در دنیای فضاپیما‌ها | بخش اول

شکست‌های تاریخی در پرتاب ماهواره

پرتاب موشک به فضا یک تجارت پرمحتوا و نابخشودنی است؛ به این معنا که مرز موفقیت و شکست آن بسیار باریک است.

کد خبر: ۸۲۶۶۰۶

سه‌شنبه - ۲۲ بهمن ۱۳۹۸ / February 11, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، فاطمه صائبی صفت- تمام کشور‌هایی که موفق به پرتاب موشک به فضا شده‌اند، حتما چند شکست را پشت سر گذاشته‌اند تا بتوانند در این مسیر پرمخاطره و ناآشنا گام بردارند.

به طور مثال، شرکت اسپیس‌ایکس آمریکایی که توسط ایلان ماسک بنیانگذاری شد تا موشک‌های دست دوم را به منظور کم کردن هزینه‌های فضایی به فضا پرتاب کند، سه بار متوالی پرتاب‌های ناموفق داشت؛ تا حدی که ماسک اعلام کرد که اگر پرتاب چهارمین موشک نیز با شکست مواجه شود، باید در این شرکت را تخته کند. در ادامه ۱۰ نمونه از بدترین پرتاب‌های موشک در تاریخ را معرفی می‌کنیم که به ما یادآوری می‌کنند این تجارت چقدر سخت است و چگونه می‌توان در این مسیر از اشتباهات خود درس گرفت.

سوء مدیریت

برزیل

در سال ۲۰۰۳، برزیل امید‌های زیادی برای تبدیل شدن به یک کشور فضایی داشت. این کشور موقعیت بسیار خوبی برای پرتاب راکت در جهان دارد. زیرا کاملا در خط استوا قرار گرفته است؛ جایی که چرخش زمین قدرت بالابری راکت را افزایش می‌دهد. اما در ماه اوت ۲۰۰۳ سه روز قبل از شروع برنامه‌ریزی آژانس فضایی برزیل، شهر آلکانتارا با یک انفجار گسترده لرزید. این کشور یک نقطه کامل در خط استوا، جایی که چرخش زمین قدرت بالابری اضافی راکتی را به شما می‌دهد، اشغال می‌کند. اما در ماه اوت، سه روز قبل از شروع برنامه ریزی توسط آژانس فضایی برزیل، شهر آلکانتارا با یک انفجار گسترده لرزید.

فضاپیمایی که قرار بود این کشور پرتاب کند، آتش گرفت و ستونی وسیع از دود شهر آلکانتارا را از جایی که موشک سوخت جامد VLS-۱ ایستاده بود، دربرگرفت. این انفجار باعث کشته شدن ۲۱ نفر و مجروح شدن تعداد زیادی شد. طبق تحقیقات، این کشور خطرات متعددی را مرتکب شده بود که هر یک از این موارد می‌توانست فاجعه‌ای به بار آورد. به دلیل از کار افتادن حسگرها، گاز‌های فرار در منطقه جمع می‌شدند و خود موشک دچار تداخل الکترومغناطیسی شده بود.

مسئولان فضایی برزیل، علت این فاجعه را سوء مدیریت و پیش‌بینی نکردن میزان ریسک در حین عملیات راه‌اندازی اعلام کردند. گفتنی است که بودجه این کشور برای برنامه فضایی در آن سال ۲۰ میلیون دلار هم نمی‌شد. این در حالی است که کشوری مثل هند سالانه بالغ بر ۳۰۰ میلیون دلار را صرف برنامه‌های فضایی خود می‌کند. درسی که می‌توان از فاجعه الکانتارا گرفت کاملا واضح است. مقرون به صرفه کردن پرواز‌های فضایی باید در مرحله دوم عملیات ایمن‌سازی انجام گیرد. انجام آزمایش‌های پردردسر و استفاده از نیروی انسانی بسیار برای ایمن‌سازی فضاپیما درست است که هزینه بسیار زیادی را دربرمی‌گیرد، اما این کار واقعا ضروری است.

محاسبات کوچک، پیامد‌های بزرگ

روسیه

برای درک نحوه کار موشک‌های چند مرحله‌ای، باید تصور کنید که این موشک علاوه بر اینکه باید در برابر ضخامت زیاد جو زمین مقاومت کند، باید جوابگوی کشش جاذبه زمین نیز باشد و نیرویی بزرگتر از آن داشته باشد تا به سمت فضا حرکت کند. در مرحله اول موشک تا ارتفاع مشخصی مشتعل و حمل می‌شود و بخش‌های بی‌مصرف آن دور ریخته می‌شود. در مرحله بعدی، موشک باید انرژی مورد نیاز برای بار مفید را به سمت فضا داشته باشد و محموله‌اش را به جای مناسبی در مدار برساند. بار مفید یا payload به گنجایشی که یک باربر، وسیله نقلیه یا فضاپیما، برای به همراه بردن بار ارزشمند دارد گفته می‌شود. به طور مثال، سایوز روسیه قبل از آخرین مرحله که Fregat نامیده می‌شود، سه قطعه از موشک را تخلیه و رها می‌کند تا محموله خود را به جای مناسبی در مدار برساند.

در ۲۲ ماه مه ۲۰۰۹، یک موشک روسی پرتاب شد که بار مفید آن یک ماهواره نظامی روسی بود. همه چیز در مرحله جداسازی درست به نظر می‌رسید. اما در تاریکی شب، شهروندان شهر کازان چیزی شبیه به یک ستاره دنباله‌دار را در آسمان دیدند که یک دنباله بزرگ پشت سر داشت. مشکل اینجا بود که در مرحله آخر، قطعات اضافی سه ثانیه زودتر خارج شدند. یعنی به اندازه سه ثانیه سوختی برای این موشک وجود نداشت و هر ثانیه بدون سوخت به معنی کم شدن ارتفاع آن است. کارشناسان اعلام کردند که علت این فاجعه اشتباه در محاسبات بود. نبود سوخت حتی برای چند ثانیه به معنای این است که تمام تلاش‌ها و هزینه‌ها به هدر می‌رود.

سرپیچ زنگ زده

آمریکا

در مارس ۲۰۰۶، چهار سال پس از تاسیس شرکت اسپیس‌ایکس توسط ایلان ماسک، این شرکت موشک ۲۱ متری خود را توسعه داد. شرکت فالکون ۱ بلندای ۷۰ فوت را برای راه اندازی آماده کردند. ماسک باید ثابت می‌کرد که این موشک از نظر سخت‌افزاری می‌تواند پرواز کند و با این کار می‌خواست رویا‌های فضایی خود را محقق کند. هفته‌ها این موشک مورد آزمایش قرار گرفت و در نهایت ۲۶ مارس با بار مفید یک آکادمی نیروی هوایی پرتاب شد. شمارش معکوس شروع می‌شود و دریچه‌های موشک برای باز شدن پیشرانه باز می‌شوند. اما در همان لحظه یک سرپیچ آلومینیومی باز می‌شود و باعث مشتعل شدن سوخت می‌شود. این موشک برای ۳۴ ثانیه با شکوه ارتفاع می‌گیرد، ولی در همین زمان موتور از بین می‌رود. بعد‌ها تجزیه و تحلیل‌ها نشان داد که این قطعه آلومینیومی زنگ زده بود.

عدم پیش‌بینی همه چیز در بخش جدایی

روسیه

ماهواره روسی KANOPUS ST که در روز ۵ دسامبر به وسیله یک فروند راکت سایوز به فضا پرتاب شده بود پس از اینکه نتوانست با موفقیت از مرحله فوقانی وُلگا جدا شود، در مدار قرار نگرفت و مدتی بعد پس از ورود به اتمسفر متلاشی شد و در آب‌های اقیانوس اطلس سقوط کرد. به گفته منابع این ماهواره ماهیت کاملا نظامی داشته و به منظور کشف، شناسایی و ردگیری زیردریایی‌های متخاصم طراحی و پرتاب شده بود. برخلاف ادعای منابع روس که این ماموریت را نیمه موفق قلمداد کردند، با توجه به این که هدف اصلی و با اهمیت بسیار بالای این پرتاب، در واقع قرار دادن ماهواره KANOPUS ST در مدار محسوب می‌شد و محموله KYuA-۱ فقط یک دستگاه تصحیح و تنظیم رادار‌های زمین پایه به منظور بهبود توانایی تشخیص مدار ماهواره‌های ارتباطی بود، این پرتاب فضایی را می‌توان یک شکست کامل برشمرد.

در واقع، پرتاب موشک خیلی خوب به نظر می‌رسید تا اینکه دومین موشک سعی کرد که از راکت جدا شود. اما یکی از چهار قفل نگهدارنده ماهواره دچار نقص فنی شد و در نتیجه راکت جدا نشد. موضوع اینجاست که کارشناسان فنی عدم باز شدن را پیش‌بینی نکرده بودند و الگوریتم اضطراری برای این مشکل تعریف نکرده بودند.

خطا رفتن

فرانسه

آریان‌اسپیس یک شرکت چندملیتی است که در سال ۱۹۸۰ به عنوان نخستین سرویس ارائه‌دهنده خدمات راه‌اندازی جهانی تاسیس شد. این شرکت، تولید، اجرا و بازاریابی برنامه پروژه آریان را در فرانسه به عهده دارد. این شرکت مجموعه متنوعی از راه‌اندازی‌ها را با استفاده از پرتابگر‌های بار سنگین و وسیله‌های پرتاب مانند راکت آریان ۵ برای بار‌های دو مرحله‌ای به مدار انتقال، سایوز-۲ به عنوان پرتابگر بار متوسط و طولانی و موشک سوخت جامد وگا برای بار‌های سبک‌تر ارائه می‌دهد.

این آژانس در ۲۵ ژانویه ۲۰۱۸ یک جفت ماهواره را به مدار زمین‌آهنگ پرتاب کرد. مدار زمین‌آهنگ یا مدار ژئوسَنکرون (مدار هم‌گردش زمین یا مدار زمین‌هم‌زمان) به مدار‌هایی در دور کره زمین گفته می‌شود که سرعت زاویه‌ای چرخش ماهواره‌ها روی این مدار‌ها با سرعت چرخش زمین برابر است. به عبارتی دیگر، مدار‌هایی هستند که برای پیمودن مسیر کامل آن‌ها به یک روز نجومی، (در حدود ۲۳ ساعت و ۵۶ دقیقه و ۴ ثانیه) نیاز است. یکی از مهم‌ترین این مدار‌ها مدار زمین‌ثابت است.

اتاق کنترل به یکباره داده‌های اندازه‌گیری مربوط به بار مفید را از دست داد و پرتاب به جای ۹ ثانیه، ۲۶ ثانیه طول کشید. همین امر موجب شد که مسیر ماهواره کاملا اشتباه شود و ماهواره به جایی برود که قرار نبود. حتی ایستگاه‌های ردیابی در سرتاسر جهان نیز نتوانستند این ماهواره را پیدا کنند. چند ساعت بعد سیگنال‌هایی از هر دو فضاپیما ظاهر می‌شود. این سیگنال‌ها نشان می‌داد که هر دو فضاپیما در مدار هستند و سالم عمل می‌کنند، اما باز هم یک جای قضیه می‌لنگید. آن‌ها در موقعیت مناسبی قرار نداشتند. هر دوی آن‌ها به جای قرار گرفتن در زاویه ۳ درجه خط استوا، در یک مسیر مداری با شیب ۲۰ درجه قرار داشتند.

محققان خیلی زود علت این مشکل را دریافتند. دستورالعمل‌های بد به سیستم هدایت موشک داده شده بود.