Kad Elon Musk iz SpaceX-a tvita nešto zanimljivo, to stvara val uzbuđenja. Pa kad je nedavno tvitovao da SpaceX možda radi na načinu pronalaženja gornjih stupnjeva svojih raketa, pokrenuo je lanac zaintrigiranih odgovora.
SpaceX će pokušati vratiti gornji stupanj rakete iz orbitalne brzine pomoću džinovskog balona
- Elon Musk (@elonmusk) 15. travnja 2018
SpaceX već neko vrijeme dohvaća i ponovo koristi niže stupnjeve, a snizio je troškove pokretanja korisnih tereta u svemir. Ali ovo je prvi nagovještaj da će možda pokušati isto učiniti s gornjim stupnjevima.
Odgovori na Twitteru željeli su točno znati što SpaceX ima na umu i što bi mogao biti "divovski zabavni balon". Musk još nije razradio, ali jedan njegov sljedbenik na Twitteru morao je dodati nešto zanimljivo.
Quinn Kupec, studentica Tehničkog fakulteta James Clark sa sveučilišta u Marylandu, napisala je Tweetu Musku:
Ako predlažete ono što mislim da jesi, ultra-niski balistički usporavač koeficijenta ulaznog koeficijenta, onda biste ti i @SpaceX trebali doći vidjeti što imamo na @UofMaryland. Na tome radimo neko vrijeme i tek smo završili s nekim testiranjem pic.twitter.com/nJBvyUnzaK
- Quinn Kupec (@QuinnKupec) 16. travnja 2018
Space Magazine je kontaktirao gospodina Kupeca da vidi može li nam pomoći razumjeti što Musk možda ima. Ali prvo, malo pozadine.
"Ultra niski balistički usporavač ulaznog koeficijenta" pomalo je zalogaj. Balistički koeficijent mjeri koliko dobro vozilo može savladati otpor zraka u letu. Visok balistički koeficijent znači da vozilo pri ponovnom ulasku ne bi brzo izgubilo brzinu, te bi stizalo do Zemlje velikom brzinom. Usporavajući balistički koeficijent ulaznog koeficijenta brzo bi izgubio brzinu, što znači da bi vozilo putovalo malim, podzvučnim brzinama prije nego što bi stiglo na zemlju.
Za oporavak potisnika gornjeg stupnja poželjne su male brzine, jer proizvode manje topline. Ali prema Kupecu, postoji još jedan problem koji mora biti prevaziđen.
"Što se događa kad te stvari usporavaju do brzine slijetanja? Ako vam se težište znatno pomakne iza vašeg središta povlačenja, kao što je slučaj s gornjim stupnjem koji se vraća, može postati nestabilno. Ako je težište vozila za ponovno ulazak previsoko, može se preokrenuti, što očito nije poželjno. "
Dakle, trik je smanjiti brzinu vozila za ponovni ulazak do točke kad toplina stvorena ponovnim ulaskom ne ošteti potisnik i to učiniti bez da vozilo izazove preokret ili na drugi način nestabilno. Ovo nije problem za potisnike glavnih pozornica koje SpaceX sada rutinski oporavlja; imaju svoje retro-rakete za vođenje njihovog spuštanja i slijetanja. Ali za pojačivače gornje faze, koji dostižu orbitalne brzine, to je prepreka koju treba prevladati.
"Moje je istraživanje posebno usmjereno na to koliko visoko možete gurnuti težište i zadržati pravilnu konfiguraciju leta", rekao je Kupec.
Ali što je s "divovskim balonom za zabavu" o kojem je Musk tvitnuo?
Musk se, živopisno, može odnositi na ono što se naziva balluta. Riječ je kombinacija riječi balon i padobran. Izumio ih je 1950-ih Goodyear Aerospace. Mogu zaustaviti spuštanje ulaznih vozila i osigurati stabilnost tijekom spuštanja.
"... balon bi trebao biti promjera 120 ft, a izrađen je od tkanine visoke temperature ..." - profesor Dave Akin, Sveučilište Maryland
Space Magazine kontaktirao je profesora Davea Akina sa University of Maryland radi uvida u Muskov tweet. Profesor Akin radi na sustavima povratka već više od dva desetljeća.
U razmjeni e-pošte, profesor Akin nam je rekao, „Postoje predlozi za postavljanje velikog balona na kablu koji se vuče iza vas prilikom ulaska. Balon snižava vaš balistički koeficijent, što znači da usporavate više u atmosferi i toplinsko opterećenje je manje. " Dakle, ključ je pročistiti brzinu prije nego što se približite Zemlji, gdje je atmosfera gušća i stvara više topline.
Ali, prema profesoru Akinu, to neće nužno biti lako. "Da bi se postigla smanjenja balističkog koeficijenta za dva reda veličine kojom Elon govori o balonu trebalo bi biti promjera 120 stopa, a izrađeno je od tkanine visoke temperature, tako da neće biti sve tako lako."
Ali Muskova pjesma pokazuje da se ne umanji u stvari koje nisu jednostavne.
Dohvaćanje gornjih stupnjeva rakete nije sve u smanjenju troškova lansiranja, već i o svemirskom smeću. Europska svemirska agencija procjenjuje da na Zemlji kruži preko 29 000 komada svemirskog smeća, a neki od tih smeća troše se i dodatni potisnici gornje faze. Već je došlo do sudara i nesreća, pri čemu su neki sateliti gurnuti u različite orbite. 2009. godine komunikacijski satelit Iridium 33 i neispravni ruski komunikacijski satelit Cosmos 2251 sudarili su se jedno s drugim, uništavajući oboje. Ako SpaceX može razviti način da dohvati potisnike gornje faze, to znači manje svemirskog smeća i manje potencijalnih sudara.
Postoji jasan presedan za upotrebu balona za upravljanje ponovnim ulaskom. S ljudima kao što su profesor Akin i Quinn Kupec koji rade na tome, SpaceX neće morati iznova iznovavati kolu. Ali imat će još puno posla.
Musk je tvitnuo još jednu stvar ubrzo nakon tvita "divovskog balona":
A onda sletite na nabrijanu kuću
- Elon Musk (@elonmusk) 16. travnja 2018
Još nema riječi o tome što bi to moglo značiti.
Tvit „divovskog balona“ Elona Muska: https://twitter.com/elonmusk/status/985655249745592320
Quitn Quinn Kupec: https://twitter.com/QuinnKupec/status/985736260827471872
