انقلاب در صنعت هوافضا: طرحی که هزینه ارسال بار به فضا را به‌طرز باورنکردنی ارزان می‌کند

شرکت لانگ‌شات اسپیس با طرحی انقلابی برای کاهش هزینه ارسال به فضا، قصد دارد با یک توپ فضایی عظیم، اشیاء چندتنی را به مدار زمین پرتاب کند. این فناوری نوین می‌تواند صنعت هوافضا را متحول سازد.

لانگ‌شات اسپیس به رهبری مایک گریس، به دنبال ساخت یک توپ فضایی به طول ۱۰ کیلومتر است که قادر به پرتاب محموله‌ها به مدار پایین زمین باشد. این شرکت پیش‌نمونه‌ای عملیاتی ساخته و قصد دارد هزینه‌های پرتاب را به‌شدت کاهش دهد.

طرح انقلابی لانگ‌شات اسپیس برای پرتاب بار به فضا

ایده پرتاب اجسام به فضا با استفاده از توپ، سابقه‌ای طولانی دارد؛ از رمان «از زمین تا ماه» ژول ورن در سال ۱۸۶۵ گرفته تا پروژه HARP (پروژه تحقیقات ارتفاع بالا) جرالد بول در دهه ۱۹۶۰. پروژه بول توانست پرتابه‌ای به نام مارلت ۲سی را تا ارتفاع ۱۸۰ کیلومتری پرتاب کند، اما هرگز به سرعت افقی لازم (حدود ۲۳ ماخ) برای ماندن در مدار نرسید.

لانگ‌شات اسپیس، به دنبال تکمیل این ایده با استفاده از فناوری‌های نوین است. مایک گریس، مدیرعامل و بنیان‌گذار Longshot Space، بر این باور است که می‌توان با استفاده از یک توپ فضایی، محموله‌ها را با سرعتی بی‌سابقه و هزینه‌ای بسیار کم به فضا فرستاد.

بیشتر بخوانید

چالش‌ها و راهکار لانگ‌شات در سرعت‌های مافوق صوت

رسیدن به سرعت ۲۳ ماخ چالش‌های فراوانی دارد؛ اصطکاک هوا در چنین سرعت‌هایی می‌تواند سطوح را تا ۱۶۵۰ درجه سانتی‌گراد گرم کند و هوا به پلاسما تبدیل شود. لانگ‌شات برای حل این مشکل از راهکار «جرم و سایش» استفاده می‌کند. به گفته گریس، برای پرتاب یک جسم ۴۵۴ کیلوگرمی به فضا، آن را در ۱۳۶۰ کیلوگرم مواد بسته‌بندی می‌پوشانند که در حین عبور از جو، دچار سایش و تبخیر می‌شوند. این فرآیند با افزایش مقیاس محموله، کارآمدتر می‌شود.

طراحی «وسیله نقلیه» پرتابی Longshot Space شبیه به یک فشنگ تفنگ ساچمه‌ای است: قسمت جلویی آن که محموله را حمل می‌کند، پهن و قسمت پشتی آن به یک دامن تخت مخروطی شکل منتهی می‌شود. این شرکت برای کاهش درگ اولیه، در جلوی وسیله نقلیه، خلاء ایجاد می‌کند.

فناوری کلیدی Longshot «پیشرانش ضربه‌ای شوک» (shock-impingement thrust) نام دارد. در این روش، همزمان با حرکت وسیله نقلیه در لوله، جفت‌های مخزن گاز پرفشار (شبیه به کپسول‌های غواصی) که در امتداد لوله قرار گرفته‌اند، گاز را به سمت دامن مخروطی شکل عقب شلیک می‌کنند. این ضربات مایل، فشار لحظه‌ای ایجاد کرده و وسیله نقلیه را با نیروی بسیار بیشتری به جلو می‌راند و به تدریج سرعت آن را به ۲۳ ماخ می‌رساند. گریس معتقد است با افزایش طول لوله پرتاب، می‌توان شتاب G را به میزان قابل توجهی کاهش داد؛ برای مثال، یک توپ فضایی ۶ مایلی (۱۰ کیلومتری) می‌تواند شتاب G را به حدود ۵۰۰ برساند که برای تجهیزات الکترونیکی ظریف مناسب است، در حالی که گوشی‌های هوشمند امروزی معمولاً تا ۹۰۰ G را تحمل می‌کنند.

کاهش چشمگیر هزینه‌ها و آینده پرتاب‌های فضایی

لانگ‌شات اسپیس پتانسیل کاهش هزینه ارسال به فضا را به‌طور بی‌سابقه‌ای دارد. در حالی که هزینه پرتاب هر کیلوگرم با موشک‌های فالکون ۹ (Falcon 9) حدود ۳۰۰۰ دلار و با استارشیپ (Starship) حدود ۵۰۰ دلار پیش‌بینی می‌شود، گریس ادعا می‌کند که می‌تواند این رقم را با استفاده از بتن، فولاد و هیدروژن به کمتر از ۱۰ دلار در هر کیلوگرم برساند.

وضعیت فعلی پروژه و برنامه‌های آتی

تاکنون، لانگ‌شات یک نمونه کوچک با قطر ۱۵ سانتی‌متر را در اوکلند کالیفرنیا ساخته و بیش از ۱۰۰ بار آن را شلیک کرده است که به سرعت ۴.۲ ماخ (با شتاب ۳۰,۰۰۰ G) دست یافته. این شرکت اخیراً یک توپ بزرگ‌تر ۷۶ سانتی‌متری به طول ۳۶.۶ متر را در ناوگان دریایی آلامدا (Alameda Naval Shipyards) در کالیفرنیا مستقر کرده و منتظر مجوزهای لازم برای آزمایش آن است. گریس معتقد است این توپ، طولانی‌ترین توپ عملیاتی در جهان است. برنامه بعدی ساخت یک توپ فضایی ۴۸۸ متری با ۲۰ واحد فشار در توناپا، نوادا است.

لانگ‌شات اسپیس حمایت‌های قابل توجهی نیز جذب کرده است. از جمله سرمایه‌گذاران آن می‌توان به سم آلتمن (Sam Altman)، مدیرعامل اوپن‌ای‌آی (OpenAI)، و همچنین کمک‌های مالی از نیروی هوایی ایالات متحده اشاره کرد. این شرکت همچنین با شرکت ایمپالس اسپیس (Impulse Space) که در زمینه «یدک‌کش‌های فضایی» برای تحویل نهایی ماهواره‌ها فعالیت می‌کند، همکاری خواهد داشت. این همکاری‌ها می‌تواند به ارزان‌تر شدن خدمات فضایی برای شرکت‌های ماهواره‌ای کمک کند.