Kural olarak “Kaboom” bir roket gemisinin çıkarmasını istediğiniz ses değildir. Ancak özel havacılık şirketi SpaceX ve lideri Elon Musk’un karşı karşıya olduğu sorun da bu. En yeni roket gemileri uzaya gitmek yerine kaboom’a gitmeye devam ediyor.
İki aşamalı, 120 metre yüksekliğinde bir dev olan Starship’in son üç uçuşu, büyük bir felaketle sonuçlandı— Musk’ın bazen şakayla karışık “hızlı, plansız sökme” dediği şey. Ocak ayında ve tekrar Mart ayında fırlatma aracının Süper Ağır yükseltici kademesi devasa, kıskaçla donatılmış bir rampaya geri döndü, ancak Starship’in üst kademesi bunu yapmadı. Mayısta itici, sıçramadan hemen önce patladı ve Starship, ticari uçakların atlatmak zorunda kaldığı enkazları yağdırarak atmosferde olağanüstü bir şekilde parçalandı. Bonus olarak Haziran ayında üst aşama fırlatma rampasında patlatıldı Starship, motorlarının test ateşlemesi için yakıt alıyordu. Şu ana kadar 2025’in çetelesi şöyle: dört patlama; SpaceX, sıfır.
Bugün Starship’in Süper Ağır güçlendiricisi ve üst aşaması bir kez daha fırlatma rampasında. 10’uncu test uçuşunun Pazar günü saat 19:30 civarında SpaceX’ten kalkması planlanıyor. Yıldızüssü fırlatma sitesi Güney Teksas’ta. Her şey planlandığı gibi giderse, itici, tüm olayı uzayın kenarına itmek için 33 roket motorunu kullanacak, sonra düşecek, takla atacak, bir “geri tepme yakma” gerçekleştirecek ve Meksika Körfezi’nde yumuşak bir inişe doğru alçalacak. Bu arada Starship’in üst kademesi yörüngeye ulaşmak için roketlerini ateşlemeli, burada bir miktar kargoyu konuşlandıracak ve fırlatıldıktan yaklaşık bir saat 15 dakika sonra atmosfere doğru kendi sıçrama alanına doğru uçacak. “Heyecan garantiliSpaceX’in bir duyurusu vaat ediyor.
Bilim gazeteciliğini destekleme konusunda
Bu makaleyi beğeniyorsanız, ödüllü gazeteciliğimizi desteklemeyi düşünün. abone oluyorum. Bir abonelik satın alarak, bugün dünyamızı şekillendiren keşifler ve fikirlerle ilgili etkili hikayelerin geleceğinin güvence altına alınmasına yardımcı oluyorsunuz.
Ama heyecan var ve var heyecanlanmak. Bakın uzaya gitmek zor. SpaceX’in denediği şekilde bunu yapmak daha da zor. Astrofizik Merkezi’nden astrofizikçi Jonathan McDowell, “Bu şimdiye kadarki en büyük roketlerden biri. Kesinlikle yeniden kullanılmaya çalışılan en büyük roket” diyor. Boş zamanlarında uzay fırlatmalarını takip eden Harvard & Smithsonian. “Bu kadar büyük bir araç geliştirmek ve onu tekrar tekrar piyasaya sürmek kolay değil.”
Starship sadece bir oligarkın aptallığı değil. Bu bir fırlatma sistemidir uzay uçuşunda devrim yarat kargoyu ve mürettebatı neredeyse 200 milyar liraya yakın bir maliyetle yörüngeye uçurarak ölçümü çok ucuz. NASA astronotlarını aya ve insan yerleşimcileri Mars’a götürmesi gerekiyor. Ve bu, Silikon Vadisi’ndeki tekno-iyimserlerin her zaman vaat ettiği parlak, ileri donanıma sahip geleceği temsil ediyor. Starship birçok plan ve planın temel taşıdır.
Geçtiğimiz birkaç ay boyunca SpaceX, her uçuşta geminin hangi parçalarının kırıldığını kabul etti ancak bu konuda fazla ayrıntıya girmedi. Neden. Şirket yorum taleplerine yanıt vermedi Bilimsel Amerikan. Ancak SpaceX’in çevrimiçi roket tespit hayranları ve konuştuğum yarım düzine uzay mühendisi sorunların ne olabileceği konusunda spekülasyon yapmaya istekliydi. Çoğunlukla, şirketin sorunları çözme şansına sahip bazı parlak insanlara sahip olduğuna inanıyorlar. Ancak SpaceX neyin yanlış olduğunu çözemezse ne olacağını da merak ediyorlar; ya da daha da kötüsü, temel bir mühendislik sorunu, yeniden kullanılabilir, güvenilir, güçlü bir uzay gemisi fikrinin bilim kurguyla sınırlı kalması anlamına gelirse ne olacağını da merak ediyorlar.
Bir Starship Süper Ağır güçlendirici, 16 Ocak 2025’te SpaceX’in Güney Teksas’taki Starbase tesisinden yapılan bir test uçuşu sırasında fırlatma rampasına geri döndü. Starship’in üst kademesi patladı ve uçuş sırasında kayboldu.
Her ne kadar SpaceX bunu farklı şekilde tanımlasa da Starship, en son uçuşlarının üçünde de temelde aynı türden kazalar yaşadı: yakıt sistemindeki sızıntılar, yangınlar ve patlamalar. Yedinci uçuşta, Starship’in sıvı oksijen tankının tabanının altındaki basınçsız “tavan arasında” bir flaş ve ardından yangın çıktı. Bu, sekizinci uçuşta roket motorlarından birinin yakınında meydana geldi. Dokuzuncu uçuşta burun konisine yakıt sızdı.
Sorun yakıt ve onu hareket ettirecek tesisat olabilir. Bu, sıvı metan ve sıvı oksijenin bir karışımıdır; roket bilimi standartlarına göre hala deneysel olan, uçucu, kriyojenik bir kokteyldir. Sıvı kalabilmesi için metanın -259 Fahrenheit derecenin (-162 santigrat derece) altında olması gerekir ve oksijenin daha da soğuk olması gerekir; yani -297 derece F’nin (-183 derece C) altında. Bu, onu soğuk tutmak, yerde ve araç üzerinde hareket ettirmek ve sıvıdan gaza geçip ateşe verirken onu yerleştirmek için çok fazla mekanik çaba anlamına geliyor. Aşırı soğuktan sıcağa ileri geri gitmeye termal döngü denir; Dikkatli tasarım ve bakım yapılmazsa, bu koşullar altında hemen hemen her şey bozulacaktır.
Musk’ın bilimkurgu geleceğinde her şey buna değer. Kriyojenik yakıt asteroitte bir acıdırancak go meyve suyu gibi pound başına daha fazla çekiciliği var; mühendisler bunu “özel dürtü” olarak adlandırıyor. Ve metan gibi yakıtlar, bunların başka bir dünyada “yerinde” toplanabilmesine dair heyecan verici bir olasılık sunuyor. karbondioksit ve donmuş sudan sentezlenir Mars regolitinde ya da Titan’ın çalkantılı metan denizlerinden höpürdeterek çıkmış. Bu, henüz kimse bunu nasıl yapacağını bilmese de, uzayda “karadan yaşamayı” mümkün kılıyor. McDowell, “Metan, uzaya fırlatılacak yeni bir roket yakıtıdır, dolayısıyla metan tesisatının nasıl yapılacağını hâlâ öğreniyoruz. Sızıntıları olması, aşırı ısınmaları beni gerçekten şaşırtmadı” diyor. “Farklı büyüklükte bir molekül, sıvı hidrojenden daha büyük ama kerosenden daha küçük, dolayısıyla farklı koşullarda farklı şekilde sızdırıyor. Kimyası farklı.”
Ancak buradaki kriyojenik kimya, soğuk matematikten daha az alakalı olabilir. Uzaya giden herhangi bir şeyin kendi yakıtını taşıması gerekir, ancak bu yakıtın kendisinin de kütlesi vardır. Teksas A&M Üniversitesi’nden uzay mühendisi Hassan Saad Ifti, her uzay jokeyini rahatsız eden hesaplamaya atıfta bulunarak, “Bu, roket denkleminin zorbalığıdır” diyor. “İstediğinizi sağlamak için daha fazlasını taşımanız gerekir, ancak daha fazla yakıt, yakıt için daha fazla yakıt anlamına gelir.”
Roketlerin sıklıkla aşamaları veya harici güçlendiricileri olmasının nedeni budur: Yakıtları bittiğinde, bu bileşenleri bırakırsınız, böylece roketlerin kaldıracak kütlesi daha az olur. Musk’ın iddialı hedefi, Starship’in yörüngeye 110 ila 165 ton arasında yük taşımasıdır; bu, kıyaslama yapmak gerekirse, bir NASA uzay mekiğinin kaldırabileceği yükün beş katıdır. Ancak bunun işe yaraması için aracın kendisinin (itici yakıt, roket motorları ve tüm tesisat olmadan “kuru kütle”) olağanüstü derecede hafif olması gerekiyor. SpaceX, her iki aşama için de 0,05’lik bir yapısal oran (kuru kütlenin kuru kütle ve itici gazın toplamına bölünmesi) hedefliyor. Georgia Teknoloji Enstitüsü’nden havacılık mühendisi John Dec, “Çoğu tipik roket tasarımında bu oran 0,1 civarındadır” diyor. Başka bir deyişle Starship oldukça aşırı bir kilo verme rejiminde.
Bazı gözlemciler ve mühendisler sorunun beslenmeden kaynaklanabileceğini düşünüyor. Yedinci uçuştaki başarısızlığın ardından SpaceX’in resmi blogu, sızıntıların ve yangının nedeninin “test sırasında görülenden birkaç kat daha güçlü bir harmonik tepki olduğunu ve bunun da itki sistemindeki donanım üzerinde artan strese yol açtığını” bildirdi. Yani Starship’in bazı donanımları kendini parçaladı.
Dec daha önce NASA’daydı ve buradaki uzmanlık alanı giriş inişiydi; uzay sondalarını Mars yüzeyine indirmek. Havacılık ve uzay mühendisliğinin en zorlu zorluklarından biridir. Öncelikle, bir gezegenin yüzeyine yaklaştıkça atmosfer kalınlaşır. Yani alçalan bir araca etki eden sürükleme kuvveti, hem havanın yoğunluğuna hem de aracın hızına bağlı olarak değişir; sürükleme, mühendislik dilinde dinamik bir yük haline gelir. Dec, “Dinamik yükler yeterince hızlı değişiyorsa aracın titremeye başlamasına neden olabilirler” diyor.
Tüm bu karmaşık kriyojenik tesisatı çok fazla titretirseniz çok kötü şeyler olur. Yedinci uçuştan sonra SpaceX, motorlara giden yakıt hatlarını sertleştirdi ve yangın olasılığını ortadan kaldırmak için sızıntıların olduğu tavan arasına havalandırma delikleri ve bir nitrojen gazı temizleme sistemi ekledi. Sekizinci uçuştan sonra SpaceX, Starship’in karşılaştığı sorunların tamamen farklı olduğu konusunda ısrar etti; ancak blog yazarları ve Redditçiler, içeriden birinden sızıntı olduğu iddiası Temel sorunun değişmediğini söyleyerek. Bunlar “harmonik salınımlar”dı; yine titreşimler vardı, bu sefer sıvı oksijen tankından geçen metan hatlarını tekrar parçaladılar: Tank sıvı oksijenle dolduğunda titreşimleri azalttı. Ancak tank boşaldıkça sarsıntı daha da kötüleşti.
Starship’in iki aşamasının yapısal olarak yaklaşık 11 milyon pound yakıtı desteklemesi gerekiyor; üst aşamanın 330.000 pound kadar yük taşıyabilmesi amaçlanıyor. Bu nedenle geminin kendisi mümkün olduğu kadar hafif olmalı, ancak yine de fırlatma ve yeniden girişten kaynaklanan darbe kuvvetlerine dayanmalıdır. Şu ana kadar olmadı. Dec, “Yapılarını, roket ateşlendiğinde ve uçmak istediğinde çalışacak kadar hafif tasarladılar, ancak belki -ve bu bir spekülasyon- yakıtı yüklerken çatlamaya neden oluyor olabilir” diyor. “Bir yapı soğuduğunda büzülür. Eğer katıysa ve hareket edemiyorsa bu bir gerilime neden olur ve kırılır.”
Birkaç kanıt daha bu teoriye uyuyor. Güçlendiricinin, üst kademenin sağlayamadığı uçuşlarda hayatta kalabilmesinin bir nedeni, güçlendiricinin uzaya kadar gitmemesi ve yere saatte yalnızca 4.600 mil hızla geri dönmesidir. Starship’in üst aşaması yörüngeye kadar gidiyor ve saatte 17.500 mil hıza ulaşıyor. Bu, yeniden girişte genellikle ısı olarak kurtulmak için çok fazla kinetik enerji demektir. Ifti, “Bu fiziksel kısıtlamadır” diyor. “Bundan kaçamıyoruz. Isınma yoluyla üretilen bu enerjiyi yönetmemiz gerekiyor.”
Starship’in ilk versiyonlarından biri, feci bir kontrol kaybıyla sonuçlanan bir tür aerodinamik göbek düşüşüyle bu kinetik enerjiyi boşaltmaya çalışıyordu. Araç artık inişini yavaşlatmak için kontrol yüzeylerini ve roketlerini kullanıyor ve ısıya dayanıklı döşemelere güveniyor (ki bu da elbette ağırlık ekliyor). SpaceX’in ısrarlı eleştirmenlerinden biri olan Will Lockett, Starship’in dönüş uçuşları için inşaatçılarının beklediğinden daha fazla yakıt kullanması gerektiğini, bunun da ağırlığı daha da arttırdığını savundu. “Bu, SpaceX’in mümkün olan her yerde ağırlıktan tasarruf etmesi konusunda inanılmaz bir baskı oluşturuyor.” Lockett Mart ayındaki haber bülteninde şunu yazdı:. “SpaceX, roketleri çok hafif yapmak zorunda kalıyor, bu da onların kırılgan olmasına yol açıyor, bu da yalnızca beklenen yükün çok küçük bir kısmıyla operasyondan kaynaklanan titreşimlerin roketi yok etmek için yeterli olacağı anlamına geliyor.”
Kaboom.
Belki de bu yap-test-yok-yeniden inşa döngüsü, şaşırtıcı başarısının çoğunu bir yazılım start-up’ı gibi yinelemeye borçlu olan SpaceX gibi son teknoloji bir şirketten bekleyeceğiniz şeydir. Super Heavy’nin Pazar günü piyasaya sürülecek versiyonunda bazı büyük tasarım değişiklikleri var; “ızgara kanatçıklar” adı verilen kanatçıkların boyutu ve gücü artırılıyor, ancak sayıları dörtten üçe indiriliyor. daha kontrollü, daha yüksek saldırı açısıyla iniş. Starship’in üst aşaması da birkaç yeni döşeme türünü test edin yeniden girişin şiddetli sıcaklığına karşı korunmak için. Kodlayıcıların “çevik” dediği şey budur.
Ancak pratikte bu Silikon Vadisi tarzı yaklaşım SpaceX’i çok pahalı bir Whac-A-Mole oyunu oynamaya zorluyor. Notre Dame Üniversitesi’nde havacılık mühendisi ve baş editörü Joseph Powers, “Elon’un yapmaya çalıştığı şeyi okuma şeklim, vay be, karmaşık. Ve çok karmaşık bir cihazla uğraştığınızda, birden fazla başarısızlık modu vardır” diyor. Tahrik ve Güç Dergisi. “Bir rokette bu neredeyse her zaman patlamayla sonuçlanır.”
Her başarısızlığın bir dahaki sefere felaketten kaçınmayı öğrenmek için bir fırsat olması gerekiyor. McDowell, “Zorluklarla karşı karşıyalar ama dikkat çekici bir şey göremiyorum” diyor. “Yaşadıkları sorunları en aza indirmek istemiyorum. Bu SpaceX için utanç verici ve bunları düzeltmeleri gerekiyor ama ilerleme kaydediyorlar.”
Dolayısıyla kolay bir çözüm var: Starship’in taşıyabileceği yükün ağırlığını azaltın ve pound başına daha fazla ücret alın. Ancak SpaceX ve müşterileri daha yüksek fiyatı karşılasa bile Starship’in planladığı misyonların tümü daha güvenilir bir uzay aracını bekleyemez. NASA’nın Artemis III olması gerekiyordu Astronotları indirmek için Starship’i kullanın 2027’de ayın güney kutbunda. Bu, havacılık zamanına göre neredeyse yarın. Artı, zaten bunu düşünmemiş olsanız bile iyonlaştırıcı radyasyon Ve toksik regolit Musk’ın Mars’a yerleşme hayallerini orada kanallar bulmak kadar muhtemel kılacak olursak, Starship’in kargo kapasitesinde bir azalma ve hızlı yeniden kullanılabilirlik, planı mahvedecek gibi görünüyor. için bir model üç ayda yolculuk yapmak olağan altı veya dokuz yerine dört kargo Starship’i ve iki mürettebat Starship’i gerektirir ve toplam 45 lansmanları – yalnızca bir kısmı 1.000 Starship, SpaceX’in öngördüğü yılda fırlatılıyor.
Teknoloji konusunda daha iyimser olan McDowell bile işin içinde daha varoluşsal bir şeylerin olma ihtimalini kabul ediyor. “Bir şeyi düzeltmek için bir widget eklediğinizde, kütleyi artırıyor ve yük kapasitesini azaltıyorsunuz” diyor. “Kamuoyunda bilmediğimiz temel soru bu: Düzeltmeler ne ölçüde performans kayıplarına neden oluyor?” Musk ve SpaceX, cesur teknolojik kazanımlar konusunda bir üne sahipler; çok sayıda Falcon 9 roketini, o araç bugünkü ultra güvenilir, oyunun kurallarını değiştiren uydu fırlatıcı haline gelmeden önce havaya uçurdular. Ancak yatırımcılar ve müşteriler Starship’i sonsuza kadar beklemeyecekler. Bir roket yapımcısı için kaboomdan daha kötü olan tek şey sessizliktir.
News
