آشنایی با استارشیپ؛ پرتابگر چندمرحله‌ای برای سفر به ماه و مریخ
هم‌زمان با افزایش نقش شرکت‌های خصوصی در صنعت فضایی، شرکت آمریکایی اسپیس‌ایکس با سامانه پرتابگر چندمرحله‌ای خود با نام استارشیپ، قصد دارد مسیر سفر انسان به ماه و مریخ را هموار کند.
استارشیپ چیست؟
استارشیپ (Starship) یک سامانه پرتابگر دو مرحله‌ای است که از بوستر قدرتمند سوپرهوی (Super Heavy) و فضاپیمای بالایی استارشیپ تشکیل شده است. هر دو بخش به گونه‌ای طراحی شده‌اند که پس از انجام ماموریت، بازیابی و دوباره استفاده شوند. مشابه با سامانه پرتابگر فالکون ۹ (Falcon 9)، هدف اصلی کاهش هزینه هر پرتاب از طریق بازیافت سریع و چندباره اجزای سامانه است تا پرتاب‌های پی‌درپی و کم‌هزینه برای انتقال محموله یا سرنشین به مدار زمین، ماه و مریخ امکان‌پذیر شود.
بر اساس اهداف شرکت آمریکایی اسپیس‌ایکس به مالکیت ایلان ماسک (Elon Musk)، استفاده مجدد از سامانه‌های پرتاب نه تنها به تجاری‌سازی فضا کمک می‌کند، بلکه بنیانی برای حضور پایدار انسان در مریخ فراهم می‌سازد.
کاربردهای ماموریتی
پروژه استارشیپ تنها یک سامانه پرتابگر برای ارسال ماهواره یا گردشگران فضایی نیست، بلکه قرار است در برنامه‌های علمی و دولتی نیز نقش داشته باشد. سازمان ملی هوانوردی و فضایی آمریکا ناسا استارشیپ را به عنوان یکی از گزینه‌های فرودگر انسانی در برنامه آرتمیس (Artemis) انتخاب کرده و برای توسعه این سامانه قراردادهایی با اسپیس‌ایکس امضا کرده است. این همکاری، مسئولیت‌های فنی و ایمنی پروژه را افزایش داده است.
ابعاد و توانمندی‌ها
در حالت مونتاژشده، سامانه استارشیپ و بوستر سوپرهوی در مجموع حدود ۱۲۳ متر ارتفاع دارند که تقریبا معادل یک ساختمان چهل‌طبقه است. بخش فضاپیمای بالایی حدود ۵۰ تا ۵۲ متر ارتفاع و ۹ متر قطر دارد و می‌تواند ۱۰۰ تا ۱۵۰ تن محموله را به مدار پایین زمین منتقل کند.
این بخش ظرفیت ذخیره ۱۲۰۰ تا ۱۵۰۰ تن پیشرانه شامل متان و اکسیژن مایع را دارد و جرم برخاست کل سامانه پس از سوخت‌گیری کامل به چند هزار تن می‌رسد. برای مأموریت‌های میان‌سیاره‌ای، نیاز به سوخت‌گیری مجدد در مدار وجود دارد.
فناوری‌های کلیدی
استارشیپ از موتورهای رپتور (Raptor) بهره می‌برد که بر پایه چرخه احتراق مرحله‌ای کامل و با سوخت متان مایع و اکسیژن مایع کار می‌کنند. طراحی فولادی موتور و بدنه به دوام و قابلیت بازیافت آن کمک می‌کند. فولاد ضدزنگ بدنه در برابر حرارت بالا هنگام ورود مجدد به جو زمین مقاومت بالایی دارد و انتخابی اقتصادی محسوب می‌شود.
برنامه سوخت‌گیری در مدار نیز یکی از بخش‌های کلیدی طرح است که در صورت اجرای موفق، امکان انجام مأموریت‌های طولانی‌تر را فراهم می‌کند؛ هرچند اجرای آن مستلزم غلبه بر چالش‌های فنی متعدد است.
موتورهای رپتور
شش موتور رپتور نیروی رانش استارشیپ را تامین می‌کنند و هر یک توان رانشی در حدود ۲٫۵ مگانیوتن دارند. این موتورها با فناوری پیشرفته، توان لازم برای پرتاب‌های سنگین و ماموریت‌های میان‌سیاره‌ای را فراهم می‌سازند.
بازیابی و استفاده مجدد
ویژگی برجسته استارشیپ قابلیت بازیابی هر دو بخش سامانه پس از پرتاب است. این قابلیت، هزینه‌های پرتاب را به‌طور چشمگیر کاهش می‌دهد و نرخ پرتاب‌های متوالی را افزایش می‌دهد.
سامانه فرود عمودی
استارشیپ از سامانه فرود عمودی بهره می‌برد که به آن امکان می‌دهد پس از انجام ماموریت، به‌صورت عمودی بر روی زمین فرود آید. این سامانه مشابه سامانه‌های مورد استفاده در پرتابگر فالکون ۹ است و نقش کلیدی در استفاده مجدد از اجزای پرتابگر دارد.
مراحل توسعه
توسعه سامانه استارشیپ تاکنون شامل چندین آزمایش پروازی و زمینی در مرکز پرتاب استاربیس (Starbase) تگزاس آمریکا بوده است. برخی از این آزمایش‌ها با موفقیت انجام شده‌اند و برخی دیگر به جدایش یا انفجار منجر شده‌اند. داده‌های حاصل از هر آزمایش برای بهبود طراحی‌های بعدی مورد استفاده قرار گرفته است.
در سال‌های اخیر، شرکت آمریکایی اسپیس‌ایکس موفق به انجام پروازهای آزمایشی موفق‌تری شده است که در آن بازوهای برج پرتاب توانستند بوستر سوپرهوی را پس از پرتاب بازیابی کنند. با این حال، بخشی از آزمایش‌ها همچنان با چالش‌ها و بازنگری‌های ایمنی همراه بوده‌اند. اسپیس‌ایکس برای انجام آزمایش‌های آینده با اداره هوانوردی فدرال آمریکا (FAA) در ارتباط است و برخی از پروازها نیز به‌طور موقت تحت محدودیت‌های نظارتی قرار گرفته‌اند.
در آگوست۲۰۲۵، دهمین پرواز آزمایشی استارشیپ با موفقیت انجام شد و هر دو بخش بوستر و فضاپیما توانستند به زمین بازگردند. این پرواز نشانه پیشرفت فنی و مهندسی قابل‌توجه در مسیر توسعه استارشیپ بود.
جمع‌بندی
پروژه استارشیپ شرکت آمریکایی اسپیس‌ایکس با هدف تسهیل سفرهای فضایی انسان به مقاصدی مانند ماه و مریخ طراحی شده است. این پروژه گامی مهم در جهت گسترش دسترسی انسان به فضا محسوب می‌شود. با وجود چالش‌های فنی و مالی، پیشرفت‌های اخیر نشان می‌دهد که اسپیس‌ایکس در مسیر دستیابی به هدف ایجاد حضور پایدار انسان در فضا گام‌های اساسی برداشته است.