SpaceX компаниясының Falcon 9 зымыраны қайта пайдаланылатын алғашқы сатысы арқылы ғарыш индустриясының бағытын өзгерткен технологиялық серпіліске айналды, деп жазады Ertenmedia.kz.
Falcon 9-дың басты ерекшелігі бір қарағанда қарапайым көрінуі мүмкін. Бірақ дәл осы ерекшелік оны қазіргі ғарыш саласындағы ең ықпалды зымырандардың біріне айналдырды. Оның алғашқы сатысы ұшырылымнан кейін Жерге қайта оралып, тік қона алады. Бұрын зымыранның бұл бөлігі көбіне мұхитқа құлап, жоғалатын. SpaceX осы тәсілді өзгертіп, ғарышқа ұшыру экономикасын қайта есептеуге мәжбүр етті.
Компания басшысы Илон Масктың айтуынша, алғашқы сатыны қайта пайдалану ұшыру шығынын едәуір қысқартуға мүмкіндік берді. Мұндай модель зымыранды бір рет қолданылатын қымбат техникадан бірнеше мәрте миссияға шығатын өндірістік құралға айналдырды. Ғарыш саласындағы басты өзгеріс те осы жерде жатыр.
Falcon 9 феномені
Falcon 9 алғашқы сатысының қауіпсіз қонуы бірнеше жүйенің бірлесіп жұмыс істеуіне байланысты. Соның ішінде ең маңызды элементтердің бірі төрт торлы тұрақтандырғыш саналады. Олар зымыранды Жерге қайтару кезінде қажетті бағытқа бұрып, қону аймағына дәл жеткізуге көмектеседі. Қону жердегі арнайы алаңда да, мұхиттағы автономды платформада да жүзеге аса алады.
Торлы тұрақтандырғыштар Falcon 9 алғашқы сатысының жоғарғы бөлігіне бекітілген. Ұшыру кезінде олар ауа кедергісін азайту үшін зымыран корпусына жиналып тұрады. Ал алғашқы саты екінші сатыдан бөлінгеннен кейін зымыран автоматты түрде қайта бағдарланады. Осы сәттен бастап Жерге түсу кезеңі басталады.
Түсу кезінде Falcon 9 қозғалтқыштары бірнеше рет іске қосылады. Бірі зымыранды қажетті бағытқа бұрады, бірі жылдамдықты азайтады, енді бірі қону алдындағы соңғы тежеуді қамтамасыз етеді. Дәл осы кезеңде торлы тұрақтандырғыштар ашылып, атмосфера арқылы төмендеп келе жатқан зымыранның қозғалысын басқаруға кіріседі.
Торлы тұрақтандырғыштың күші
Бұл тұрақтандырғыштардың сыртқы пішіні ерекше. Олар торлы металл пластинаға ұқсайды. Сол себепті инженерлер мен ғарыш әуесқойлары арасында оларды кейде «вафли» немесе «картоп езгішке» ұқсатып атайтындар бар. Бірақ сыртқы көрінісі қарапайым болғанымен, олардың атқаратын міндеті өте күрделі.
Әрбір торлы тұрақтандырғыштың ауданы шамамен 21 шаршы футқа, яғни екі шаршы метрге жуық. Олар титаннан жасалады. Мұндай материал кездейсоқ таңдалмаған. Зымыран атмосфераға қайта кірген кезде өте жоғары температура мен күшті аэродинамикалық жүктемеге тап болады. Титан осындай жағдайда тұрақтылықты сақтап, бірнеше мәрте қолдануға мүмкіндік береді.
Торлы тұрақтандырғыштар бір-бірінен тәуелсіз қозғалады. Әрқайсысы жеке бұрылып, айналасындағы ауа ағынын өзгертеді. Осы арқылы зымыранның көтергіш күші мен кедергісі реттеледі. Нәтижесінде алғашқы саты құлап бара жатқан дене сияқты емес, нақты есептелген траекториямен басқарылатын аппарат ретінде төмендейді.
Falcon 9-дың борттық компьютерлері мен датчиктері зымыранның кеңістіктегі орнын үнемі бақылап отырады. Қажет болған жағдайда тұрақтандырғыштардың бұрылу бұрышы мен қозғалтқыштардың қуаты түзетіледі. Бұл процестің бәрі өте қысқа уақыт ішінде, нақты уақыт режимінде жүреді. Қону сәтіндегі дәлдік осы автоматтандырылған басқару жүйесіне тікелей байланысты.
Дегенмен Falcon 9-дың Жерге оралуы тек торлы тұрақтандырғыштардың жұмысына ғана сүйенбейді. Ғарыш кеңістігінде алғашқы сатыны қайта бағдарлау үшін суық азотпен жұмыс істейтін шағын қозғалтқыштар қолданылады. Биіктен түсу кезінде Merlin қозғалтқыштарының бірі қосылып, жылдамдықты азайтады. Ал қозғалтқыш соплосының карданды жүйесі зымыран бағытын қосымша басқаруға мүмкіндік береді.
Осы жүйелердің бәрі бір-бірін толықтырады. Торлы тұрақтандырғыштар атмосферадағы бағытты нақтыласа, қозғалтқыштар жылдамдық пен соңғы қонуды бақылайды. Сондықтан Falcon 9 қонуы бір ғана технологияның емес, тұтас инженерлік архитектураның нәтижесі.
SpaceX-тің үлкен бұрылысы
Зымыран Жерге сәтті оралғаннан кейін SpaceX инженерлері алғашқы сатыны тексереді. Қажет болса техникалық қызмет көрсетіледі. Содан кейін ол келесі миссияға дайындалады. Кейбір Falcon 9 алғашқы сатылары 30-дан астам рет ұшып, қайта пайдаланудың ғарыш саласында нақты жұмыс істейтін модель екенін дәлелдеді.
Falcon 9 тәжірибесі кейін SpaceX-тің жаңа буын зымыраны Starship жобасына да әсер етті. Starship биіктігі шамамен 122 метр болатын алып жүйе саналады. Ол болашақта Айға жүк пен экипаж жеткізуге, ал ұзақ мерзімде Марсқа сапар жасауға арналған негізгі платформа ретінде қарастырылып отыр.
SpaceX алғашқы Starship сынақтарында Super Heavy күшейткішіне төрт торлы тұрақтандырғыш қолданды. Кейін компания жаңа үш қалақты құрылымға көшті. Жаңа тұрақтандырғыштар бұрынғыдан 50 пайызға үлкен әрі мықты етіп жасалды. Инженерлердің есебінше, үш тұрақтандырғыштың өзі күшейткішті басқаруға жеткілікті. Оның үстіне мұндай шешім аппараттың атмосферада үлкенірек шабуыл бұрышымен төмендеуіне мүмкіндік береді.
Бұл өз кезегінде қонуға қажет отын шығынын азайтады. Ал ғарыш саласында әр килограмм отын мен әрбір артық бөлшектің құны жоғары. Сондықтан төртінші тұрақтандырғышты алып тастау жай ғана конструкциялық өзгеріс емес, тиімділік пен шығынды азайтуға бағытталған инженерлік шешім.
Бір қызығы, SpaceX торлы тұрақтандырғышты ойлап тапқан жоқ. Мұндай құрылымның тарихы Совет Одағынан басталады. Ол 1970-1980 жылдары баллистикалық зымырандарда қолданылған. Ұзақ уақыт бұл технология құпия сақталды. 1985 жылы инженер Сергей Белоцерковский осы тақырыпта алғашқы техникалық еңбектердің бірін жариялағаннан кейін ғана ол кеңірек ғылыми ортаға белгілі бола бастады.
Алайда торлы тұрақтандырғышқа әлемдік назарды дәл SpaceX аударды. Falcon 9 бағдарламасы бұл технологияның тек әскери немесе теориялық шешім емес, коммерциялық ғарыш саласында да үлкен рөл атқара алатынын көрсетті. Бірнеше металл пластина сияқты көрінетін осы жүйе бүгінгі қайта пайдаланылатын зымырандардың негізгі символдарының біріне айналды.
Falcon 9 тарихы ғарыш технологиясында кейде ең үлкен өзгеріс сырттай шағын көрінетін бөлшектен басталатынын дәлелдейді. Торлы тұрақтандырғыштар зымыранды жай ғана бағыттап қойған жоқ. Олар SpaceX-ке алғашқы сатыны аман қайтаруға, шығынды азайтуға және ғарышқа ұшыруды жаңа экономикалық деңгейге шығаруға көмектесті.
📌 Ertenmedia-ның Telegram арнасына жазылыңыз: қысқа әрі нұсқа, ең өзекті ақпарат осында!
