مقایسه موشک نو ناسا ، SLS، با موشک افسانه ای ساترن 5 که نخستین بار انسان را به ماه برد
به گزارش مجله یک کامپیوتر، موشک نو ناسا که از مجسمه آزادی بلندتر است و هزینه ساخت آن 23 میلیارد دلار است، اکنون تنها چند هفته با اولین پرتاب خود فاصله دارد.
سیستم پرتاب فضایی بزرگ (SLS) قرار است در 29 آگوست پرتاب شده و در یک ماموریت 6 هفته ای فضاپیمای بدون سرنشین اوریون را به مدار ماه ببرد و برگرداند.
این اولین سفر از سه سفر برنامه ریزی شده به ماه خواهد بود که قرار است در نهایت برای اولین بار از دهه 1970، انسان ها را به سطح ماه باز می گرداند.
در جریان این برنامه ناسا که به عنوان برنامه آرتمیس شناخته می گردد، اولین زن و اولین فرد رنگین پوست تا سال 2025 روی ماه فرود خواهند آمد.
این موشک با وزن 2.5 میلیون کیلوگرم قادر به فراوری تقریباً 40 مگان نیوتن نیروی رانش، معادل ساترن پنج Saturn V است، یعنی همان موشک بزرگی که در دوران آپولو ساخته شد و نخستین انسان ها یعنی نیل آرمسترانگ، باز آلدرین و مایکل کالینز را در سال 1969 به ماه رساند.
این دو موشک ممکن است با فاصله بیش از نیم قرن از هم ساخته شده باشند، اما علیرغم پیشرفت های تکنولوژیکی بزرگ، SLS لزوماً Saturn V را در هر جنبه ای شکست نمی دهد و تحت الشعاع قرار نمی دهد.
فعلا ما نسخه SLS Block 1 را آنالیز می کنیم که قرار است طی چند سال آینده تحت یک سری ارتقاء قرار گیرد تا بتواند محموله های سنگین تری را به مقصدهایی فراتر از مدار پایین زمین ارسال کند.
ناسا امیدوار است که موشک بزرگش نه تنها فضانوردان را به ماه ببرد، بلکه در نهایت بتواند انسان ها را به مریخ و فراتر از آن ببرد.
Block 1 SLS حدود 98 متر ارتفاع دارد یعنی معادل یک ساختمان 23 طبقه، این در حالی است که ساترن پنج 110 متر ارتفاع داست.
بعلاوه وزن آن کمتر است - 2.5 میلیون کیلوگرم، در مقایسه با 2.8 میلیون کیلوگرم.
ساترن پنج Saturn V یک موشک سه مرحله ای بود که به وسیله ناسا برای فرستادن فضانوردان به ماه در طول برنامه فضایی آپولو استفاده شد.
مرحله اول آن 42 متری بود و می توانست بیش از 7.5 میلیون پوند نیروی رانش ایجاد کند.
پنج موتور موشک آن به مدت 2 دقیقه و 41 ثانیه می سوختند و فضاپیما را به ارتفاع 68 کیلومتری از سطح زمین می فرستادند.
سپس مرحله اول جدا می شد و بر زمین می افتاد، در حالی که مراحل دوم و بالایی به سفر خود ادامه می دهند.
تنها چند تقویت نماینده مرحله اول Saturn V امروزه عملا استفاده می شوند که از زمان پروازهای آپولو که لغو شده اند به یادگار مانده اند.
از آن سو چهار موتور RS-25 SLS که در شاتل فضایی نیز مورد استفاده قرار گرفتند، می توانند 8.8 میلیون پوند (39.1 مگان نیوتن) نیروی رانش فراوری نمایند که 15 درصد بیشتر از 7.6 میلیون پوند (34.5 مگان نیوتن) ساترن پنج است.
SLS از نظر رانش، قدرتمندترین موشکی خواهد بود که تا به حال ساخته شده است. بعلاوه حداکثر سرعت آن 39500 کیلومتر در ساعت است. در مقایسه ساترن پنج 28000 کیلومتر در ساعت می توانست سرعت داشته باشد.
ممکن است این مبلغ شگفت انگیز باشد، اما 23 میلیارد دلار صرف توسعه و ساخت SLS شده است، یعنی حتی با در نظر گرفتن تورم این مبلغ، معادل نیمی از هزینه ای است که برای Saturn V صرف ش.
هزینه ساخت و توسعه ساترن پنج در دهه 1960 حدود 6.4 میلیارد دلار بود که با پول امروزی حدود 51.8 میلیارد دلار می گردد.
با این حال، قابل توجه است که ساترن پنج تنها در شش سال از مرجله طراحی روی کاغذ به پرواز رسید× در ژانویه 1961 وارد توسعه رسمی شد و برای اولین بار در نوامبر 1967 به فضا پرتاب شد.
این موشک که زاییده فکر مهندس آلمانی الاصل ورنر فون براون بود، قبل از بازنشستگی 13 بار با موفقیت پرتاب شد.
طرح SLS در سال 2011 رونمایی شد. هشت سال پیش وارد مرحله توسعه رسمی شد. بنابراین، علیرغم پیشرفت های تکنولوژیکی متعدد در پنج دهه و نیم گذشته، هنوز بیشتر از زمان فون براون توسعه آن طول کشیده است.
بسیاری از تاخیرها ناشی از مسائل خود SLS بوده است، در حالی که برنامه آرتمیس Artemis نیز با مسائلی در توسعه لباس های فضایی و سیستم های فرودگر انسانی که خدمه را به سطح ماه می برد، دچار مشکل شده است.
برای کاهش هزینه و زمان توسعه، آژانس فضایی ایالات متحده بعلاوه در ساخت موشک از نسخه ارتقایافته سخت افزار امتحان پس داده شاتل فضایی و سایر برنامه های اکتشافی هم استفاده کرد. یعنی بعضی از بخش های موشک تازه هستند و بعضی ارتقایی از سخت افزارهای قبلی.
اگرچه ساترن پنج ممکن است هزینه بیشتری برای توسعه و ساخت داشته باشد، اما از سوی دیگر پرتاب هر فروند از آن، چندان گران نبود. هزینه هر پرتاب آن در سال 1969 حدود 185 میلیون دلار بود که معادل 1.49 میلیارد دلار پول امروزی می گردد در حالی که تخمین زده می گردد هزینه پرتاب SLS نزدیک به 4.1 میلیارد دلار باشد.
مگا موشک تازه ناسا عمدتا یک مرحله ای است و دو تقویت نماینده موشک جامد دارد. البته یک مرحله فوقانی به نام مرحله پیشرانه برودتی موقت هم دارد. پس از این نظر هم با موشک سه مرحله ای ساترن پنج تفاوت دارد. ساترن پنج از تقویت نماینده ها استفاده نمی کرد.
فناوری سوخت جامد دهه 60 هنوز خیلی خوب نبود، بنابراین ساترن پنج از مخلوطی از نفت سفید، اکسیژن مایع و هیدروژن مایع نیرو می گرفت.
موشک های بوستر سوخت جامد شاتل SLS حاوی پیشرانه پلی بوتادین آکریلونیتریل هستند و بیش از 75 درصد نیروی رانش را در دو دقیقه اول پرواز صرف می نمایند.
مرحله اصلی آن، 730000 گالن هیدروژن مایع فوق خنک و اکسیژن مایع دارد که سوخت موتورهای RS-25 را تامین می نماید.
نسل تازه ماژول خدمه SLS که با نام اوریون Orion شناخته می گردد، به جای سه فضانورد در بالای ساترن پنج، از چهار فضانورد پشتیبانی می نماید.
گرچه خاتمه این ماه اولین پرتاب SLS انجام خواهد شد، اما این دومین باری است که پرتاب کپسول اوریون صورت خواهد گرفت، چرا که در دسامبر 2014 در یک پرواز آزمایشی، این فضاپیما با یک موشک دلتا هوی چهار ULA Delta IV Heavy به فضا رفت.
در نخستین پرتاب اوریون با SLS به جای سرنشین، آدمک هایی در درون آن قرار داده می شوند.
این آدمک ها برای شبیه سازی وزن انسان در درون اوریون قرار داده می شوند و به دانشمندان و مهندسان، بینشی در خصوص عملکرد پرواز می دهند، بدون اینکه انسانی را در معرض خطر قرار دهد.
کپسول آپولو یک کامپیوتر داشت، اما اوریون مجهز به دو کامپیوتر پرواز اضافی است که به طور همزمان کار می نمایند. ضمناً دو کامپیوتر اضافی هم پیشبینی شده است.
این کامپیوترها حافظه و سرعت بیشتری نسبت به رایانه های دوران آپولو دارند. ناسا می گوید که آنها 20000 برابر سریعتر عمل می نمایند و ظرفیت حافظه 128000 برابر بیشتر است.
SLS قرار است بتواند حدود 254 تن بار را به مدار پایین زمین ببرد. در مقایسه، ساترن پنج می توانست 118 تن بار را به مدار پایین زمین ببرد.
در عین حال میزان باری که این دو می توانند به مدار ماه ببرند به ترتیب 27 تن و 41 تن است.
پس در اینجا ساترن پنج برنده است. اما انتظار می رود که قابلیت بارگیری SLS ارتقا پیدا کند.
با این حال، آنچه مهم تر است، لزوماً حداکثر باری که یک وسیله می تواند ببرد نیست، بلکه هزینه ای است که برای انجام این کار ضروری است.
اگر ماموریت آرتمیس اول موفقیت آمیز باشد، ناسا آرتمیس دوم را در اوایل سال 2024 به سفری دور ماه می فرستد، این بار با خدمه انسانی.
ماموریت Artemis II میخواهد چهار فضانورد را به مدت حداکثر 21 روز به نزدیکی ماه بفرستد.
هر دو ماموریت پروازهای آزمایشی برای نشان دادن فناوری و توانایی های Orion و SLS هستند.
از یاد نبریم که هنگام آزمایش ساترن پنج، قبل از آغاز مجموع ماموریت های آپولو، ناسا با یک تراژدی بزرگ در ژانویه 1967 روبرو شد. زمانی که 3 فضانورد به نام های گاس گریسوم، اد وایت و راجر شافی در حال اجرا شبیه سازی بر روی سکوی پرتاب در فلوریدا بودند، یک آتش سوزی ناگهانی در کپسول آنها رخ داد و هر سه را کشت.
این فاجعه باعث شد که ناسا تمام جنبه های برنامه را دوباره آنالیز کند و بسیاری از سیستم های فضاپیما را دوباره طراحی کند، به این معنی که نخستین ماموریت آپولو تا اکتبر 1968 به تاخیر افتاد.
آیا SLS و ساترن پنج رقبایی دارند؟
بله وجود دارد. ایلان ماسک با استارشیپ تبلیغ زیادی نموده به خصوص که موشک او قابل استفاده مجدد است.
استارشیپ ترکیبی از موشک و فضاپیما است که 120 متر ارتفاع دارد.
از آنجایی که موشک قابل استفاده مجدد خواهد بود، پس از پرتاب به زمین می تواند بازگردد و پس از پر شدن مجدد با سوخت پیشران، مدت کوتاهی بعد دوباره پرتاب گردد.
این یک پیشرفت بزرگ است زیرا هزینه پرتاب موشک را کاهش می دهد و از پرتاب شدن قطعات در دریا یا سوختن در جو زمین مانند سایر سیستم های پرتاب جلوگیری می نماید.
فضاپیمای استارشیپ بر فراز موشکی به نام Super Heavy قرار خواهد گرفت. این موتور حدود 32 موتور رپتور دارد و بیش از 16 میلیون پوند نیروی رانش ایجاد می نماید.
ماسک امیدوار است از استارشیپ برای سفرهای طولانی مدت به مریخ و بازگشت از آن استفاده گردد که ممکن است در هر جهت رفت و برگشت آن تا 9 ماه طول بکشد.
اولین پرواز آزمایشی مداری استارشیپ اسپیس ایکس در اوایل ماه آینده برنامه ریزی شده است.
با این حال، این فقط ایالات متحده نیست که در پی ساخت موشک های بزرگ است.
چین بعلاوه در حال برنامه ریزی برای توسعه تازهترین، بزرگ ترین و جسورانه ترین نسخه از سری موشک های Long March خود است.
لانگ مارس 9 نسخه چینی از SLS خواهد بود: یک موشک فوق سنگین با هدف قرار دادن قطعات بزرگ در مدار و یاری به ساخت ایستگاه تحقیقاتی بین المللی در مدار ماه مشترک چین و روسیه.
این موشک از همان سوخت (اکسیژن مایع متان یا متالوکس) استارشیپ اسپیس ایکس استفاده می نماید.
گزارش ها حاکی از آن است که لانگ مارس 9 می تواند 140 تا 150 تن بار را به مدار پایین زمین ببرد.
بعلاوه صحبت هایی مبنی بر اینکه روسیه در حال ساخت موشک بزرگ خود است نیز وجود دارد.
منبع: یک پزشک