بزرگترین موشک هایی که هرگز وجود نداشته اند – قسمت 3 – Astronoten

نگاه به آینده اغلب به معنای نگاه به گذشته نیز هست، و از آنجایی که ما شاهد تجدید حیات آشکار در توسعه وسایل پرتاب فضایی بزرگتر از تعدادی از کشورهای رقیب هستیم، همچنین شاهد پژواک گذشته از زمانی هستیم که زمانی مفاهیم پرتاب فضایی “فوق العاده سنگین” در پیشنهادات بزرگترین بازیگران آن زمان در صنعت هوافضا وجود داشت. پس بیایید برای مدتی گرد و غبار برخی از طرح‌های موشکی جذاب را که سفینه فضایی کنونی Space X را کوچک‌تر می‌کردند، پاک کنیم، همه آنها Saturn V 2.0 بودند…

Nexus

• ویژگی منحصر به فرد: بزرگترین موتور نازل پلاگین چند محفظه ای که روی هر طرح موشکی دیده می شود
• اوایل دهه شصت
• کانسپت موشک توسط تیمی از بخش Convair General Dynamics به رهبری مهندس پیشران راکت آلمانی-آمریکایی و بیننده هوافضا Kraft Arnold Ehricke ایجاد شده است.
• از نظر “فیزیک موشک”، نکسوس را می توان به عنوان “کشتی گیر سومو” در لیست بزرگترین موشک های ما توصیف کرد!

• طراحی منحصربه‌فرد راکتی که از یک موتور عظیم «هوایی» استفاده می‌کرد (جایی که پیشرانه به سمت داخل در اطراف نازل مخروطی کوتاه یا «پریز» مخروطی می‌شود تا یک ستون اگزوز منفرد «سنبله» ایجاد کند.)
• پیشرانه “چند محفظه”: توسط مخازن اکسیژن مایع کروی متعددی که در اطراف یک مخزن هیدروژن مایع بزرگ و کلنگ قرار گرفته اند که در اولین مرحله عظیم خودرو قرار دارد ارائه می شود.
• سالن نمایش گنبدی معروف 40 فوتی افلاک‌نمای ارمغ به طور کامل در موتور نازل پلاگین کوتاه شده خودرو ناپدید می‌شد!

گنبد تاریخی و تئاتر دیجیتال 360 درجه و 95 صندلی افلاک‌نمای ارمغ. اعتبار تصویر: نیک پارک

• چهار موتور کنترلی برای کمک به هدایت وسیله نقلیه، در اطراف لبه پایگاه موشکی در موقعیت های N، S، E، W داشت.
• جدای از موشک Saturn-V، نکسوس ممکن است چندان شبیه یک کیک عروسی سه طبقه غول پیکر نباشد، و Saturn-V مانند یک شمع نازک و مخروطی به نظر می رسد!
• سالن رویال آلبرت هال لندن می توانست تقریباً در اطراف پایه موشک نکسوس با قطر 61.5 متر کشیده شده باشد!

تالار رویال آلبرت هال لندن.
اعتبار تصویر: petertakacs – Stock.abobe.com

• اولین مرحله موشک قابل استفاده مجدد بود. پس از بازگشت به زمین، پایه وارونه می‌شود، با دماغه‌ای که به‌عنوان سپر گرمایی عظیم خودش عمل می‌کند.
• اندازه بسیار زیاد سپر حرارتی Nexus و همچنین ترمز هوای بزرگ خود مزیتی برای کاهش سرعت آن خواهد بود.
• مانند باله‌های مشبک استارشیپ، چهار پانل بزرگ یا “فلپ‌های ساختار واکنشی” از طرفین گسترش می‌یابند تا جهت صحنه را در هنگام فرود حفظ کنند.
• پس از کاهش سرعت نهایی با استفاده از یک چتر نجات عظیم 160 تنی (خود سنگین‌تر از اکثر موشک‌ها)، موشک‌های متقابل و موتورهای راکت‌های تاچ‌دان سطح اقیانوس را به هم می‌زنند تا قبل از برخورد، «بالشتک بخار» نرم‌تری ایجاد کنند.
• تقویت مرحله موشک قابل استفاده مجدد برای برخورد یک تصادف به مقدار زیادی تیتانیوم نیاز داشت که برای پوشش 32 زمین تنیس کافی است!
• سپس یدک‌کش‌ها آن را برای بازسازی برای مأموریت‌های فضایی آینده به عقب می‌کشند.
• بزرگترین نسخه از این موشک با ارتفاع 135 متر می توانست بیش از دو برابر خانه اپرای سیدنی ارتفاع داشته باشد.

خانه اپرا با ارتفاع 67 متر در استرالیا، سیدنی.
اعتبار تصویر: deanbennett / unsplash.com

• صدای موتور موشک برای مردم روی زمین بسیار ویرانگر بود و باید از یک سکو یا جزیره دور از ساحل پرتاب شود، مانند موشک “Thunderbird” از جزیره تریسی (همانطور که در برنامه تلویزیونی نمادین دهه 1960 با همین نام دیده می شود).
• با توان خروجی 48 میلیون LBF، تخمین زده شد که موتور هسته نکسوس می تواند به تنهایی نزدیک به هفت برابر نیروی رانش کامل راکت Saturn-V را ارائه دهد!

نحوه کنترل یکباره کل قمر – Saturn V 2.0 – Convair Nexus

اعتبار ویدیو: Escape Velocity / YouTube

AMLLV

• ویژگی منحصر به فرد: بزرگترین تقویت کننده موشک جامد که تا به حال در طراحی هر موشکی دیده شده است و بزرگترین ظرفیت بالابری در بین هر موشک شیمیایی
• پیشنهاد وسیله نقلیه پرتاب فوق سنگین بوئینگ در سال 1968 توسط ناسا
• AMLLV بزرگترین نسخه MLLV بود و مخفف Advanced Multi-Purpose Launch Vehicle بود.
• وسیله نقلیه پرتاب بسیار مدولار که می تواند برای انواع پرتاب ها و ماموریت های فضایی بسته به کمیت و اندازه موتورهای موشک جامد (SRM) و ارتفاع کلی موشک (با چیدن مراحل موشکی اضافی روی هسته این پرتابگر کاملاً توانمند “Single-Stage-to-Orbit” سازگار شود.
• با 138 متر ارتفاع، این وسیله نقلیه قابل توجه بیش از دو برابر بلندتر از یک موشک Saturn 1B (قد 68 متر) و 3 متر بلندتر از چشم لندن بود!
• مانند Nexus، هسته موشک با سوخت مایع به احتمال زیاد توسط یک موتور نازل پلاگین چند محفظه کار می کرد.

تأثیر هنرمند: یک AMLLV در کانتی هال، لندن. اعتبار تصویر: نیک پارک

• از نظر «فیزیک موشک»، AMLLV را شاید بتوان به بهترین شکل ممکن به عنوان «پاورلیفتر» دسته توصیف کرد، زیرا می‌توانست محموله‌ای بزرگتر از آن را بلند کند. 4 ایستگاه فضایی بین المللی کامل در یک پرتاب دیدنی!
• این امر با از بین بردن نیاز به پرتاب های متعدد یا ماموریت های مونتاژ متعدد سخت افزار فضایی در مدار، حتی اگر یک وسیله نقلیه مصرفی باشد، هزینه ها را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
• AMLLV دارای بزرگترین تقویت کننده های سوخت جامد است که تا به حال از هر طرح شناخته شده راکتی (هر کدام 5 متر در قطر)، تا زمان ظهور “تقویت کننده فوق سنگین” فعلی اسپیس ایکس (با قطر 9 متر).
• بنابراین، این پرتابگر فوق سنگین معادل با 10 فضا در یک حلقه بزرگ ایستاده و همه به یک هسته موشک بزرگتر با قطر 22 متر متصل است که از مرکز بلند می شود!

عجب! SpaceX Caught a Spaceship Booster in Mid- air – YouTube را تماشا کنید

اعتبار ویدئو: @TheLaundPad / YouTube

• تقویت کننده های AMLLV می توانستند آنقدر بزرگ باشند عرض درازای یک اتوبوس دو طبقه بود!
• ساخت و پرتاب این موشک فضایی «عضلانی» باید روی یک سکوی دریایی دور از ساحل انجام می‌شد، جایی که قطعات توسط بارج حمل می‌شد، زیرا هر زیرساخت داخلی برای سکوی پرتاب (شعله‌های بتنی و غیره) به معنای واقعی کلمه از انعکاس موتورهای موشک متلاشی می‌شد، چه رسد به اینکه خود خودرو را نابود کند!
• تخمین زده می‌شد که این موشک فضایی فوق‌العاده قدرتمند می‌توانست حداکثر محموله‌ای 16 برابر بیشتر از موشک Saturn V را بلند کند. 1905 تن …
• در سنگین ترین پیکربندی خود (با 10 تقویت کننده هیولاهای “تسمه روی”)، قطر کلی وسیله نقلیه گنبد کلیسای سنت پیتر را با قطر 42 متر پر می کرد.و 2 متر بالاتر از بلندترین نقطه گنبد بود)!

گنبد کلیسای سنت پیتر، رم.
اعتبار تصویر: Peter de Vink / pexels.com

• اگرچه پس از بلند شدن موتور احتراق داخلی پرتابگر فوق سنگین می‌توانست هر گونه حیات دریایی ناگوار را در منطقه بپزد، اما منبع آب فراوان اقیانوس باید در کاهش صدا و قدرت عظیم موتورهای موشک با دریچه گاز موثر باشد.

مفهوم موشک پرتاب چند منظوره بزرگ 4 میلیون پوندی بوئینگ (LMLV)

اعتبار ویدئو: Hazegrayart / YouTube

اژدهای دریایی

• ویژگی منحصر به فرد: بزرگترین موتور ساعت با یک نازل
• مفهوم موشک فوق سنگین بسیار قابل اجرا از سال 1962 توسط کاپیتان نیروی دریایی و مهندس موشک بینا در Aerojet، که زمانی “راکتمن آمریکایی” نامیده می شد – رابرت ترواکس.
• ترواکس قبلا روی موشک پولاریس و موشک ثور آمریکایی کار کرده بود و با مهندسان راکت آلمانی مانند ورنر فون براون که در جریان “عملیات گیره کاغذ” به ایالات متحده آورده شد، مصاحبه کرد.
• Sea Dragon نشان دهنده یک روش کاملاً اصلی برای پرتاب یک موشک فضایی عظیم است.
• ترواکس تا حدودی انقلابی بود و معتقد بود که کاهش هزینه سفر فضایی را می‌توان با ایجاد یک وسیله پرتاب به بهترین نحو انجام داد. ساده ممکن و زیاد بزرگتر.
• این پرتابگر فوق سنگین 150 متر ارتفاع و 23 متر عرض داشت.
• این بیش از دو برابر قطر Saturn V است!
• اگر روی خشکی راست می ایستاد، دو برابر تاج محل ارتفاع داشت!

نماد تاج محل با ارتفاع 73 متر، هند. اعتبار تصویر: buddy sagar / pexels.com

• به جای یک سیستم پمپ پیچیده، تعدادی از موتورها تنها 1 موتور بسیار قدرتمند دارند.
• حتی اگر این “تقویت کننده گنگ بزرگ” کارایی کمتری نسبت به یک پرتابگر Saturn V داشته باشد، صرفه جویی در مقیاس همچنان آن را به گزینه ای مطلوب برای ارسال محموله های بزرگتر به فضا تبدیل می کند.
• اگر ساخته می شد، اژدهای دریایی می توانست بزرگترین طرح موتور زنگی را که تا به حال روی یک موشک دیده شده بود، با محیطی به اندازه ای بزرگ داشته باشد که دور موشک Saturn V بپیچد!
• بهترین کار این بود که نه تنها موشک را از اقیانوس پرتاب کنیم، بلکه … در اقیانوس
• اگر این زیردریایی به سمت دریا شناور بود، به اندازه زیردریایی هسته‌ای تریدنت کلاس ونگارد طولانی بود.
• به طرز شگفت‌آوری ساده، نیازی به سکوی پرتاب یا برج پرتاب نبود، این وسیله نقلیه مانند یک کشتی در تالاب ساخته می‌شد و در فاصله 35 کیلومتری از ساحل به دریا کشیده می‌شد.
• بر این فرض ساخته شده است که ساختار و وزن بزرگ موشک دریایی، قابل مقایسه با یک نهنگ، در هنگام مونتاژ و یدک کشی به محل پرتاب، توسط فشار برتر آب بهتر از فشار هوا پشتیبانی می شود.

بزرگترین موشکی که تاکنون طراحی شده است؟ – اژدهای دریایی

اعتبار ویدیو: Curious Droid / YouTube

• حلقه‌ای از تانک‌های بالاست در اطراف پایه موشک پر می‌شود تا موتور موشک ابتدا غرق شود تا زمانی که بیشتر در آب غوطه‌ور شود و در اقیانوس «ایستاده» شود.
• فرض کنید ساختار بزرگ یک موشک نیروی دریایی به همراه وزن آن – قابل مقایسه با یک نهنگ – در هنگام مونتاژ و یدک‌کشیدن به محل پرتاب، بهتر از فشار آب بر فشار هوا پشتیبانی می‌شود.
• در حالی که تنها نازل عظیم موتور در دریا غوطه ور است، آب انفجار عظیم را در نقطه اشتعال جذب می کند.
• پیشران گازی داغ آب را از نازل موتور خارج می کند و همچنان باعث می شود موشک در جهت مخالف، به سمت بالا حرکت کند.
• محاسبه شده است که کوه عظیم آب جابجا شده که موشک سر به فلک کشیده را در چند ثانیه اول پرتاب همراهی می کند، به عنوان یک «برج پرتاب طبیعی» موقت عمل می کند که با خروج وسیله نقلیه بزرگ از اقیانوس، ثبات بیشتری را فراهم می کند.
• انفجار کوتاهی از موشک‌های متقابل از دریچه‌های جانبی می‌تواند یک برخاست عمودی پایدار را افزایش دهد
• طول شعله های موشک حدود یک مایل بود!
• پرتاب دوزیست موشک ترواکس بسیار کوچکتر «اسب دریایی» (از یک موشک بدنی تغییر کاربری) اصول یک موشک دریایی را به همراه امکان اشتعال موتور در زیر آب نشان داد.

Sea Dragon Launch – Ultimate Rockets

اعتبار ویدئو: Nauja diena / برای همه بشریت / YouTube

توسعه و آزمایش بیشتر وسیله نقلیه مورد نیاز برای زنده کردن یکی از این پرتابگرهای فضایی قدرتمند متوقف شد و پروژه ها به دلیل کاهش بودجه ناسا پس از مسابقه فضایی متوقف شد، که هر پروژه فضایی جاه طلبانه ایالات متحده را برای آینده قابل پیش بینی خفه کرد.