Apabila Elon Musk of SpaceX tweet sesuatu yang menarik, ia menimbulkan gelombang kegembiraan. Oleh itu, ketika dia menulis tweet baru-baru ini bahawa SpaceX mungkin sedang berusaha untuk mendapatkan kembali tahap roket mereka, ia memancarkan rantaian yang menarik.
SpaceX akan cuba membawa kembali tahap atas roket dari halaju orbit menggunakan belon pesta gergasi
- Elon Musk (@elonmusk) 15 April 2018
SpaceX telah mengambil dan menggunakan kembali tahap yang lebih rendah untuk beberapa waktu sekarang, dan ini menurunkan kos melancarkan muatan ke angkasa. Tetapi ini adalah petunjuk pertama bahawa mereka mungkin melakukan perkara yang sama dengan tahap atas.
Responden Twitter ingin mengetahui dengan tepat apa yang difikirkan oleh SpaceX, dan apa itu "balon pesta raksasa". Musk belum mengulas lanjut, tetapi salah seorang pengikut Twitternya mempunyai sesuatu yang menarik untuk ditambahkan.
Quinn Kupec, seorang pelajar di James Clark School of Engineering University of Maryland menulis tweet kepada Musk:
Sekiranya anda mencadangkan apa yang saya rasa, dekelerator pekali kemasukan balistik yang sangat rendah, maka anda dan @SpaceX semestinya akan melihat apa yang kami ada di @UofMaryland. Kami telah mengusahakannya sebentar dan baru sahaja menyelesaikan beberapa ujian pic.twitter.com/nJBvyUnzaK
- Quinn Kupec (@QuinnKupec) 16 April 2018
Space Magazine menghubungi Mr. Kupec untuk melihat apakah dia dapat membantu kita memahami apa yang mungkin telah dicapai oleh Musk. Tetapi pertama, sedikit latar belakang.
"Decelerator pekali kemasukan balistik yang sangat rendah" sedikit menyegarkan. Pekali balistik mengukur seberapa baik kenderaan dapat mengatasi rintangan udara semasa penerbangan. Pekali balistik yang tinggi bermaksud kenderaan masuk semula tidak akan kehilangan halaju dengan cepat, dan akan sampai ke Bumi pada kelajuan tinggi. Decelerator pekali kemasukan balistik ultra rendah akan kehilangan kelajuan dengan cepat, yang bermaksud bahawa kenderaan akan bergerak dengan kelajuan subsonik rendah sebelum sampai ke tanah.
Untuk memulihkan penggalak tahap atas, kelajuan rendah diinginkan, kerana ia menghasilkan lebih sedikit haba. Tetapi menurut Kupec, ada masalah lain yang mesti diatasi.
"Apa yang berlaku apabila perkara-perkara ini menjadi perlahan untuk mendarat? Sekiranya pusat graviti anda diimbangi dengan ketara di belakang pusat seretan anda, seperti yang berlaku pada tahap atas yang kembali, ia boleh menjadi tidak stabil. Sekiranya pusat graviti kenderaan masuk semula terlalu tinggi, ia boleh menjadi terbalik, yang jelas tidak diinginkan. "
Jadi caranya adalah dengan menurunkan kelajuan kenderaan masuk semula ke titik di mana haba yang dihasilkan oleh masuk semula tidak merosakkan penggalak, dan melakukannya tanpa menyebabkan kenderaan terbalik atau menjadi tidak stabil. Ini bukan masalah bagi penggalak pentas utama yang kini SpaceX pulih secara rutin; mereka mempunyai roket retro sendiri untuk memandu turun dan mendarat. Tetapi untuk penggalak tahap atas, yang mencapai halaju orbit, itu adalah halangan yang harus diatasi.
"Penyelidikan saya secara khusus difokuskan pada seberapa tinggi anda dapat mendorong pusat gravitasi dan masih mengekalkan konfigurasi penerbangan yang tepat," kata Kupec.
Tetapi bagaimana dengan "balon pesta raksasa" yang tweet oleh Musk?
Musk boleh merujuk, dalam istilah berwarna, kepada apa yang disebut balute. Perkataan itu adalah gabungan perkataan belon dan payung terjun. Mereka dicipta pada tahun 1950 oleh Goodyear Aerospace. Mereka dapat menahan keturunan kenderaan masuk dan memberikan kestabilan semasa turun.
"... balon harus berdiameter 120 kaki, dan terbuat dari kain bersuhu tinggi ..." - Profesor Dave Akin, University of Maryland
Space Magazine menghubungi Profesor Dave Akin dari University of Maryland untuk mengetahui tentang tweet Musk. Profesor Akin telah mengusahakan sistem masuk semula selama lebih dari 2 dekad.
Dalam pertukaran e-mel, Profesor Akin memberitahu kami, "Ada konsep yang diusulkan untuk menggunakan balon besar pada kabel yang ditarik di belakang anda ketika masuk. Belon menurunkan pekali balistik anda, yang bermaksud anda merosot lebih tinggi di atmosfera dan beban haba kurang. " Jadi kuncinya adalah menggosok kelajuan anda sebelum anda menghampiri Bumi, di mana suasananya lebih tebal dan menghasilkan lebih banyak haba.
Tetapi menurut Profesor Akin, ini tidak semestinya mudah dilakukan. "Untuk mendapatkan dua perintah pengurangan magnitud dalam pekali balistik yang telah dibicarakan Elon mengenai balon itu harus berdiameter 120 kaki, dan terbuat dari kain suhu tinggi, jadi tidak semudah itu."
Tetapi rekod prestasi Musk menunjukkan bahawa dia tidak menjauhkan diri dari perkara yang tidak mudah.
Mengambil tahap roket atas bukan mengenai menurunkan kos pelancaran, tetapi juga mengenai sampah ruang. Agensi Angkasa Eropah menganggarkan bahawa terdapat lebih dari 29,000 keping sampah ruang yang mengorbit Bumi, dan sebilangan sampah itu dihabiskan sebagai penggalak tahap atas. Sudah ada beberapa perlanggaran dan kecelakaan, dengan beberapa satelit didorong ke orbit yang berbeza. Pada tahun 2009, satelit komunikasi Iridium 33 dan satelit komunikasi Cosmos 2251 Rusia yang tidak berfungsi bertembung antara satu sama lain, memusnahkan kedua-duanya. Sekiranya SpaceX dapat mengembangkan cara untuk mendapatkan penggalak tahap atasnya, itu bermakna lebih sedikit sampah ruang, dan lebih sedikit potensi perlanggaran.
Terdapat preseden yang jelas untuk menggunakan belon untuk menguruskan masuk semula. Dengan orang seperti Profesor Akin dan Quinn Kupec mengusahakannya, SpaceX tidak perlu mencipta semula roda. Tetapi mereka masih perlu banyak kerja.
Musk tweet satu perkara lain sejurus selepas tweet "pesta gergasi" nya:
Dan kemudian mendarat di rumah yang melenting
- Elon Musk (@elonmusk) 16 April 2018
Belum ada apa-apa maksudnya.
Tweet "balon pesta raksasa" Elon Musk: https://twitter.com/elonmusk/status/985655249745592320
Tweet tweet Quinn Kupec: https://twitter.com/QuinnKupec/status/985736260827471872
