چرا اسپیس ایکس به‌منظور تلاش دوباره برای پرتاب کرو دراگون باید تا شنبه صبر کند؟

درحالی‌که بامداد پنجشنبه میلیون‌ها نفر در سرتاسر جهان درانتظار پرواز فضاپیمای کرو دراگون بودند، تنها اندکی پیش از وقوع این لحظه‌ی تاریخی اعلام شد که پرتاب کپسول به‌دلیل وضعیت نامساعد جوی لغو و به روز شنبه موکول شده است. اکنون احتمالا برای برخی این پرسش مطرح می‌شود که چرا پرتاب ساعاتی بعد یا هر زمانی زودتر از تاریخ یادشده انجام نمی‌شود. در پاسخ به‌طور کلی باید گفت که قوانین طبیعی و مکانیک مداری مقصر تأخیر به‌وجودآمده هستند.

اسپیس ایکس چهارشنبه شب (۷ خرداد) آماده‌ی پرتاب دمو ۲ شده بود؛ مأموریتی آزمایشی و حیاتی که باب بنکن و داگ هرلی فضانوردان ناسا را سوار بر کپسول کرو دراگون به ایستگاه فضایی بین‌المللی فضایی (ISS) خواهد فرستاد؛ اما در واپسین دقایق، خطر صاعقه دراثر تشکیل میدان الکتریکی قدرتمندی برفراز محل پرتاب موجب شد تا شرایط برای برخاست راکت از روی زمین ناایمن شود. از این‌رو اسپیس ایکس ناگزیر شد تا پرواز فالکون ۹ را کمتر از ۲۰ دقیقه مانده به پرتاب لغو کند.

فرصت بعدی برای پرتاب تا پیش از شنبه ساعت ۱۵:۲۲ به وقت محلی (۲۳:۵۲ به وقت ایران) فراهم نخواهد شد. به‌گفته‌ی هانس کونیگسمان، نائب‌رئیس بخش تضمین مأموریت در اسپیس ایکس، در این زمان، ایستگاه فضایی در موقعیت مطلوب نسبت به مرکز فضایی کندی ناسا، محل پرتاب مأموریت دمو ۲ خواهد بود. او درجریان کنفرانسی خبری در روز دوشنبه گفت دلیل این سه روز فاصله، مرحله‌بندی مأموریت و نحوه‌ی عملکرد مکانیک مداری است.

مسئول هواشناسی در پخش زنده‌ی رویداد پرتاب گفت اگر اسپیس ایکس می‌توانست ۱۰ دقیقه بیشتر صبر کند، ممکن بود فرصت برای پرتاب مأموریت فراهم شود؛ اما فالکون ۹ حتی با تاخیری هرچند جزئی نمی‌تواند پرواز کند؛ به‌ویژه وقتی فضانوردانی را به فضا حمل می‌کند که درصدد رسیدن به ایستگاهی به اندازه‌ی زمین فوتبال هستند. درواقع، به‌دلیل پنجره‌ی پرتاب آنی، برخاست راکت حتی یک ثانیه دیرتر هم امکان‌پذیر نیست. علت کوتاه‌بودن فرصت پرتاب، طراحی راکت و مسیر ایستگاه فضایی بر فراز زمین است.

به‌محض آنکه اسپیس ایکس سوخت‌گیری راکت فالکون ۹ را آغاز کند، فرایندی را شروع می‌کند که زمان‌بندی نادرست در آن می‌تواند به قیمت جان سرنشینان تمام شود. جان اینسپراکر مهندس اسپیس ایکس، درجریان پخش زنده‌ی رویداد پرتاب گفت وقتی در ۳۵ دقیقه مانده به پرواز، وارد مرحله‌ی بارگذاری سوخت شوید، باید به‌محض رسیدن شمارش معکوس به عدد صفر، راکت را پرتاب کنید. ما نمی‌توانیم شمارش معکوس را متوقف و ۵ دقیقه صبر کنیم.

این تصویر مراحل متعدد لازم برای رسیدن کرو دراگون به ایستگاه فضایی بین‌المللی را در مأموریت دمو ۲ نشان می‌دهد

محدود بودن فرصت پرتاب بدین دلیل است که اکسیژن مایع در دمای بسیار پایین منفی ۱۷۱ درجه‌ی سانتی‌گراد وارد فالکون ۹ می‌شود. این دمای پایین، سوخت را که نوعی کروزن (نفت سفید) به‌نام RP-1 است، در حالت مایع و به‌صورت متراکم حفظ می‌کند و به اسپیس ایکس امکان می‌دهد با تزریق مقدار بیشتری از آن به راکت، کارایی فالکون ۹ را افزایش دهد. درحقیقت همین زمان‌بندی بسیار دقیق در انتقال سوخت به راکت و آغاز پرواز است که موجب تولید نیروی رانش بی‌مانند فالکون ۹ می‌شود و به راکت امکان می‌دهد تا بیش از ۲۲٬۷۰۰ کیلوگرم محموله را به مدار برساند. نیروی اضافی همچنین آزادی عمل بیشتری را برای فرود و بازیابی بوستر راکت فراهم می‌کند.

• پوشش زنده ویدیویی زومیت از پرتاب تاریخی کپسول کرو دراگون اسپیس ایکس [به تعویق افتاد]
• با نخستین مسافران فضاپیمای کرو دراگون اسپیس ایکس آشنا شوید

بااین‌حال، به‌محض آنکه سوخت به راکت تزریق شود، شروع به افزایش دما، انبساط و جوشیدن می‌کند. این ازدست‌رفتن سوخت، عملکرد راکت را پایین می‌آورد. اساسا، هرچقدر راکت بیشتر با مخزن پر از سوخت روی سکوی پرتاب باقی بماند، خطر شکست مأموریت افزایش می‌یابد؛ به‌ویژه وقتی انسان‌ها در فضاپیما حضور دارند، این خطر ارزش پذیرفتن را ندارد. درنتیجه، فالکون ۹ باید دقیقا در زمان برنامه‌ریزی‌شده پرتاب شود. اگر راکت درحالی‌که قرار باشد ماهواره به مدار بفرستد، این پنجره‌ی بسیار کوتاه را ازدست دهد، می‌توان راکت را از سوخت خالی و بعدا دوباره آن را با سوخت تازه و اکسیژن مایع سرد پر کرد. این فرایند تقریبا یک ساعت و نیم زمان می‌برد.

اما خالی‌کردن سوخت و سوخت‌رسانی دوباره، گزینه‌ای دردسترس برای مأموریتی انسانی همچون دمو ۲ نیست؛ زیرا ایستگاه فضایی بین‌المللی در مسیری مارپیچی و با سرعتی بسیار زیاد (تقریبا ۷/۵ کیلومتر بر ثانیه) برفراز سطح زمین پرواز می‌کند. درنتیجه اگر یک ساعت و نیم صبر کنیم، ایستگاه فضایی به‌کلی از مدار مطلوب دور خواهد شد. به‌همین دلیل به‌منظور تلاش دوباره برای پرتاب مأموریت، باید دقیقا تا راس ساعت ۲۳:۵۲ روز شنبه صبر کنیم. در آن پنجره‌ی پرتاب، مسیر حرکت کرو دراگون دوباره با مدار ایستگاه فضایی تراز خواهد شد؛ درنتیجه فضاپیما می‌تواند با بیش‌ترین مقدار سوخت ممکن به ISS متصل شود.

شما مخاطبان همچون بامداد پنجشنبه، می‌توانید رویداد پرتاب کپسول کرو دراگون را فردا شب تقریبا یک‌ساعت پیش از پرتاب درساعت ۲۲:۴۵ دوباره با پوشش ویدئویی ما در زومیت تماشا کنید.