تکنولوژی

اژدهای دریا: مفهوم موشک اقیانوسی عظیم و ساده از دوره اولیه فضایی

اژدهای دریا یک مفهوم موشکی بود که در دهه ۱۹۶۰ توسط مهندس راکت آمریکایی رابرت تروکس طراحی شد. این موشک بزرگ امکان پرتاب مستقیم از اقیانوس را داشت و با حذف نیاز به زیرساخت‌های زمینی، هزینه‌های اجرا را کاهش می‌داد. هرچند این طرح توجه ناسا و سازندگان کشتی را به خود جلب کرد، به دلیل محدودیت‌های بودجه عملی نشد. تصور کنید موشکی به قدری بزرگ که هیچ‌وقت ساخته نشده است، قادر به پرتاب محمولات به مدار مستقیماً از اقیانوس‌ها باشد. این اژدهای دریا بود، یک مفهوم عظیم از دهه ۱۹۶۰ که با وجود مقیاس بلندپروازانه خود، هیچگاه به پرواز در نیامد. این موشک توسط مهندس موشک آمریکایی رابرت تروکس در شرکت ایروجت طراحی شده بود و به طول شگفت‌آور ۴۹۰ فوت و قطر ۷۵ فوت می‌رسید، که حتی بزرگترین موشک‌های مدرن امروزی را هم تحت‌الشعاع قرار می‌داد. این غول برای حمل ۵۵۰ تن به مدار پایین زمین طراحی شده بود، چیزی که تنها توسط فضاپیمای استارشپ اسپیس‌اکس با ارتفاع ۱۲۳ متر در پیکربندی قابل مصرف آن ممکن است. با وجود علاقه‌ای که از سوی ناسا و تواد شیپ‌یاردز وجود داشت، در نهایت اژدهای دریا یک رویای دست‌نیافتنی باقی ماند؛ بازمانده‌ای از مفاهیم جسورانه اکتشافات فضایی دوره اولیه فضایی. رابرت تروکس اژدهای دریا را با هدف مقرون به صرفه بودن و سادگی و کاهش هزینه‌های عملیاتی طراحی کرده بود. این موشک به دلیل تمرکز بیشتر بر مقرون به صرفه بودن تا کارایی، لقب "بوستر بزرگ و ساده" را گرفت. اژدهای دریا برای پرتاب مستقیم از اقیانوس طراحی شده بود و نیازی به زیرساخت‌های زمینی گسترده نداشت. سیستمی بالن‌مانند، که به پایه موتور مرحله اول متصل بود، موشک را در موقعیت پرتاب عمودی قرار می‌داد. طراحی نیز اطمینان حاصل می‌کرد که محموله بالای خط آب باقی می‌ماند، که دسترسی آسان را فراهم می‌کرد. تروکس قصد داشت با استفاده از مواد ارزان و موجود معمولاً از ورقه‌های فولادی ۸ میلی‌متری، هزینه‌ها را کاهش دهد. ساخت و ساز توسط کشتی‌سازان با تجربه، با بهره‌برداری از تجربیات و زیرساخت‌های موجود آنها انجام می‌شد. طراحی بر روی اجزای ساده و قدرتمند و حاشیه‌های ایمنی سخاوتمندانه تأکید داشت، که باعث بهبود اطمینان و کاهش پیچیدگی می‌شد. اژدهای دریا به عنوان بخشی بازاستفاده‌پذیر طراحی شده بود، با بخش‌هایی از موشک که برای ورود مجدد غیرفعال و بازیابی طراحی شده بودند، اجازه بازسازی و استفاده مجدد را می‌داد. دنباله پرتاب معمولی با بازسازی و ادغام محموله در یک تأسیساتی ساحلی آغاز می‌شد. در این مرحله، کروزن درجه موشک (RP-1) بارگیری می‌شد. موشک مونتاژ شده سپس به محل پرتاب کشیده می‌شد. اکسیژن مایع (LOX) و هیدروژن مایع (LH2) در محل توسط الکترولیز تولید می‌شد، که ممکن است توسط ناو هواپیمابر هسته‌ای تغذیه شده باشد تا یک منبع انرژی قابل اعتماد فراهم کند. تانک‌های بالن‌مانند، که به عنوان کلاه حفاظتی برای موتور مرحله اول در حین حمل و نقل نیز عمل می‌کردند، با آب پر شده و موشک را غرق می‌کردند و آن را به پیکربندی پرتاب عمودی می‌رساند. بررسی‌های نهایی قبل از آغاز دنباله پرتاب انجام می‌شد. مرحله اول اژدهای دریا یک توانایی قوی بود که توسط یک موتور عظیم فروده می‌شد که قدرتی باورنکردنی ۷۹ میلیون پوند فشار تولید می‌کرد. این موتور، که با ترکیبی از کروزن درجه موشک (RP-1) و اکسیژن مایع (LOX) تامین می‌شد، در فشارهای بالا عمل می‌کرد. ۴۷۰ PSI برای RP-1 و ۲۵۰ PSI برای LOX، که باعث می‌شد فشار محفظه‌ای ۲۹۰ PSI در هنگام پرواز ایجاد شود. مرحله برای حدود ۸۱ ثانیه می‌سوخت، وسیله را به ارتفاع ۲۵ مایل و مسافت ۲۰ مایل دورتر با سرعت سرسام آور ۴۰۰۰ مایل در ساعت پرتاب می‌کرد. در حالی که پروفایل ماموریت استاندارد هدف پایان مرحله اول در یک فروپاشی دراز راه دور را پوشش می‌دهد، امکان بازیابی و بازسازی مرحله نیز بررسی شده بود. مرحله دوم به همان اندازه چشمگیر بود، با موتور عظیم دیگری که ۱۳ میلیون پوند فشار تولید می‌کرد. این موتور از هیدروژن مایع و LOX به عنوان موقود استفاده می‌کرد و در فشار ثابت ۱۰۰ PSI در طول ۲۶۰ ثانیه سوزش می‌کرد. موتور دارای نازل توسعه‌دهنده‌ای برای بهبود عملکرد در ارتفاعات بالاتر بود که نسبت توسعه آن از ۷:۱ به ۲۷:۱ افزایش می‌یافت چون موشک صعود می‌کرد. برای بهینه‌سازی استفاده از فضا، "نوک" مرحله اول به صورتی طراحی شده بود که در داخل نازل موتور مرحله دوم جا بی‌افتد، که باعث کاهش ارتفاع کلی موشک می‌شد. اژدهای دریا دارای ظرفیت بارگذاری بسیار چشمگیر بود، که قادر به حمل تا ۵۵۰ تن متریک به مدار پایین زمین (LEO) بود. در سال ۱۹۶۳، هزینه‌های بارگذاری بین $۵۹ تا $۶۰۰ به ازای هر کیلوگرم تخمین زده شده بود. در حالی که بررسی برنامه‌ای که توسط TRW (شرکت تکنولوژی فضایی) انجام شده بود طراحی و هزینه‌های پیش‌بینی شده آن را تایید کرد، محدودیت‌های بودجه‌ای در نهایت به بسته شدن شاخه پردازش‌های آینده ناسا انجامید و توسعه پرتاب‌های فوق‌العاده سنگین برای ماموریت‌های سرنشیندار به مریخ را متوقف کرد. اژدهای دریا تخیل فرهنگ عامه را به خود جلب کرده است. در سریال Apple TV+ «For All Mankind» 2019، که در تاریخ آلترناتیوی نوشته شده است که در آن مسابقه فضایی ادامه یافت، اژدهای دریا به‌طور حیاتی ظاهر می‌شود. در صحنه پسا-اعتبار ۱۹۸۳، یک اژدهای دریا عظیم نشان داده می‌شود که از اقیانوس آرام پرتاب می‌شود تا به مستعمره جدید ماهای آمریکایی تدارکات ارسال کند. فصل دوم سریال بیشتر توانایی‌های عظیم اژدهای دریا را به نمایش می‌گذارد و نقش مهم خود را در تامین یک پایگاه گسترده ماه و در نهایت بستن یک منطقه از سطح ماه که توسط اتحاد جماهیر شوروی تحمیل شده بود، به نمایش می‌گذارد.
توسط
Interesting Engineering
منبع
Interesting Engineering
نمایش بیشتر

اخبار مرتبط

بازگشت به بالا