عکس | ۲۰۲۲ بدترین سال برای پرتاب‌های فضایی/ تکیه صنعت فضایی بر این فضاپیمای روسی

زمانی که همه چیز اشتباه از آب در می‌آید، آنها تبدیل به بزرگترین تیترهای جهانی می‌شوند.

بزرگترین پرتاب اسپیس ایکس (SpaceX) برترین شرکت خصوصی دنیا در حوزه فناوری فضایی، تا به امروز استارشیپ (Starship One) بوده است. با یک نمونه اولیه بسیار قوی تقویت شده(Super Heavy ) که بر بالای نمونه اولیه استارشیپ سوار شد. بدین ترتیب اولین پرتاب فوق سنگین استارشیپ، به یکی از موضوعات جهانی تبدیل شد. هنگامی که موشک در ۲۰ آوریل ۲۰۲۳ در ابر عظیمی از دود و غبار از سکوی پرتاب بوکا چیکا در تگزاس بلند شد، دوره جدیدی از اکتشافات فضایی آغاز شد.

 

اما نه برای یک مدت طولانی. قرار بوداولین پرتاب استارشیپ قبل از ورود مجدد کنترل‌شده به جو زمین و فرود آن در آب‌های گرم خلیج مکزیک، یک دور، به دور زمین بچرخد. اما سه موتور از ۳۳ موتور تقویت کننده Super Heavy در هنگام پرتاب عمل نکردند و بیشتر آنها موقع بلند شدن در هوا دچار مشکل شدند. استارشیپ تقریباً چهار دقیقه پس از پرتاب به چرخش درآمد و از کنترل خارج شد و بر فراز خلیج منفجر شد.

اولین پرواز استارشیپ، شکست سهمگینی در مسابقات رقابتی قرن ۲۱ در فضا بود. اسپیس‌ایکس گفت که این شکست، درس‌های کلیدی زیادی برای پرتاب بعدی برای ما به همراه داشته است، پرتاب دیگری که تنها پس از چند هفته‌ پاکسازی در سایت آسیب‌دیده بوکا چیکا انجام خواهد شد. اسپیس ایکس آن را یک شکست نمی‌داند، بلکه سکوی پرشی برای حل مشکلات، قبل از پرتاب بعدی می‌داند.

اما شکست‌، بخصوص شکست‌های پر سر وصدا و انفجاری، داستان‌های خبری بهتری نسبت به موفقیت‌های معمولی درست می‌کنند و اغلب پوشش گسترده‌تری پیدا می‌کنند. با گذشت بیش از ۷۵ سال از زمانی که بشر شروع به ارسال موشک به فضا کرده است، احتمال پرتاب موفقیت آمیز موشک چقدر است؟

دیوید وید، پذیره‌نویس بیمه فضایی اتریوم و یکی از کسانی که میزان خطرات پرتاب‌های فضایی تجاری را می سنجد می گوید: «سال گذشته (۲۰۲۲)، ۱۸۶ پرتاب انجام شد. در این پرتاب‌ها ۲۵۰۹ ماهواره به مدار زمین ارسال شد که اکثر آنها Starlink و مرتبط با اینترنت ماهواره ای SpaceX کبودند. وید می‌گوید: «حتی زمانی بوده که ما ۶۰ ماهواره همزمان در [SpaceX] Falcon۹ به فضا پرتاب کرده‌ایم. او خاطر نشان می‌کند از ۱۸۶ پرتاب، تنها ۸ تای آنها شکست خوردند.»

این میزان شکست، در حدود ۴٪ از کلیه پرتاب ها است، یعنی یک مورد از هر ۲۵ پرتاب. وید می گوید ۲۰۲۲ سال بدی بود. سال گذشته رکورد تعداد پرتاب موشکها به فضا شکسته شد، برای اینکه تصوری از سرعت رشد ترافیک فضایی داشته باشیم، باید بگوییم که در سال ۲۰۲۲، ۴۰ موشک بیشتر از سال ۲۰۲۱ به فضا فرستاده شد و این تعداد در پنج سال قبل از آن، یعنی سال ۲۰۱۷ دو برابر شده بود. قاعدتا با این حجم از ترافیک، خطرات نیز افزایش یافته است.

وید می‌گوید: «به جرات می‌توانم بگویم، سال گذشته، شاهد شکست‌های بیشتری نسبت به برخی سال‌ها بودیم، زیرا در مرحله‌ای هستیم که در آن شاهد رو به رشد شرکتهای فضایی جدید هستیم. و همیشه پرتاب پروازهای اولیه مشکل سازتر هستند. »

پروژه‌هایی مانند استارشیپ و آرتمیس(Artemis) ناسا که اولین بار در نوامبر ۲۰۲۲ از آنها رونمایی شد، کاریزماتیک‌ترین وسایل پرتاب به فضا در عصر جدید هستند. اما آنها فقط نوک قله کوه یخ هستند. با این وسایل نقلیه جدید، ابهامات بیشتری هم به وجود خواهد آمد، به خصوص در چند پرواز اولیه آنها.

استارشیپ اسپیس ایکس به راحتی از سکوی پرتاب بلند شد، اما پس از چند دقیقه منفجر شد!

وید می گوید: « معمولا انتظار ما از اولین یا دومین پرواز این است که در حدود ۳۰٪ با شکست مواجه شوند. بعد از آن، پرتاب‌ها به عملکرد بهتری می‌رسند و زمانی که به۱۰امین پرواز خود می رسند، احتمالاً میزان شکست، کمتر از ۵٪ می‌شود.»

او می‌گوید: «تشخیص دقیق اینکه چرا برخی پرتاب‌ها شکست می‌خورند و برخی نه، بسیار دشوار است. می‌بینیم که در دو یا سه مورد اول، تلاش‌های زیادی انجام می‌شود، حجم عظیمی از تحقیقات، کنترل کیفیت، اطمینان از اینکه همه چیز خوب پیش خواهد رفت.»

با این وجود در اولین یا دومین پرواز اتفاقهای غیر منتظره‌ای می‌افتد که پرتاب با شکست مواجه می‌شود.

دیوید تاد، تحلیلگر صنعت فضایی از سالی که اسپوتنیک(۱۹۵۷ میلادی) به فضا پرتاب شد می گوید: «نرخ شکست پرتابها، برای مأموریت های سرنشین دار(حمل انسان) کمتر از ۲٪ است و حدود ۱٪ شامل شکست در مدار می شود.این کم بودن میزان شکست به دلیل قابل اعتماد بودن موشکهای فضا پیمای سایوز روسیه است که بسیاری از پروازهای سرنشین دار را انجام داده است، و چندین دهه مورد استفاده قرار گرفته است. همانطور که انتظار می رود، مراقبتها برای مأموریت های سرنشین دار بیشتر است. به هر حال، از دست دادن مرگبار شاتل فضایی STS-۱۰۷ کلمبیا در سال ۲۰۰۳ به عنوان "شکست پرتاب"، محسوب می‌شود، زیرا آسیب به سیستم حفاظت حرارتی در حین پرتاب رخ داده بود. همچنین باید توجه داشت که فضاپیماهای سرنشین دار، دارای سیستم‌های فرار پرتاب هستند که می‌توانند خدمه را در صورت شکست پرتاب، نجات دهند: همانند سایوز ۱۸A در سال ۱۹۷۵.

اسپیس ایکس در طول سال ۲۰۲۲، موشک‌های مافوق سرعت فالکون۹ را هر شش روز یک بار به فضا پرتاب کرد. چین نیز همزمان رکورد خود را شکست و ۶۴ راکت پرتاب کرد که تنها دو فروند با شکست مواجه شدند. حتی نیوزلند که نامی آشنا در این صنعت نیست، موفق شد ۹ موشک را از یک فرودگاه فضایی نوپا در ساحل شرقی از «جزیره شمالی» پرتاب کند.

این موج جدید از پرتابها در این صنعت، چالش‌های جالبی را برای این حوزه نسبتاً جدید در بیمه فضایی ایجاد کرده است. وید از موشک آریان ۶ آژانس فضایی اروپا به عنوان نمونه استفاده می‌کند. "اگر در حال حاضر از یک Ariane ۶ تماس دریافت کنیم تا یک ماهواره در حال پرواز(که سومین پروازش است) را بیمه کنیم، احتمالاً می‌گفتیم، "خب، شرط ما منوط به موفقیت دو مورد اول است، درست است؟" اما الان اگر یکی از آنها شکست خورده باشد، ما از بیمه کردن آن خلاص شده ایم."

وید می‌گوید مدل‌سازی رایانه‌ای پیشرفته و دهه‌ها تجربه در پرتاب و رساندن موشک‌ها به مدار زمین به این معناست که طراحان ایده و دید بسیار بهتری از آنچه باید انتظار داشته باشند، را پیدا کرده‌اند. اما هر سیستم پرتاب جدید با ناشناخته‌هایی همراه است که نحوه عملکرد آن تا زمان اولین پرتاب، فرضی خواهد بود.

وید می‌گوید: " ما با گازهای داغ و پرفشار سر و کار داریم، محیط‌هایی که به سرعت در حال تغییر هستند. اگر مشکلی پیش بیاید، نمی‌توان کار خاصی برای متوقف کردن آن انجام داد."

افرادی هستند که تعداد پرتاب‌های فضایی را در هشت دهه گذشته دنبال می‌کنند و می‌توانند تصویری از احتمال شکست یک فضا پیما را ترسیم کنند. هر هفته، راه‌اندازی‌های جدیدی وارد پایگاه داده Seradata می‌شود که به مشتریان از جمله شرکت‌های بیمه مانند Wade's ارسال می‌گردد.

تحلیل Seradata از شکست، تنها فقط عدم موفقیت در مدار نیست، بلکه شامل نرسیدن محموله موشک به مدار مورد نظر یا آسیب قابل توجهی در هنگام پرتاب است. نرخ شکست پرتاب‌ها بسیار متفاوت است و میزان آن در دهه ۱۹۵۰ بیش از۷۰٪ بوده است. تا اوایل دهه ۱۹۶۰ طول کشید تا این آمار شروع به کاهش کند و از آن زمان تاکنون در همان نقطه شناور بوده است، چیزی حدود ۷٪(۹٪ اگر خطاهای پرتاب ماهواره را هم در نظر بگیریم).

تاد می‌گوید: « در ابتدای کار شما همیشه با مشکلاتی روبه‌رو هستید، شکست‌های بزرگ. ما همیشه به پرتاب‌گرهای غربی می‌گوییم با گذشت زمان، به نیروانا(کمال و سلوک ) هم خواهید رسید.

با این حال، همیشه نمی‌توان همین حرف را در مورد موشک‌های ساخته شده در کشورهایی مانند روسیه گفت. سیستم پرتاب پروتون (سامانه یک‌بارمصرف پرتاب ، که در پرتاب‌های تجاری و همچنین دولتیِ روسیه مورد استفاده قرار می‌گیرد.)، که مدلهای‌های سایوز را به ایستگاه فضایی بین المللی در فاصله بازنشستگی شاتل و پرتاب فضاپیمای دراگون اسپیس ایکس به فضا پرتاب کرد، تا حدودی این روند را کاهش داده است. وید می گوید: «موتور پرتاب پروتون که از سال ۱۹۶۵ پرواز کرده است، رکورد تکان دهنده‌ای را در جهان داشته است.

او میزان موفقیت سیستم پرتاب پروتون را با آریان ۴ اروپایی و موشک دلتا ۲ آمریکایی مقایسه می کند که هر دو بیش از ۱۰۰ پرتاب موفقیت آمیز را پشت سر گذاشته بودند. " فکر می‌کنم در روسیه، در دهه ۱۹۶۰، افراد زیادی به دلیل مسابقه فضایی وارد این صنعت شدند. بهترین و باهوش‌ترین فارغ التحصیلان را مستقیماً از دانشگاه‌ها استخدام می‌کردند."

وید می‌گوید که سقوط اتحاد جماهیر شوروی، به شدت منابع نقدی صنعت فضایی روسیه را کاهش داد و این صنعت را با کمبود مواجه کرد که پایانی برای مسابقه فضایی بود و مقدار زیادی از این دانش از بین رفت.

تاد می‌گوید: وقتی نوبت به پرتاب‌های اولیه موشک‌های جدید می‌رسد، شکست استارشیپ کاملاً محتمل به نظر می‌رسید. حتی با گذشت هشت دهه پس از آغاز عصر راکت، اولین پرتاب یک سری موشکهای جدید نیز تقریباً ۵۰٪ احتمال شکست دارد. و صنعت فضایی در حال حاضر دنبال موشک‌های جدید یکی پس از دیگری است.

تاد می‌گوید: «یکی از مشکلات پیشرفت دراین صنعت، توسعه راکت‌ها است. ساخت وطراحی راکتها شروع بدی دارند، اما در نهایت واقعاً خوب می‌شوند. سپس از طراحان راکت ها خواسته می‌شود موشک بهتری بسازند و این چرخه ادامه پیدا می کند.»

در این بین، وید الگوی جالب دیگری را کشف کرده است که در میان داده ها پنهان شده بود: احتمال شکست ناگهانی در پرتاب ششم افزایش می‌یابد. معمولاً از ۱۰ پرواز اول، دو پرواز با شکست مواجه می‌شوند. اولین و دومین پرواز دارای نرخ شکستی در حدود ۳۰٪ هستند و سپس آمار شکست پایین می آید.

"پرواز ششم آمار بالایی از شکست را دارد. دانستن دقیق دلیل شکست آن بسیار دشوار است، ممکن است به مرحله‌ای رسیده باشیم که ساخت آن روتین شده باشد. یا کنترل کیفیت به درستی انجام نشده، یا هنوز یک چهارم این ماشین پرواز به درستی تراش نخورده یا هر چیز دیگری که هست، هنوز درست نشده است."