درحالیکه رقیب آمریکایی با بازوهای فلزی غولپیکر، ماهوارهبر را در سایت پرتاب میگیرد، چین برای نخستینبار از یک تور بزرگ روی کشتی در آبهای آزاد استفاده کرده است. اهمیت این دستاورد فقط در نمایش توان مهندسی نیست. این اتفاق نشان میدهد رقابت بر سر ماهوارهبرها چندبار مصرف وارد مرحله تازهای شده و دیگر در انحصار یک شرکت نیست.
این تحول در ۱۰ جون رخ داد. شرکت علوم و فناوری هوافضای چین (CASC) برای نخستینبار ماهوارهبر لانگ مارچ-۱۰بی (Long March-10B)را به پرواز درآورد و مرحله نخست آن را پس از پایان ماموریت بازیابی کرد. این همان هدفی است که سالها در مرکز برنامههای ماهوارهبرهای مدرن قرار دارد. هرچه بخش بیشتری از ماهوارهبر سالم به زمین برگردد، هزینه هر پرتاب کمتر میشود و فاصله میان ماموریتها هم کاهش مییابد. به همین دلیل بازیابی موفق یک بوستر مداری فقط یک نمایش فنی نیست و مستقیما با اقتصاد صنعت فضا ارتباط دارد.
از بازوهای غولپیکر تا تور دریایی، دو راه برای شکار بوسترها
تفاوت اصلی چین با اسپیس ایکس در شیوه شکار بوستر است. اسپیس ایکس از برج پرتاب و دو بازوی مکانیکی بسیار بزرگ استفاده میکند که در لحظه پایانی، ماهوارهبر را از پهلو میگیرند. اما چین بهجای ساخت یک سازه ثابت و عظیم روی خشکی، سامانه خود را روی یک کشتی مستقر کرده است. در این روش، بوستر پس از بازگشت کنترل شده به سمت دریا هدایت میشود و در بخش پایانی، داخل محدوده یک تور کابلی فرود میآید. همین تفاوت باعث شده بسیاری این روش را یکی از خلاقانهترین ایدههای جدید در فناوری بازیابی ماهوارهبر بدانند.
ماهوارهبر لانگ مارچ-۱۰بی یک سامانه دومرحلهای با سوخت مایع است. مرحله نخست آن از هفت موتور YF-100K استفاده میکند. این موتورها با اکسیژن مایع و سوخت مایع کار میکنند و نیروی لازم برای رساندن ماهوارهبر به بخش بالایی مسیر پرواز را فراهم میکنند. پس از جدایی مرحلهها، بوستر مرحله نخست ماموریت خود را تمام شده تلقی نمیکند؛ بلکه وارد فاز بازگشت میشود. در این مرحله، سامانه هدایت و کنترل ماهوارهبر باید بهدقت سرعت، زاویه و موقعیت آن را تنظیم کند تا امکان بازیابی فراهم شود.
چند دقیقه پس از جدایی، بوستر مسیر بازگشت خود را آغاز میکند. برای هدایت در جو از بالههای شبکهای استفاده میشود. این بالهها روی بدنه قرار دارند و با تغییر وضعیت خود، ماهوارهبر را در مسیر درست نگه میدارند. سپس در فاز پایانی، یک یا چند موتور دوباره روشن میشوند تا سرعت فرود کاهش پیدا کند. این همان بخشی است که در همه سامانههای بازیابی بیشترین حساسیت را دارد. اگر سرعت بالا باشد یا زاویه فرود کمی بههمبخورد، کل ماموریت از بین میرود.
انعطاف سکوی دریایی، برگ برنده روش تازه چین است
سکوی بازیابی چین در واقع یک کشتی ویژه به نام لینگهانگژه (Linghangzhe) است. این کشتی از سامانه موقعیتیابی دینامیک استفادهمیکند تا در برابر موج و جریان آب، در محل تعیین شده باقیبماند. روی عرشه آن یک سازه فلزی بزرگ نصب شده که در میانه خود یک محدوده باز برای ورود بوستر دارد. در این محدوده، چند کابل فولادی با مقاومت بالا بهگونهای چیده شدهاند که بتوانند در لحظه مناسب با بدنه یا نقاط اتصال ماهوارهبر درگیر شوند. ایده کلی شبیه سیستم مهار در ناوهای هواپیمابر است، اما اینجا هدفگرفتن یک ماهوارهبر عمودی در حال فرود است.
مزیت مهم این روش در انعطاف آن نهفته است. برخلاف برجهای ثابت، کابل ها میتوانند بخشی از خطای جزیی در مسیر فرود را جذب کنند. به زبان ساده، بوستر لازم نیست با دقتی در حد چندسانتیمتر خود را به بازوهای مکانیکی ثابت و سخت برساند. سامانه کابلی میتواند کمی حرکت ماهوارهبر را تحمل کند و انرژی باقیمانده را پخش کند. این موضوع از نظر ایمنی اهمیت زیادی دارد؛ چون فشار ناگهانی روی بدنه و تجهیزات کمتر میشود.
البته این به معنای ساده بودن کار نیست. هماهنگی میان کشتی، سامانه رهگیری، کابل ها و موتورهای بوستر همچنان نیازمند دقت بسیار بالاست.
امروز رقابت واقعی، در شکار بوسترهاست.
در طرف مقابل، اسپیس ایکس برای بوستر سوپرهوی (Super Heavy) از راهکاری کاملا متفاوت استفاده میکند. این بوستر مرحله نخست سامانه استارشیپ (Starship) است و هیچ پایه فرودی ندارد. پس از جدایی از مرحله بالایی، دوباره به سمت سایت پرتاب بازمیگردد. در لحظه پایانی، دو بازوی بزرگ روی برج معروف به مکازیلا (Mechazilla) از دو طرف به سمت بوستر حرکت میکنند و آن را از نقاط اتصال تقویتشده میگیرند. این بازوها که به نام چاپاستیکز (Chopsticks) شناخته میشوند، باید وزن بسیار بالا و انرژی جنبشی باقیمانده ماهوارهبر را مهار کنند.
روش اسپیس ایکس یک برتری روشن دارد. اگر همه چیز درست پیش برود، بوستر درست در همان محلی فرود میآید که قرار است دوباره برای پرتاب بعدی آماده شود. این یعنی زمان بازگشت به خدمت میتواند بسیار کوتاه شود. هدف نهایی این شرکت آن است که مثل هواپیماها، فاصله میان دو پرواز را تا حد ممکن کاهش دهد. اما این سرعت بالا بهای خود را دارد. چنین سامانهای نیازمند یک برج عظیم، زیرساخت گران و دقت فوقالعاده در فرود است. هر خطای جدی میتواند هم بوستر و هم تجهیزات زمینی را نابود کند.
در مقابل، روش چین احتمالا کندتر است. بوستر پس از شکار روی کشتی باید ایمنسازی شود و سپس به ساحل منتقل شود تا بازرسی و آمادهسازی دوباره روی آن انجام گیرد؛ بنابراین رسیدن به سرعتی که اسپیس ایکس وعده میدهد، با این مدل دشوارتر است. بااینحال چین یک برگ برنده دیگر دارد و آن توان تولید بالا است. اگر بتوان تعداد بیشتری بوستر با هزینه کمتر ساخت، کاهش سرعت بازگشت هر واحد ممکن است با شمار بیشتر پرتابها جبران شود. از این زاویه، چین لزوما در پی کپیبرداری از مدل آمریکایی نیست بلکه شاید در حال ساختن الگوی اقتصادی متفاوتی باشد.
سرنوشت این رقابت را هزینه، سرعت و ایمنی تعیین میکند.
از نظر هزینه زیرساخت نیز دو راهبرد متفاوت دیده میشود. ساخت برجهای شکار روی خشکی سرمایه بسیار سنگینی میخواهد و تکرار آن در چند سایت پرتاب کار آسانی نیست. اما یک کشتی متحرک میتواند در مناطق مختلف به کار گرفته شود و فشار کمتری بر بودجه ساخت تاسیسات ثابت وارد کند. افزون بر این، اگر مشکلی در محل بازیابی رخ دهد، خسارت به یک سکوی شناور وارد میشود نه به قلب سایت پرتاب. این ویژگی میتواند در برنامهریزی عملیاتی نقش مهمی داشته باشد.
بااینحال هنوز زود است که برنده نهایی این رقابت معرفی شود. سامانه اسپیس ایکس در زمینه سرعت عملیات و آمادگی دوباره مزیت دارد. سامانه چین در انعطاف، هزینه زیرساخت و تحمل خطا جذاب به نظر میرسد. آنچه روشن است این است که بازیابی ماهوارهبر دیگر فقط به فرود روی سکو محدود نیست. اکنون روشهای تازهای در حال شکلگیری هستند که میتوانند تعریف ماهوارهبر چندبار مصرف را تغییر دهند.
در نهایت، اهمیت واقعی این رقابت فراتر از نمایشهای دیدنی است. هر کشوری که بتواند ماهوارهبر را ارزانتر، سریعتر و ایمنتر بازیابی کند، در بازار پرتابهای تجاری و ماموریتها بزرگ فضایی دست بالا را خواهد داشت. چین با شکار دریایی لانگ مارچ-۱۰بی نشان داده که میخواهد یکی از مدعیان اصلی این میدان باشد. اسپیس ایکس هم همچنان در جایگاه پیشرو قرار دارد. اما ازاینپس، رقابت میان این دو فقط بر سررسیدن به فضا نیست؛ بلکه بر سر بازگرداندن ماهوارهبرها به خانه است.
منبع: fastcompany
