پایان یک غیبت طولانی؛ موشک فالکون هوی اسپیس ایکس برای اولین بار در سه سال گذشته پرتاب شد


شامگاه سه شنبه به وقت ایران، فالکون هوی برای اولین بار از جولای 2018 به پرواز درآمد و به غیبت طولانی مدت قدرتمندترین موشک عملیاتی جهان پایان داد. این موشک بزرگ اسپیس ایکس با 27 موتور مرحله اول مرلین، دو محموله را برای نیروی فضایی ایالات متحده به مدار زمین حمل کرد.

اکنون که ماموریت مورد انتظار USSF-44 امروز در حال انجام است، طبیعی است که تعجب کنیم که چرا از آخرین پرواز فالکون هوی بیش از 40 ماه می گذرد. مهمتر از آن، آیا این غیبت طولانی نشان می دهد که فالکون هوی نیم میلیارد دلاری ساخت محلی اسپیس ایکس یک اشتباه بوده است؟ قبل از پاسخ به این سوالات، جزئیات ماموریت امروز را که در ساعت 17:11 به وقت ایران آغاز شد، مرور می کنیم.

پرواز مستقیم به مدار زمین ثابت

USSF-44 اولین ماموریت “مستقیم به مدار زمین ثابت” اسپیس ایکس است. این بدان معناست که موشک قدرتمند فالکون هوی محموله خود را مستقیماً در مدار زمین ثابت در ارتفاع تقریباً 36000 کیلومتری از سطح زمین پرتاب کرد. به طور معمول، این محموله ها ابتدا به یک مدار انتقال تزریق می شوند و سپس از نیروی محرکه فضاپیما برای بلند کردن آنها به یک مدار زمین ثابت دایره ای استفاده می شود. اما در ماموریت امروز، مرحله اول و دوم فالکون هوی وظیفه رساندن محموله به مقصد نهایی را بر عهده داشت.

اطلاعات کمی در مورد دو فضاپیمای پرتاب شده برای نیروی فضایی وجود دارد. محموله مخفی اصلی و محموله دوم یک ماهواره کوچک به نام Tetra-1 است. نمونه اولیه یک نوع ماهواره که ارتش آمریکا امیدوار است روزی برای انجام وظایف ناشناخته به مدار زمین ثابت پرواز کند. به گفته AresTechnica، نیروی فضایی به سادگی می گوید که فضاپیمای آن محموله های مختلفی را حمل می کند که پیشرفت های فناوری فضایی را تقویت و تسریع می کند.

آنچه ما می دانیم این است که ماموریت امروزی مستلزم آن است که مرحله بالایی فالکون هوی بسیار بیشتر از حد معمول فعال بماند. به طوری که بین احتراق اولیه موتور وکیوم مرلین مرحله دوم و احتراق نهایی آن تقریباً 6 ساعت فاصله خواهد بود. این ماموریت آزمون خوبی برای نشان دادن توانایی مرحله بالایی برای انجام یک فعالیت طولانی محسوب می شود.

در ماموریت‌های قبلی، تلاش‌هایی برای فرود پیشران هسته‌ای موشک روی یکی از کشتی‌های بدون سرنشین اسپیس ایکس در اقیانوس اطلس انجام شده است. اما در پرواز امروز، با توجه به جرم و مدار مورد نیاز محموله های USSF-44، فرود تقویت کننده حذف شد تا حداکثر سوخت برای تزریق مستقیم در مدار زمین ثابت تحویل داده شود. ناگهان، در حالی که دو تقویت کننده جانبی فالکون هوی پس از پرتاب به زمین نشستند، تقویت کننده مرکزی پس از جدا شدن از مرحله بالایی به سمت قبرستان آبی در اقیانوس اطلس حرکت کرد.

دلیل غیبت طولانی فالکون هوی

فاصله طولانی بین پروازها به دلیل عدم وجود موشک های فالکون هوی رخ نداد. در واقع فالکون هوی از یک استیج مرکزی که نسخه اصلاح شده مرحله اول موشک فالکون 9 است و دو بوستر جانبی با تغییرات نسبتاً کمتری تشکیل شده است. در حالی که سازگاری های ساختاری دیگری نیز وجود دارد، اسپیس ایکس اساساً می تواند سخت افزار جدیدی تولید کند و از سخت افزارهای قدیمی برای هر تعداد موشک فالکون هوی که بازار می خواهد دوباره استفاده کند.

فقط تقاضای زیادی برای فالکون هوی وجود ندارد. در ۴۰ ماه پس از آخرین پرتاب فالکون هوی، اسپیس ایکس ۱۱۱ بار موشک فالکون ۹ را پرتاب کرده است. این بدان معناست که تقاضا برای فالکون 9 صد برابر بیشتر است. این حجم عظیم تقاضای اضافی نشان می دهد که اسپیس ایکس، در حالی که به بهبود عملکرد موشک تک مرحله ای فالکون 9 ادامه می دهد، زمانی که موشک تقریباً ده سال پیش طراحی شد، بخشی از بازار بالقوه برای فالکون هوی را حذف کرد.

فرود همزمان بوسترهای جانبی موشک فالکون هوی

فرود همزمان بوسترهای جانبی فالکون هوی پس از پرتاب ماموریت USSF-44.

با این حال، تقاضا هنوز وجود دارد. فاصله زمانی طولانی بین پرواز امروز و آخرین پرواز ناشی از مشکلات بار بود. ماموریت USSF-44 در ابتدا برای دسامبر 2020 برنامه ریزی شده بود، و ماموریت دیگر نیروی فضایی فالکون هوی، USSF-52، قرار بود در اکتبر 2021 پرواز کند. علاوه بر این، ناسا و اسپیس ایکس برنامه ریزی کردند تا ماموریت سیارکی Psyche را در سپتامبر 2020 پرتاب کنند. امسال؛ اما ماموریت به دلیل آماده نبودن محموله به تعویق افتاد.

در واقع، تقاضای معقولی برای موشک بزرگی مانند فالکون هوی وجود دارد. طبق برنامه فعلی اسپیس ایکس، این شرکت قصد دارد تا پایان سال 2024 9 بار دیگر با فالکون هوی پرواز کند. برخی از این ماموریت ها ممکن است به دلیل آماده نبودن محموله به تعویق بیفتند. اما قوی ترین موشک دنیا قطعا مشتری دارد.

مشتریان فالکون هوی چه کسانی هستند؟

پاسخ کوتاه، دولت ایالات متحده است. از 9 ماموریت بعدی که به احتمال زیاد از روی فالکون هوی پرتاب خواهند شد، پنج ماموریت برای ناسا، سه ماموریت برای نیروی فضایی ایالات متحده و دو ماموریت برای صاحبان ماهواره های تجاری خواهد بود.

ارتش ایالات متحده به ویژه مشتاق استفاده از فالکون هوی است. اگرچه فالکون 9 موشک قدرتمندی است، اما نمی تواند محموله های وزارت دفاع ایالات متحده را به 9 مدار مورد نیاز این وزارتخانه برساند. در نتیجه، اسپیس ایکس با فالکون هوی خود این مزیت را دارد که قراردادهای پرتاب نظامی را از طریق فراخوان برای مناقصه به دست آورد. تنها موشک عملیاتی دیگر آمریکا که قادر به رقابت با فالکون هوی است، موشک دلتا 4 هوی ائتلاف پرتاب و پرتاب است. اما این موشک تا دو سال دیگر بازنشسته می شود و جانشین آن ولکان هنوز پرواز نکرده است.

البته استارشیپ با تقویت کننده فوق سنگین می تواند به 9 مدار برسد. اگرچه اسپیس‌ایکس احتمالاً هنوز سال‌ها تا ساخت پیکربندی پایدار دولتی استارشیپ فاصله دارد، این کشتی موشکی غول‌پیکر قطعاً در راه است. از این رو، تاد هریسونمدیر ارشد Strategic Metrics Insights می گوید که Falcon Heavy احتمالاً عمر محدودی خواهد داشت.

هریسون می گوید زمانی که موشک سوپر سنگین جدید اسپیس ایکس عملیاتی شود و عملکرد قابل اعتماد خود را به مشتریان دولتی ثابت کند، دیگر نیازی به فالکون هوی نخواهد بود. او فکر می کند که عمر مفید فالکون هوی احتمالا کمتر از پنج سال خواهد بود و در این مدت شاهد پرتاب های انگشت شماری خواهیم بود. با این حال، پرتاب این موشک، به ویژه زمانی که رانشگرهای جانبی آن به طور همزمان به زمین باز می گردند، همیشه یک رویداد جذاب و هیجان انگیز است.

مقالات مرتبط:

فالکون هوی همچنین به دلیل انتخاب شدن برای پرتاب برخی از ماموریت های علمی مهم ناسا، از جمله فضاپیمای روان، تلسکوپ فضایی رومی نانسی گریس و اروپا کلیپر، محبوب بود. تقریبا یک سال پیش، ناسا قرارداد پرتاب اروپا کلیپر را در سال 2024 به اسپیس ایکس اعطا کرد. اقدامی که نشان دهنده تایید موشک فالکون هوی بود و نشان داد که ناسا برای پرتاب فضاپیمای حدودا چهار میلیارد دلاری خود به این موشک اعتماد دارد.

میراث فالکون هوی

شاید چشمگیرترین جنبه تصمیم ناسا برای پرتاب ماموریت گران قیمت اروپا کلیپر بر فراز فالکون هوی، هزینه پایین این موشک باشد. ارزش کل قرارداد برای خدمات پرتاب تنها 178 میلیون دلار بود. در واقع، انتخاب فالکون هوی دو میلیارد دلار برای مالیات دهندگان آمریکایی صرفه جویی کرد. زیرا سیستم پرتاب فضایی، دستگاه پرتاب دیگری که توسط ناسا در نظر گرفته شده است، برای هر پرتاب 2.2 میلیارد دلار هزینه برای آژانس فضایی دارد.

با این حال، فالکون هوی منجر به تشکیل مجموعه جدیدی از مأموریت های علمی نشد. کیسی درایرمدیر سیاست فضایی در انجمن سیاره‌ای می‌گوید ناسا جامعه علمی را برای استفاده از یک موشک سنگین و ارزان آماده نکرده است. به گفته درایر، “دانشمندان چنین انگیزه ای ندارند.”

در درجه اول، برنامه ریزان و دانشمندان مأموریت همیشه نگران پایین نگه داشتن هزینه فضاپیما و تحت کنترل نگه داشتن جرم آن هستند و تصمیم گیری در مورد پرتاب کننده معمولاً به ناسا و برنامه خدمات پرتاب آن واگذار می شود. فالکون هوی هنوز آنقدر زندگی نکرده است که بتواند این وضعیت را تغییر دهد. درایر می گوید این امکان وجود دارد که پرتابگر بزرگتر استارشیپ، که به طور چشمگیری محدودیت جرم و حجم ماموریت های علمی را تغییر می دهد، در نهایت نحوه انتخاب ماموریت ها را تغییر دهد.

اگر Starship آینده ای است که صنعت فضایی به سمت آن می رود، Falcon Heavy بنیانگذار آن آینده است. با ساخت فالکون هوی، برای اولین بار یک شرکت خصوصی قدرتمندترین موشک جهان را ساخته و پرتاب کرده است. ساخت چنین موشکی تأیید کرد که یک پرتابگر با تعداد زیادی موتور مرحله اول (27) می تواند پرواز کند. علاوه بر این، صحنه فرود آمدن دو رانشگر جانبی در کنار یکدیگر تأثیر قدرتمندی در اثبات اهمیت استفاده مجدد از موشک در اذهان عمومی داشت.

لری گارور زمانی که ساخت جدی فالکون هوی آغاز شد، اسپیس ایکس معاون ناسا بود. او می گوید که این موشک ذهنیت تصمیم گیرندگان فضایی را در مورد قابلیت بخش خصوصی تغییر داده است. او فقط آرزو می کند که این تغییر طرز فکر زودتر اتفاق بیفتد. به گفته گارور، “پرتاب اروپا Clipper به جای SLS روی فالکون هوی یک تصمیم مبتنی بر واقعیت است؛ اما ما به این تصمیمات بیشتر نیاز داریم.”

فالکون را سنگین کنید، درست یا غلط؟

گفته شد، آیا ساخت موشک فالکون هوی اشتباه بوده است؟ برای پاسخ به این سوال، موشک سه مرحله ای دیگری به نام دلتا 4 هوی را در نظر بگیرید. قبل از ورود فالکون هوی، دلتا 4 هوی تنها موشک ایالات متحده بود که قادر بود به تمام مدارهای مورد نیاز وزارت دفاع ایالات متحده برسد و برای سنگین ترین ماموریت های علمی ناسا استفاده شود. فالکون هوی اکنون تمامی این وظایف را با قیمتی یک سوم تا نصف قیمت دلتا 4 هوی انجام می دهد.

دلتا 4 هوی از اولین پرتاب خود در سال 2004 تاکنون 14 بار پرواز کرده است و در دو سال آینده با مجموع 16 پرواز بازنشسته خواهد شد که عمدتاً به دلیل هزینه بالای پرتاب است. این احتمال وجود دارد که فالکون هوی قبل از اینکه سرانجام جای خود را به استارشیپ بدهد، سابقه بهتری نسبت به دلتا 4 هوی داشته باشد. بر این اساس، با توجه به این دیدگاه، نه تنها فالکون هوی در اشتباه بود. این بیشتر یک نگاه اجمالی به آینده بود.