شرکت اسپیسایکس مدتهاست که موشک استارشیپ را بهعنوان یک وسیلهی فضایی کاملاً قابل استفاده مجدد و با قابلیت بازگشت سریع معرفی کرده که هدف آن حمل هزاران کیلوگرم بار به مریخ و کمک به چندسیارهای شدن زندگی بشر است. اما استفاده مجدد در مقیاس وسیع نیازمند تحملپذیری بالا در برابر خطاها و نقصهاست، بهطوریکه یک اشتباه کوچک منجر به شکست کامل مأموریت نشود.
دهمین پرتاب آزمایشی استارشیپ که عصر سهشنبه انجام شد، تمرکز اسپیسایکس بر تحملپذیری خطا را بهخوبی نشان داد. این شرکت در گزارش پس از پرواز اعلام کرد که این آزمایش «مرزهای تواناییهای وسیله» را به چالش کشیده است. شناخت این محدودیتها برای برنامههای آینده اسپیسایکس، از جمله پرتاب ماهوارههای استارلینک، محمولههای تجاری و در نهایت فضانوردان، حیاتی خواهد بود.
در این پرتاب، اسپیسایکس علاوه بر دستیابی به نقاط عطف جدید، بهطور عمدی چند نقص را در سیستم ایجاد کرد تا عملکرد سپر حرارتی، سیستم پشتیبان پیشرانش و قابلیت روشنسازی مجدد موتور رپتور را آزمایش کند.
سپر حرارتی یکی از دشوارترین چالشهای مهندسی پیشروی اسپیسایکس است. ایلان ماسک در ماه مه ۲۰۲۴ در شبکه اجتماعی X اذعان کرده بود که سپر حرارتی قابل استفاده مجدد برای بازگشت مداری، «بزرگترین مشکل باقیمانده» برای دستیابی کامل به قابلیت استفاده مجدد موشکهاست.
قسمت زیرین مرحلهی بالایی موشک، که همان استارشیپ نام دارد، با هزاران کاشی ششضلعی سرامیکی و فلزی پوشانده شده که سپر حرارتی را تشکیل میدهند.
هدف اصلی پرواز دهم، بررسی میزان آسیبی بود که فضاپیما میتواند در برابر گرمایش جوی تحمل کند و همچنان سالم باقی بماند. در این آزمایش، مهندسان بهطور عمدی برخی کاشیها را از بخشهایی از بدنه حذف کردند و نوع جدیدی از کاشیهای خنکشونده فعال را مورد آزمایش قرار دادند تا دادههای واقعی جمعآوری کرده و طراحیها را بهبود بخشند.
تجربه تلخ شاتل فضایی کلمبیا در سال ۲۰۰۳ نشان داد که آسیبپذیری سپر حرارتی تا چه حد میتواند خطرناک باشد. در آن حادثه، قطعهای از فوم عایق در هنگام پرتاب به کاشیهای حرارتی بال چپ برخورد کرد و این نقص منجر به مرگ هفت فضانورد در هنگام بازگشت به زمین شد.
بیستودو سال پس از آغاز فعالیت، شرکت اسپیسایکس اکنون تمرکز خود را بر ارزیابی عملکرد موشک استارشیپ در بدترین شرایط ممکن قرار داده است. اگر دادههای پس از پرواز نشان دهند که فضاپیما در محدوده دمایی پیشبینیشده باقی مانده، این موضوع گامی مهم در مسیر هدف نهایی شرکت خواهد بود: فرود عمودی مرحلهی بالایی موشک، بازسازی آن و استفادهی مجدد.
در این آزمایش، تحملپذیری سیستم پیشرانش نیز مورد بررسی قرار گرفت. پیکربندی فرود بوستر Super Heavy بهگونهای طراحی شده بود که شبیهسازی خرابی موتور باشد. مهندسان بهطور عمدی یکی از سه موتور مرکزی رپتور را در مرحله پایانی خاموش کردند و از موتور پشتیبان استفاده کردند. این آزمایش بهعنوان تمرینی موفق برای شرایط ازکارافتادگی موتور تلقی شد.
همچنین اسپیسایکس اعلام کرد که موفق به روشنسازی مجدد یکی از موتورهای رپتور در فضا شده است؛ این دومین بار است که شرکت توانسته چنین کاری انجام دهد. قابلیت روشنسازی مجدد موتور برای مأموریتهای اعماق فضا، انتقال سوخت و برخی مأموریتهای حمل محموله ضروری خواهد بود.
برنامه آرتمیس ناسا به توسعه سپر حرارتی توسط اسپیسایکس وابسته است؛ سپری که بتواند در برابر ورود مجدد به جو مقاومت کند و فضاپیمایی که بتواند بهطور قابل اعتماد در مدار مجدداً روشن شود تا فضانوردان را با ایمنی کامل به سطح ماه منتقل کند. ناسا تاکنون بیش از ۴ میلیارد دلار برای نسخهای از استارشیپ که قابلیت فرود روی ماه را دارد، به اسپیسایکس اختصاص داده است. نخستین فرود استارشیپ روی ماه برای اواسط سال ۲۰۲۷ برنامهریزی شده است.
ناسا سطح ریسک را بر اساس نوع مأموریت تنظیم میکند؛ در مأموریتهای بدون سرنشین، ریسک بالاتری پذیرفته میشود، اما در مأموریتهای سرنشیندار، سطح ریسک باید بسیار پایین باشد. این سازمان اهداف ایمنی کمی مشخصی را تعیین کرده که باید از طریق آزمایش و دادههای پروازی اثبات شوند. این استانداردها برای استارشیپ تغییر نمیکنند، حتی اگر این موشک بزرگتر باشد؛ اما به معنای وجود حالتهای خرابی بیشتر است.
مجموع این آزمایشها نشان میدهد که اسپیسایکس با در نظر گرفتن این استانداردها در حال آزمایش است. نسخهی بعدی استارشیپ با نام Block 3 شامل تغییرات گستردهای خواهد بود؛ از جمله موتور رپتور با نیروی رانش بیشتر، بهروزرسانی در فلپها، و ارتقاء سیستمهای ناوبری، هدایت و کنترل.
گام بعدی، تبدیل دادههای پرواز دهم به ارتقاء سختافزاری برای نزدیکتر شدن به عملیاتهای روتین و رسیدن به روزهایی است که طبق چشمانداز ایلان ماسک، «استارشیپ بیش از ۲۴ بار در ۲۴ ساعت پرتاب شود.»
