Khi Elon Musk của SpaceX tweet một cái gì đó thú vị, nó tạo ra một làn sóng phấn khích. Vì vậy, khi anh ấy tweet gần đây rằng SpaceX có thể đang làm việc để lấy lại các tầng trên của tên lửa của họ, nó đã đặt ra một chuỗi các phản ứng hấp dẫn.
SpaceX sẽ cố gắng đưa tên lửa trở lại tầng trên từ vận tốc quỹ đạo bằng khinh khí cầu khổng lồ
- Elon Musk (@elonmusk) ngày 15 tháng 4 năm 2018
SpaceX đã lấy và sử dụng lại các giai đoạn thấp hơn của họ trong một thời gian và bây giờ, nó đã hạ thấp chi phí của việc phóng trọng tải vào không gian. Nhưng đây là gợi ý đầu tiên mà họ có thể cố gắng làm tương tự với các giai đoạn trên.
Những người phản hồi trên Twitter muốn biết chính xác SpaceX có ý nghĩ gì, và một khinh khí cầu của một người khổng lồ của nhóm có thể là gì Musk đã xây dựng công phu chưa, nhưng một trong những người theo dõi Twitter của ông đã có một cái gì đó thú vị để thêm vào.
Quinn Kupec, một sinh viên tại Đại học Maryland, James Clark, Trường Kỹ thuật đã tweet với Musk:
Nếu bạn đang đề xuất những gì tôi nghĩ bạn là, một bộ giảm tốc hệ số đạn đạo cực thấp, thì bạn và @SpaceX sẽ đến xem những gì chúng tôi có tại @UofMaryland. Chúng tôi đã làm việc này một lúc và vừa hoàn thành một số thử nghiệm pic.twitter.com/nJBvyUnzaK
- Quinn Kupec (@QuinnKupec) ngày 16 tháng 4 năm 2018
Tạp chí Vũ trụ đã liên lạc với ông Kupec để xem liệu ông có thể giúp chúng tôi hiểu những gì mà Musk có thể nhận được không. Nhưng trước tiên, một chút nền tảng.
Một bộ giảm tốc hệ số đạn đạo cực thấp của chanh là một chút của một miệng. Hệ số đạn đạo đo mức độ một chiếc xe có thể vượt qua sức cản không khí trong chuyến bay. Hệ số đạn đạo cao có nghĩa là một phương tiện nhập lại sẽ không bị mất vận tốc nhanh chóng và sẽ đến Trái đất ở tốc độ cao. Một bộ giảm tốc hệ số đạn đạo cực thấp sẽ mất tốc độ nhanh chóng, có nghĩa là một chiếc xe sẽ di chuyển ở tốc độ thấp, cận âm trước khi chạm đất.
Để phục hồi bộ tăng áp ở tầng trên, tốc độ thấp là mong muốn, vì chúng tạo ra ít nhiệt hơn. Nhưng theo Kupec, có một vấn đề khác cần phải khắc phục.
Những gì xảy ra khi những điều này chậm lại với vận tốc hạ cánh? Nếu trọng tâm của bạn được bù đắp đáng kể sau trung tâm lực cản của bạn, như trường hợp với giai đoạn trên trở lại, nó có thể không ổn định. Nếu trọng tâm của xe tái nhập quá cao, nó có thể bị đảo ngược, điều này rõ ràng là không mong muốn.
Vì vậy, mẹo là hạ thấp tốc độ của xe nhập lại đến điểm mà nhiệt được tạo ra bởi reentry không làm hỏng bộ tăng áp, và làm điều đó mà không làm cho phương tiện đảo ngược hoặc không ổn định. Đây không phải là vấn đề đối với các tên lửa đẩy sân khấu chính mà SpaceX hiện đang phục hồi thường xuyên; họ có những tên lửa retro để hướng dẫn hạ cánh và hạ cánh. Nhưng đối với những tên lửa đẩy ở giai đoạn trên, đạt vận tốc quỹ đạo, nó lại là một trở ngại cần phải vượt qua.
Nghiên cứu của tôi đặc biệt tập trung vào việc bạn có thể đẩy trọng tâm cao đến mức nào mà vẫn duy trì cấu hình chuyến bay phù hợp, Kupec cho biết.
Nhưng những gì về khinh khí cầu của bữa tiệc khổng lồ, mà Musk đã tweet?
Về mặt đầy màu sắc, Musk có thể đề cập đến thứ mà người ta gọi là Ballute. Từ này là sự kết hợp của từ bóng bay và dù. Chúng được phát minh vào năm 1950 bởi Goodyear Aerospace. Họ có thể bắt giữ dòng dõi của các phương tiện nhập cảnh và cung cấp sự ổn định trong quá trình hạ xuống.
Quả cầu bay khinh khí cầu phải có đường kính 120 ft, và được làm bằng vải nhiệt độ cao, nhà gỗ, giáo sư Dave Akin, Đại học Maryland
Tạp chí Vũ trụ đã liên lạc với Giáo sư Dave Akin của Đại học Maryland để có cái nhìn sâu sắc về tweet của Musk. Giáo sư Akin đã làm việc trên các hệ thống reentry trong hơn 2 thập kỷ.
Trong một cuộc trao đổi email, Giáo sư Akin nói với chúng tôi, Có những khái niệm được đề xuất để triển khai một quả bóng lớn trên một sợi cáp được kéo phía sau bạn khi nhập cảnh. Bong bóng làm giảm hệ số đạn đạo của bạn, điều đó có nghĩa là bạn giảm tốc cao hơn trong bầu khí quyển và tải nhiệt ít hơn. Vì vậy, chìa khóa là để chà tốc độ của bạn trước khi bạn đến gần Trái đất hơn, nơi bầu khí quyển dày hơn và sinh ra nhiều nhiệt hơn.
Nhưng theo giáo sư Akin, việc giành chiến thắng này nhất thiết phải dễ thực hiện. Để có được hai lệnh giảm cường độ trong hệ số đạn đạo mà Elon đã nói về khinh khí cầu sẽ phải có đường kính 120 ft, và được làm bằng vải nhiệt độ cao, do đó, nó sẽ không dễ dàng như vậy.
Nhưng hồ sơ theo dõi của Musk, cho thấy anh ta không tránh khỏi những điều dễ dàng.
Lấy các giai đoạn tên lửa phía trên không phải là tất cả về việc giảm chi phí phóng, nó còn về rác không gian. Cơ quan Vũ trụ châu Âu ước tính rằng có hơn 29.000 mảnh rác vũ trụ quay quanh Trái đất và một số rác đó được sử dụng cho những tên lửa đẩy ở tầng trên. Đã có một số va chạm và tai nạn, với một số vệ tinh bị đẩy vào các quỹ đạo khác nhau. Năm 2009, vệ tinh liên lạc Iridium 33 và vệ tinh liên lạc Cosmos 2251 không còn tồn tại đã va chạm với nhau, phá hủy cả hai. Nếu SpaceX có thể phát triển một cách để lấy lại những tên lửa đẩy giai đoạn trên của nó, điều đó có nghĩa là rác ít không gian hơn và ít va chạm tiềm năng hơn.
Có một tiền lệ rõ ràng cho việc sử dụng bóng bay để quản lý lại. Với những người như Giáo sư Akin và Quinn Kupec đang làm việc trên đó, SpaceX đã giành chiến thắng phải phát minh lại bánh xe. Nhưng họ vẫn sẽ có rất nhiều việc phải làm.
Musk đã tweet một điều khác ngay sau khi bữa tiệc khinh khí cầu khổng lồ của anh ấy tweet tweet:
Và sau đó hạ cánh trên một ngôi nhà bouncy
- Elon Musk (@elonmusk) ngày 16 tháng 4 năm 2018
Không có từ nào về điều đó có nghĩa là gì.
Bữa tiệc khinh khí cầu khổng lồ của Elon Musk
Quinn Kupec Tweet tweet: https://twitter.com/QuinnKupec/status/985736260827471872
