استارشیپ، موشک مریخی اسپیس ایکس، یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر شد
روز گذشته، ایلان ماسک در آستانه‌ی رویداد اسپیس‌ایکس، تصویری از نسخه‌ی اولیه (پروتوتایپ) استارشیپ به‌همراه قسمتی از شعر دایلان تامس با عنوان «Do not go gentle into that good night» در اکانت توییتر خود منتشر کرد. توییت ایلان ماسک احتمالا به این قسمت از دیالوگ مایکل کین در فیلم اینترستلار اشاره داشت. همین توییت کافی بود تا بسیاری از هواداران اسپیس‌ایکس و علاقه‌مندان به برنامه‌های فضایی، تا ساعت ۳:۳۰ بامداد به‌وقت تهران بیدار بمانند و رویداد اسپیس‌ایکس را به‌صورت زنده تماشا کنند.
استارشیپ (Starship) نام نسل بعدی موشک‌های اسپیس‌ایکس است که به‌زودی جایگزین موشک‌های فالکون ۹ خواهد شد و بنا به ادعای ایلان ماسک، قرار است انسان را به مریخ برساند. موشکِ درحال ساخت اسپیس‌ایکس که زمانی BFR (مخفف Big Falcon Rocket) نام داشت و چندی پیش به استارشیپ تغییر نام داد، درصورت عملیاتی‌شدن با اختلاف قوی‌ترین موشک حال حاضر دنیا لقب خواهد گرفت. درواقع اگر اسپیس‌ایکس بتواند به اعداد و ارقام ادعایی دست پیدا کند، استارشیپ حتی موشک ساترن ۵ ناسا که انسان را به ماه رساند نیز پشت سر خواهد گذاشت و قوی‌ترین موشک ساخته‌شده در تاریخ نام خواهد گرفت.
نمونه‌ی آزمایشی (پروتوتایپ) استارشیپ واقع در بوکا چیکا تگزاس
استارشیپ درصورت به‌ثمرنشستن، با اختلاف چندین‌برابری قوی‌ترین موشک جهان خواهد شد
باید توجه داشت که استارشیپ تنها نام قسمت بالایی (Upper Stage) موشک اسپیس‌ایکس است و بوستر آن «سوپر هوی» (Super Heavy) نام دارد؛ هرچند باگذشت زمان، نام استارشیپ برای اشاره به کل راکت بین رسانه‌ها و هواداران اسپیس‌ایکس متداول شده است. اگرچه هنگام اشاره به استارشیپ بهتر است از عبارت «سفینه‌ی فضایی» (Spaceship) استفاده شود، در ادامه‌ی متن به‌منظور سهولت برای اشاره به مجموع موشک از نام استارشیپ استفاده خواهد شد.
اسپیس‌ایکس چند سالی است که روی طراحی و ساخت استارشیپ و سوپرهوی کار می‌کند و در این مدت ظاهر راکت غول‌آسای آن‌ها چندین بار دستخوش تغییرات بنیادی شده است.
طرح قدیمی استارشیپ (سمت چپ) از باله‌های سه‌گانه‌ی خود به‌عنوان پایه‌ی فرود استفاده می‌کرد؛ درحالی‌که در طراحی جدید (سمت راست) تعداد باله‌های پایینی به دو عدد کاهش یافته و از پایه‌های فرود مجزا استفاده خواهد شد.
ساعت ۳:۳۰ بامداد امروز به‌وقت تهران، اسپیس‌ایکس درجریان مراسمی، جدیدترین تغییرات طراحی موشک خود و جزئیاتی از روند پیشرفت ساخت آن را با رسانه‌ها به‌اشتراک گذاشت. مراسم اسپیس‌ایکس در تأسیسات جدید شرکت واقع در بوکا چیکا تگزاس و در مقابل نمونه‌ی اولیه (پروتوتایپ) استارشیپ برگزار شد. ایلان ماسک با اعلام اینکه پروتوتایپ استارشیپ آماده‌ی پرتاب است و تا چند هفته‌ی آینده به‌صورت آزمایشی پرواز خواهد کرد، خلاصه‌ای از طراحی فعلی موشک و نقشه‌راه آینده‌ی اسپیس‌ایکس ارائه داد.
رویداد امروز مصادف با یازدهمین سالگرد رسیدن موفقیت‌آمیز اسپیس‌ایکس به مدار زمین بود. اسپیس‌ایکس برای رسیدن به مدار زمین و کسب عنوان اولین شرکت خصوصی که موفق به قراردادن محموله‌ای در مدار شده است، از موشک فالکون ۱ استفاده کرده بود. فالکون ۱ مدت‌ها پیش جای خود را به فالکون ۹ داد و از آن زمان تاکنون اسپیس‌ایکس ۷۷ پرتاپ فضایی موفقیت‌آمیز داشته است.
هزینه‌ی هربار پرتاب استارشیپ حتی از فالکون ۹ نیز پایین‌تر خواهد بود
استارشیپ و سوپرهوی به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند تا ظرفیت ارسال محموله‌ی قابل توجهی به سطح ماه و مریخ داشته باشند و درعین حال قابلیت استفاده‌ی مجدد و چندین‌باره از تمام قسمت‌های آن‌ها وجود داشته باشد. هیچ‌کدام از موشک‌های ساخت بشر تا به‌امروز موفق به انجام چنین کاری (استفاده‌ی مجدد از تمام راکت) نشده‌اند. درحال حاضر اسپیس‌ایکس تنها قادر است بوستر فالکون ۹ را سالم به زمین بازگرداند و شاتل فضایی هم به‌هیچ‌عنوان موشکی کاملا چندبارمصرف نبود. درصورت علاقه به آشنایی بیشتر با این دو موشک می‌توانید این مقاله‌ی اختصاصی زومیت درباره‌ی فالکون هوی و این مقاله درباره‌ی شاتل فضایی را مطالعه کنید.
استارشیپ برای هدایت‌شدن بهتر در جو و فرود آمدن در سطح زمین و مریخ به چندین باله یا فین (Fin) مجهز شده است. طراحی این باله‌ها طی سال‌های گذشته چندین بار دستخوش تغییرات اساسی شده است. ابتدا در طرح‌های اولیه‌ی BFR قرار بود از دو باله‌ی ثابت استفاده شود. مدتی بعد، هم‌زمان با تغییر نام BFR، اسپیس‌ایکس اعلام کرد که قصد دارد از دو باله‌ی متحرک و یک باله‌ی ثابت در موشک خود استفاده کند و این سه باله نقش پایه‌های فرود موشک را نیز بازی خواهند کرد. درنهایت امروز اعلام شد که از دو باله‌ی متحرک در قسمت پایینی و دو باله‌ی متحرک کوچک در قسمت بالایی استارشیپ استفاده خواهد شد و دیگر قرار نیست باله‌ها نقش پایه‌های فرود را نیز ایفا کنند.
این چهار باله برای کنترل کردن استارشیپ هنگام ورود مجدد به جو سیاره باید بتوانند به‌سرعت تغییر وضعیت بدهند. به‌حرکت‌درآوردن بال‌های عظیم و سنگین استارشیپ، آن‌هم به‌صورت آنی و سریع، کار آسانی نیست. اسپیس‌ایکس برای این کار از تکنولوژی‌های شرکت دیگر ایلان ماسک یعنی تسلا استفاده می‌کند. آن‌طور که ایلان ماسک پیش از آغاز رویداد در حساب توییتر خود نوشت، باله‌های استارشیپ با موتورهای قدرتمند برقی که انرژی خود را از باتری‌های تسلا می‌گیرند حرکت خواهد کرد. ایلان ماسک امروز دو ویدئو از شبیه‌سازی ورود استارشیپ به جو و نحوه‌ی عملکرد باله‌ها به‌اشتراک گذاشت که در ادامه می‌توانید آن‌ها را مشاهده کنید.
اسپیس‌ایکس قرار است به‌زودی پروازهای آزمایشی استارشیپ با ارتفاع زیاد را آغاز کند. پیش از این نمونه‌ی آزمایشی دیگری با نام استارهاپر (Starhopper) که ابعاد کوچک‌تری از استارشیپ داشت، توانسته بود در پروازی زیرمداری با استفاده از تنها یک موتور رپتور به ارتفاع ۱۵۰ متری برسد. پروازهای بعدی که قرار است با استفاده از دو نمونه‌ی سه‌موتوره‌ی استارشیپ با نام‌های Mk1 و Mk2 انجام شوند، تا ارتفاع ۲۰ کیلومتری خواهند بود. Mk1 که در بوکا چیکا تگزاس ساخته شده است، از همانجا به‌پرواز درخواهد آمد؛ اما Mk2 که درساحل کوکو فلوریدا ساخته شده است از تأسیسات پرتابی تاریخی 39 در مرکز فضایی کندی پرتاب خواهد شد. سکوی 39A محل پرتاب موشک ساترن ۵ است که در جریان مأموریت آپولو توانست انسان را به سطح ماه برساند. شاتل فضایی و موشک فالکون هوی نیز از همین پد پرتاب شده‌اند.
مقیاسی از ابعاد استارشیپ روی سکوی پرتاپ
ایلان ماسک همچنین از آغاز ساخت نمونه Mk3 تا یک ماه آینده خبر داد. به‌گفته‌ی ماسک، Mk3 که قرار است در بوکا چیکا ساخته شود، احتمالا بر فراز بوستر سوپر هوی سوار می‌شود و پرواز آزمایشی آن مداری خواهد بود. ایلان ماسک دراین‌باره گفت:
ممکن است احمقانه به‌نظر برسد، ولی تا ۶ ماه دیگر به مدار خواهیم رسید.
اسپیس‌ایکس تا ۶ ماه آینده استارشیپ را به مدار زمین می‌فرستد
ماسک درباره‌ی پرواز Mk2 اطلاعاتی ارائه نداد. علاوه بر Mk2، قابلیت سوختگیری استارشیپ در مدار از دیگر موضوعاتی بود که در رویداد امروز درباره‌ی آن صحبت نشد. سوختگیری در مدار یکی دیگر از جنبه‌های منحصر‌به‌فرد استارشیپ است که تاکنون در صنعت فضایی سابقه نداشته است.
پروازهای آزمایشی ماه‌های آتی، سخت‌ترین آزمون برای موتور رپتور خواهند بود. رپتور که قرار است هم در سوپرهوی و هم در استارشیپ به‌کار گرفته شود، اولین موتور موشک با سوخت متان است. رپتور همچنین اولین موتور با سیکل Full-flow Staged Combustion است و با بیش از ۲۵۰ اتمسفر، بیشترین فشار محفظه‌ی احتراق را بین تمامی انواع موتور موشک دارد.
سه موتور رپتور نصب‌شده روی نمونه‌ی آزمایشی استارشیپ (برای مشاهده‌ی تصویر در ابعاد اصلی روی آن کلیک کنید.)
اسپیس‌ایکس درحال حاضر ۱۲ نمونه از این موتور ساخته است. در طرح‌های فعلی، قرار است سوپرهوی به ۳۷ رپتور و استارشیپ به ۶ عدد از این موتور مجهز شود. تمامی رپتورهای سوپرهوی برای فشار جو در سطح دریا طراحی شده‌اند؛ اما از ۶ موتور استارشیپ، ۳ عدد مناسب شرایط جوی سطح دریا هستند و ۳ عدد برای شرایط خلاء بهینه شده‌اند. سوپرهوی همچنین مجهز به ۶ پایه‌ی فرود غیرمتحرک است. این پایه‌ها در جریان فرایند فرود نقشی در کنترل مسیر پرواز موشک نخواهند داشت؛ بلکه درعوض این وظیفه برعهده‌ی پیشرانه‌های سیستم کنترل واکنش (RCS) و ۴ فین شبکه‌ای (Grid Fin)، مشابه با فین‌های فالکون ۹ خواهد بود.
به‌گفته‌ی ایلان ماسک، سه موتور سطح دریای استارشیپ برای تغییر وضعیت سفینه در فضا قابلیت گیمبال گسترده‌ای خواهند داشت؛ درحالی‌که سه موتور خلاء برای ثبات بیشتر به بدنه‌ی سفینه چسبیده و درجای خود ثابت شده‌اند. همچنین همان‌طور که از تصاویر مشخص است، برای استفاده‌ی بهینه از فضای اضافی در انتهای استارشیپ، سه محفظه‌ی بزرگ مخصوص محموله درکنار رپتورهای مخصوص خلاء قرار گرفته‌اند.
رپتور که قسمت اعظم آن با استفاده از فناوری چاپ سه‌بعدی ساخته می‌شود، پیچیده‌ترین موتور موشکی است که تابه‌حال اقدام به ساخت آن شده است. باتوجه به تعداد زیاد موتور موردنیاز برای سوپرهوی و استارشیپ، تولید انبوه موتورهای رپتور فعلا بزرگ‌ترین عامل محدودکننده‌ی ساخت استارشیپ و سوپرهوی به‌شمار می‌رود. اسپیس‌ایکس امیدوار است با نهایی شدن طراحی موشک، رپتور را به تولید انبوه برساند. درحال حاضر اسپیس‌ایکس قادر است هر ۸ تا ۱۰ روز یک موتور رپتور تولید کند و امیدوار است تا اولایل سال ۲۰۲۰ میلادی بتواند این نرخ را به یک رپتور در روز برساند.
می‌توانید مراسم کامل استارشیپ را ازطریق این لینک در یوتیوب تماشا کنید.