تلاش های ایلان ماسک برای تولید بزرگترین فضاپیمای تاریخ

ایلان ماسک، بنیانگذار اسپیس اکس در اینستاگرام خود تصویری از یک ابزار فلزی غول پیکر را به نمایش گذاشته که قرار است در توسعه بزرگترین سامانه حمل و نقل فضایی تاریخ مورد استفاده قرار گیرد.

این سامانه که «راکت فالکون بزرگ» یا BFR نام دارد از دو سیستم چندبار مصرف تشکیل شده که شامل بوستر 58 متری است که فضاپیمای 48 متری نیز روی آن سوار شده و ارتفاع آن در مجموع به 106 متر می رسد. بوستر این سیستم ترکیبی از 37 موتور است که 31 دستگاه از آنها روی راکت و شش دستگاه نیز روی فضاپیما قرار داشته و قدرتی دو برابر راکت «ساترن 5» را تولید خواهند کرد.

این سامانه حمل و نقل قرار است فضای کافی برای انتقال 100 سرنشین و 150 تن بار به مدار دور زمین را داشته باشد و در صورت سوخت گیری مجدد در فضا می تواند طی شش ماه به کره مریخ برسد. ماسک این پروژه را در اولویت قرار داده و در بهمن ماه از تمرکز بر توسعه بخش های دشوارتر پروژه آن خبر داد:

توسعه فضاپیمایی که قابلیت استفاده مجدد داشته باشد به مراتب از بوستر دشوارتر است و به همین خاطر ما ابتدا روی آن تمرکز کرده ایم.

پست جدید ماسک نشان دهنده چه چیزی است؟

تصویر جدیدی که ماسک در اینستاگرام به اشتراک گذاشته چندان با کیفیت نبوده و اطلاعات زیادی را ارائه نمی کند. با این حال از خودروی تسلا مدل 3 کنار آن می توان به عنوان معیاری برای برآورد سایز این ابزار استفاده کرد.

از آنجا که تسلا مدل 3 4.7 متر طول دارد، قطر این ابزار حدودا 9 متر و طول آن باید 12 متر باشد. قطعات داخلی و هرزگرد مرکزی حاکی از این است که کل ابزار قابلیت چرخش دارد. ابعاد مذکور با آخرین توصیفات ماسک از فضاپیمای BFR مطابقت دارد و چرخان بودن آن هم با برنامه های اسپیس اکس برای تولید بدنه فضاپیما از فیبر کربن جور درمی آید.

فیبر کربن ماده ای به مراتب مقاوم تر از فلز و 50 درصد سبک تر از آلومینیوم است که در ساخت هواپیما و اتومبیل های فرمول یک به کار برده می شود.

امروزه بسیاری از تولیدکنندگان راکت الیاف فیبر کربن را در تانکر های سوخت و قطعات دیگر مورد استفاده قرار می دهند چرا که وزن کمتر به معنی قابلیت حمل بار بیشتر است. از نظر امنیت هم این الیاف در برابر دمای فوق سرد و فشار ناشی از پرتاب مقاومت بسیار بالایی دارند.

ماسک در پست اینستاگرامی خود تایید کرده که این ابزار برای ایجاد کمپوزیت های فیبر کربن مورد استفاده قرار می گیرد و البته کار با ابزارهای غول پیکر چیزی است که در تخصص اسپیس اکس قرار دارد.

این کمپانی در بخش هایی از راکت فالکون هوی نیز از فیبر کربن استفاده می کند، برای مثال ماسک در پاییز سال قبل از مخزن سوختی با قابلیت ذخیره 1200 تن اکسیژن مایع رونمایی کرد که از فیبر کربن ساخته شده بود.

در آن زمان پیمانکاری به نام «صنایع جانیکی» در تولید مخزن تانکر مشارکت داشت اما اینبار تمام کارها توسط خود اسپیس اکس انجام خواهد شد.

کمپوزیت فیبر کربن چگونه تولید می شود

رشته های فیبر کربن در صنایع هوافضا کارایی چندانی ندارد و پیش از آن باید بافته شده، به چسب آغشته گشته و در معرض حرارت قرار بگیرند که به کمک ابزارهای رباتیک صورت می گیرد.

در ویدئوی تایم لپس زیر رباتی را می بینیم که رشته های فیبر کربن را اطراف یک محور چرخان بافته و سپس لایه ای از مواد چسبناک را به آن اضافه می کند. در مرحله بعد کارکنان الیاف را در معرض حرارت قرار می دهند تا کمپوزیت نهایی به دست آید.

آنچه که در ویدئوی بالای دیدیم در مقیاسی کوچک انجام می گیرد و پروژه اسپیس اکس احتمالا رکوردهای قبلی در این زمینه را جابجا خواهد کرد. این کمپانی در دفتر اصلی خود فضای کافی برای این کار را ندارد و به همین خاطر در پی ساخت کارخانه راکت مریخ با مساحتی بالغ بر 250 هزار متر مربع در فضایی به مساحت 18 هکتار در لس آنجلس است.

ظاهرا این کمپانی در حال حاضر ابزار خود را به چادری 20 هزار مترمربعی در نزدیکی کارخانه در دست ساخت منتقل کرده است.

این کمپانی علاوه بر فضای وسیع به ربات های بزرگی هم نیاز دارد که مسئولیت مراحل مختلف تولید کمپوزیت فیبر کربن را بر عهده بگیرند. برای درک بهتر چگونگی اجرای این فرایند در مقیاس بزرگ، ویدئوی کوتاه زیر از تولید یک مخزن سوخت فیبر کربن با قطر 5.4 متر در مرکز فضایی مارشال ناسا را تماشا کنید.

نخستین ماموریت مریخ چه زمانی صورت خواهد گرفت؟

پس از اطمینان از عدم وجود هیچ منفذی در بدنه فضاپیما، فیبر کربن از قالب آن جدا شده و قطعات دیگر از جمله باله پایدارسازی پرواز و مخزن بار مخروطی به آن متصل می شود.

در ادامه مهندسان اسپیس اکس چهار موتور راکت رپتور، دو موتور اضافه، لوله ها، تانکر های سوخت داخلی و قطعات الکترونیکی دیگر را که برای پرتاب راکت لازم است، به هم متصل می کنند.ماسک سال گذشته مدعی شد که اولین فضاپیمای غول پیکر BFR که حدود 10.6 متر از شاتل ناسا بزرگتر است تا اوایل سال 2019 آماده آزمایش خواهد بود و با این فرض که فضاپیما در طول آزمایش دچار سانحه خاصی نشود، روی بوستر BFR سوار خواهد شد.

وی همچنین تاکید کرد که نخستین پرواز آزماشی به مریخ در سال 2022 صورت گرفته و در صورتی که با موفقیت همراه باشد نخستین گروه از فضانوردان سال 2024 به مریخ اعزام خواهند شد.

مدیرعامل اسپیس اکس امیدوار است به لطف راکت بزرگ فالکون بتواند مریخ را به مکانی برای زندگی انسان ها در آینده مبدل سازد:

در صورت وقوع یک جنگ جهانی یا فاجعه ای دیگر باید مطمئن شویم که افرادی برای حفظ نژاد انسان به ماه یا مریخ کوچ کنند. در چنین شرایطی در مریخ به اقلام مختلف از آهن گرفته تا پیتزا نیاز خواهیم داشت و با استفاده از BFR زیرساخت اولیه از جمله مخازن سوخت، نیروگاه، و شرایط لازم برای رشد گیاهان ضروری را مهیا خواهیم کرد.