چرا موشک استارشیپ به سکوی پرتاب خود آسیب زیادی وارد کرد؟

استارشیپ، سامانه‌‌ی حمل‌ونقل فضایی غول‌پیکر اسپیس ایکس پنجشنبه‌ی هفته گذشته از تاسیسات استاربیس این شرکت در جنوب تگزاس به هوا برخاست تا نخستین پرواز مداری آزمایشی‌اش را به همراه بوستر سوپرهوی انجام دهد.

ترکیب موشک فضاپیمای استارشیپ و سوپرهوی با ارتفاع ۱۲۰ متر در نخستین پرواز آزمایشی‌اش عملکردی نسبتا خوب از خود نشان داد و تا ارتفاع تقریبا ۳۹ کیلومتر در آسمان صعود کرد؛ اما سپس چندین مشکل گریبان‌گیر استارشیپ شد و اسپیس ایکس را ناگزیر کرد تا فرمان انهدام موشک غول‌پیکرش را برفراز خلیج مکزیک صادر کند.

بااین‌حال وضعیت در سطح زمین قدری ناخوشایندتر بود. وقتی گردوغبار بلندشده از روی زمین پس از برخاست موشک فروکش کرد، چشم‌اندازی از تخریب سایت پرتاب نمایان شد: ۳۳ موتور رپتور مرحله‌ی اول استارشیپ، دهانه‌ای را در زیر پایه‌ی پرتاب مداری به‌وجود آوردند و زیرساخت‌های اطراف را با پرتاب تکه‌های سیمان و سایر بقایا درهم‌کوبیدند.

اسپیس ایکس برای پایه‌ی پرتاب مداری استاربیس خندق شعله طراحی نکرده است. این خندق مجرایی عمیق است که فواره‌ی آتش خروجی از موشک‌ها را هنگام برخاستن آن‌ها از روی سکوهای پرتاب منحرف می‌کند.

خندق‌های شعله قابلیت رایج سکوهای پرتاب موشک‌های قدرتمند محسوب می‌شوند. به‌عنوان مثال، ناسا به‌تازگی خندقی جدید برای سکوی 39B در مرکز فضایی کندی ساخته است تا از پرتاب‌های اسپیس لانچ سیستم (SLS)، موشک غول‌پیکر جدید خود از این سایت پشتیبانی کند.

اسپیس لانچ سیستم آبان ماه گذشته برای نخستین‌بار پرواز کرد و ماموریت آرتمیس ۱ را از سکوی 39‌B به مقصد ماه پرتاب کرد. هرچند سخت‌افزار سکوی پرتاب SLS نیز قدری دچار آسیب شد، اما تا حد زیادی دربرابر نیروی رانش ۸٫۸ میلیون پوندی ایجادشده در زمان برخاست موشک مقاومت کرد.

با پرتاب ماموریت آرتمیس ۱، اسپیس لانچ سیستم به قدرتمندترین موشکی تبدیل شد که تاکنون توانسته پرواز کند. اما قدرت استارشیپ در سطح دیگری است. موتورهای رپتور مرحله اول موشک جدید اسپیس ایکس هنگام سوزش با ظرفیت کامل، تقریبا ۱۶٫۵ میلیون پوند نیروی رانش تولید می‌کنند. البته در پرواز اخیر برخی موتورها روشن نشدند؛ درنتیجه سطح رانش در نخستین پرواز استارشیپ کمتر از میزان حداکثر بود.

اسپیس ایکس درابتدا درنظرداشت تا یک خندق شعله را در استاربیس در کنار ساحل بوکاچیکا حفر کند؛ اما درنهایت از این تصمیم منصرف شد. ایلان ماسک، بنیان‌گذار و مدیرعامل شرکت اکتبر ۲۰۲۰ در توییتر گفت: «قصد نداریم در بوکاچیکا خندق منحرف‌کننده‌ی شعله داشته باشیم؛ اما ممکن است معلوم شود این تصمیم اشتباهی است.»

بااین‌حال، تبعات پرواز اخیر استارشیپ بدان معنی نیست که ماسک تصمیم خود را زیر سوال برده است. براساس اظهارات تاز‌ه‌ی ماسک، ظاهرا او فکر می‌کند که اسپیس ایکس هنوز می‌تواند بدون خندق شعله، راهی برای پرتاب بی‌دردسر استارشیپ داشته باشد.

جمعه‌ی هفته‌ی گذشته، ماسک در توییتی نوشت اسپیس ایکس سه ماه پیش ساخت یک صفحه‌ی فولادی عظیم خنک‌شونده با آب را آغاز کرده که قرار است زیر پایه‌ی پرتاب قرار گیرد. این صفحه به موقع برای نخستین پرتاب مداری استارشیپ آماده نشد و اسپیس ایکس تصمیم گرفت بدون آن موشک را از روی زمین بلند کند؛ زیرا تصور می‌کرد که بتن به‌کاررفته در پایه‌ی پرتاب (نوع خاصی از بتن مقاوم دربرابر گرما به نام فونداگ) می‌تواند دربرابر حرارت ایجادشده هنگام برخاست استارشیپ مقاومت کند.

اسپیس ایکس براساس داده‌های به‌دست‌آمده از نخستین احتراق ثابت کامل استارشیپ در ماه فوریه، تصمیم به پرتاب بدون صفحه‌ی فولادی گرفت. در آن زمان، به ۳۳ موتور رپتور مرحله‌ی اول فرمان داده شد تا درحالی‌که موشک به زمین متصل است، برای مدت کوتاهی روشن شوند. از این تعداد، دو موتور از کارافتادند. اما ماسک در توییتی که روز شنبه منتشر کرد، گفت در آزمایش احتراق ثابت، قدرت واقعی و کامل استارشیپ در زمان پرتاب تولید نشد.

به‌زودی خواهیم فهمید که آیا صفحه‌ی فولادی جدید می‌تواند محافظت کافی از پایه‌ی پرتاب را فراهم کند یا خیر. ماسک در توییت خود افزود اسپیس ایکس باید تا یک تا دو ماه دیگر برای پرتاب بعدی استارشیپ آماده شود. بااین‌حال تعمیر پایه‌ی پرتاب و رفع خسارات دیگر ممکن است چندین ماه طول بکشد و تلاش‌های بعدی برای پرتاب استارشیپ را به تاخیر بیندازد.