سخت‌افزار و رایانش ابری

تحلیل فنی پرتاب استارشیپ: رسیدن به مدار با وجود ناهنجاری‌های پیشران Raptor 3

در مهرماه ۱۴۰۵، شرکت اسپیس‌اکس موفق شد در یک گام تاریخی، فضاپیمای Starship را برای نخستین بار در مدار زمین قرار دهد و محموله‌ای متشکل از ۲۶ ماهواره استارلینک V3 را مستقر کند. با این حال، بروز ناهنجاری در سیستم پیشران و خاموش شدن غیرمنتظره موتورها، بازه زمانی مأموریت را از ۱۰ ساعت به ۳ ساعت کاهش داد و چالش‌های جدیدی را در مسیر توسعه ناوگان فوق‌سنگین اسپیس‌اکس نمایان کرد.

بررسی عملکرد پیشران Raptor 3 در مرحله بوستر (Super Heavy)

مرحله اول این پرتاب یعنی بوستر Super Heavy با مجموع ۳۳ موتور Raptor 3 آغاز شد. هرچند تمامی موتورها در لحظه برخاست (ساعت ۰۷:۴۸ به وقت مرکزی) روشن شدند، اما در طول فاز صعود، یکی از موتورها به طور خودکار خاموش شد. در مانور بازگشت (Boostback)، از ۲۸ موتور برنامه‌ریزی شده، ۲۶ موتور روشن شدند. همچنین در مرحله فرود، سیستم کنترل توانست ۱۱ موتور از ۱۳ موتور پیش‌بینی شده را برای مرحله اول احتراق معکوس روشن کند که در ادامه به ۵ و سپس ۳ موتور کاهش یافت تا فضاپیما در خلیج مکزیک فرود بیاید. استفاده از سیستم خاتمه پرواز (FTS) پس از فرود، بخشی از پروتکل‌های تست سخت‌افزار ایمنی بود که با موفقیت انجام شد.

چالش‌های فنی در مرحله استارشیپ و مدارگذاری

بحرانی‌ترین لحظه پرتاب، خاموش شدن زودهنگام یکی از سه موتور Raptor بهینه‌شده برای خلأ (Vacuum-optimized) در طول صعود بود. مهندسان پرواز برای جبران این کاهش رانش، زمان احتراق ۵ موتور باقی‌مانده را افزایش دادند. اگرچه این اقدام فضاپیما را در مسیر زیرمداری ایمن قرار داد (تا در صورت بروز نقص فنی به زمین بازگردد)، اما باعث شد سوخت کمتری برای دستیابی به مدار نهایی باقی بماند. با تحلیل پایداری موتورهای سطح دریا، تیم کنترل دستور احتراق مجدد موتورها را صادر کرد که منجر به رسیدن موفقیت‌آمیز به مدار شد.

ابهامات پیرامون معماری سوخت‌رسانی مداری

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های اسپیس‌اکس، نرخ پرتاب (Launch Cadence) مورد نیاز برای مأموریت‌های ماه است. طبق گزارش‌های بازرس کل ناسا، معماری قمری اسپیس‌اکس نیازمند استفاده از یک مخزن سوخت‌رسان (Depot) و انجام بیش از ده پرتاب تانکر با فاصله زمانی حدود ۶ روز است. با وجود دستاوردهای اخیر، اسپیس‌اکس هنوز فناوری انتقال سوخت بین دو فضاپیما در مدار (Vehicle-to-Vehicle Propellant Transfer) را به صورت عملیاتی اثبات نکرده است. این فناوری برای مأموریت Artemis IV در سال ۱۴۰۷ (۲۰۲۸ میلادی) جهت فرود سرنشین‌دار بر ماه حیاتی است، در حالی که مأموریت Artemis III در سال ۱۴۰۶ (۲۰۲۷ میلادی) تنها بر اثبات قابلیت پهلوگیری (Docking) متمرکز خواهد بود.

مشخصات فنی مأموریت:

  • نوع محموله: ۲۶ ماهواره Starlink V3
  • پیشران مرحله اول: ۳۳ موتور Raptor 3
  • وضعیت استارشیپ: موفقیت در رسیدن به مدار و استقرار محموله
  • نتیجه نهایی: فرود در اقیانوس آرام (تخریب پس از برخورد)
  • طول مأموریت: ۳ ساعت (کاهش‌یافته از ۱۰ ساعت به دلیل ملاحظات ایمنی)

نتیجه‌گیری و چشم‌انداز آینده

اگرچه استارشیپ موفق شد یک محموله عملیاتی را در مدار قرار دهد و یک مانور خروج از مدار (Deorbit) کنترل‌شده را به پایان برساند، اما خاموش شدن موتور Raptor همچنان یک نقطه ضعف استراتژیک محسوب می‌شود. قابلیت اطمینان سیستم پیشران برای مأموریت‌های سرنشین‌دار، نیازمند پایداری عملیاتی بسیار بالاتری است. با نگاه به مأموریت‌های آرتمیس، فاصله گرفتن از پرتاب‌های تک‌مرحله‌ای و حرکت به سوی زنجیره لجستیک فضایی (پرتاب‌های تانکر در فواصل کوتاه)، آزمون اصلی برای اسپیس‌اکس در دو سال آینده خواهد بود.

📌 منبع و مطالعه بیشتر: The Register: Starship Orbital Milestone Analysis
حامد

حامد

مسئول مجله فناوری آسمان نقره‌ای