", - сказав Купек.
А як щодо "гігантської кульової вечірки", про яку твітив Маск?
Муск може бути кольоровим посиланням на те, що називається балутом. Слово - це поєднання слів повітряна куля та парашут. Вони були винайдені в 1950-х роках Goodyear Aerospace. Вони можуть затримати спуск в’їзних машин та забезпечити стабільність під час спуску.
"... повітряна куля повинна мати діаметр 120 футів, і виготовлена з високотемпературної тканини ..." - професор Дейв Акін, Університет Меріленда
Космічний журнал зв’язався з професором Дейвом Екіном з Університету Меріленда для ознайомлення з твіттом Муска. Професор Акін працював над реєтерськими системами вже понад 2 десятиліття.
В обміні електронною поштою професор Акін сказав нам: "Були запропоновані концепції для розміщення великої кулі на кабелі, який буксирується позаду вас при в'їзді. Повітряна куля знижує ваш балістичний коефіцієнт, а це означає, що ви сповільнюєтеся вище в атмосфері і теплове навантаження менше ”. Тож головне - очистити свою швидкість перед тим, як наблизитися до Землі, де атмосфера густішає і генерує більше тепла.
Але, за словами професора Акіна, це не обов’язково буде легко зробити. "Щоб отримати на два порядки зменшення величини балістичного коефіцієнта, про який Елон говорив про повітряну кулю, має бути діаметром 120 футів і виготовленим з високотемпературної тканини, тому це не буде все так просто".
Але послужний список Москви показує, що він не цурається речей, які непрості.
Отримання верхніх ступенів ракети - це не все, що полягає у зниженні витрат на запуск, а також у космічному смітті. За підрахунками Європейського космічного агентства, навколо Землі обертається понад 29 000 штук космічного мотлоху, а частина цього сміття витрачається на підсилювачі верхньої щаблі. Вже відбулися певні зіткнення та аварії, деякі супутники були висунуті на різні орбіти. У 2009 році супутник зв'язку Iridium 33 і неіснуючий російський супутник зв'язку Cosmos 2251 зіткнулися один з одним, знищивши обох. Якщо SpaceX може розробити спосіб отримання своїх підсилювачів верхнього ступеня, це означає менше простору і менше потенційних зіткнень.
Існує чіткий прецедент використання повітряних куль для управління повторними роботами. З людьми, такими як професор Акін та Квін Купек, які працюють над цим, SpaceX не доведеться винаходити колесо. Але їм ще належить зробити багато роботи.
Моск твітнув ще одну річ, незабаром після твіту "гігантської партії":
А потім приземліться на ощадливий будинок
- Елон Маск (@elonmusk) 16 квітня 2018 року
Жодного слова про те, що це може означати.
Твіт "гігантської кулі" на Ілона Муска: https://twitter.com/elonmusk/status/985655249745592320
Твіт Куїнна Купека: https://twitter.com/QuinnKupec/status/985736260827471872
