Πώς είναι φτιαγμένος ένας πύραυλος Falcon 9; Τα κομμάτια που τον κάνουν να πετάει

Υπάρχουν πύραυλοι που εκτοξεύτηκαν και μπήκαν στα βιβλία ιστορίας. Υπάρχουν πύραυλοι που άλλαξαν τον κόσμο. Και υπάρχει ο Falcon 9, που έκανε και τα δύο και μετά συνέχισε να πετάει σαν να μην συνέβη τίποτα. Από τις 627+ εκτοξεύσεις μέχρι σήμερα, μόλις τρεις δεν ήταν πλήρης επιτυχία. Ποσοστό επιτυχίας 99,5%. Κανένας άλλος πύραυλος στην ιστορία δεν έχει φτάσει εκεί.

Αλλά πριν φτάσουμε στα νούμερα, ας ξεκινήσουμε από την αρχή. Από το όνομα.

Το Star Wars, ο Μέρλιν και το πουλί

Το όνομα Falcon προέρχεται από το Millennium Falcon, το διαστημόπλοιο του Han Solo στο Star Wars. Ο Μασκ το έχει πει ο ίδιος: «Το Star Wars ήταν η πρώτη ταινία που είδα. Ο πύραυλός μας, έστω και αν δεν μοιάζει καθόλου με το πλοίο της ταινίας, πήρε το όνομά του από το Millennium Falcon.» Ο αριθμός 9 αναφέρεται στους εννέα κινητήρες του πρώτου σταδίου.

Ο κινητήρας όμως έχει τη δική του ιστορία. Ο Tom Mueller, ο μηχανικός που σχεδίασε τους κινητήρες της SpaceX από την ίδρυσή της, ήθελε να δώσει ένα όνομα που δεν ήταν απλώς γράμματα και αριθμοί, όπως τα RD-180 ή RS-68 της ανταγωνιστικής βιομηχανίας. Μια υπάλληλος που ασχολιόταν με την εκπαίδευση γερακιών πρότεινε να πάρουν τα ονόματα από είδη γερακιών. Ο Kestrel είναι το μικρό γεράκι, ο Merlin το μεσαίο, και τα μεγαλύτερα όπως ο Peregrine και ο Gyrfalcon κρατήθηκαν για μελλοντικούς κινητήρες. Χρόνια αργότερα, όταν ήρθε η ώρα για τον κινητήρα του Starship, ο Mueller κατέληξε στο Raptor, που σημαίνει αρπακτικό πουλί γενικά.

Ο Μέρλιν λοιπόν δεν είναι ο μάγος του King Arthur. Είναι ένα πουλί. Και ταιριάζει απόλυτα.

Το πρώτο στάδιο: Ο booster

Ο Falcon 9 είναι 70 μέτρα ψηλός και ζυγίζει περίπου 549 τόνους όταν είναι γεμάτος με καύσιμο. Από αυτούς, μόλις 22,8 τόνοι είναι το φορτίο που μπορεί να πάει σε χαμηλή τροχιά. Ο υπόλοιπος όγκος είναι καύσιμο και πύραυλος. Αυτό είναι η βασική πρόκληση κάθε εκτόξευσης: σηκώνεις τεράστια ποσότητα καυσίμου για να στείλεις ένα σχετικά μικρό φορτίο πολύ ψηλά.

Το πρώτο στάδιο, ο booster, είναι αυτό που κάνει το βαρύ σήκωμα. Φέρει εννέα κινητήρες Merlin διατεταγμένους σε σχήμα που η SpaceX ονομάζει Octaweb: οκτώ στον κύκλο και ένας στο κέντρο. Αυτή η διάταξη δεν είναι τυχαία. Κάνει τον πύραυλο πιο κοντό και ελαφρύτερο, και επιτρέπει στο σύστημα να συνεχίσει ακόμα κι αν αποτύχουν έως και δύο κινητήρες κατά την εκτόξευση.

Ο booster καίει για περίπου 162 δευτερόλεπτα, φτάνει σε ύψος περίπου 70 χιλιομέτρων, μετά αποχωρίζεται. Και μετά κάνει κάτι που μέχρι πριν από μια δεκαετία φαινόταν επιστημονική φαντασία.

Η επιστροφή: Αυτό που άλλαξε τα πάντα

Αφού αποχωριστεί, ο booster έχει μπροστά του ένα πρόβλημα φυσικής: κινείται με τεράστια ταχύτητα προς τα πάνω, πρέπει να γυρίσει, να επιβραδύνει και να προσγειωθεί όρθιος με ακρίβεια χιλιοστών, είτε σε χερσαία εξέδρα είτε σε πλωτή πλατφόρμα στη μέση του ωκεανού.

Η διαδικασία έχει τέσσερα βασικά στάδια. Πρώτα, ο booster αλλάζει προσανατολισμό χρησιμοποιώντας μικρούς προωθητήρες ελέγχου, που τον γυρίζουν για την επιστροφή. Στη συνέχεια ανάβει τρεις κινητήρες για το λεγόμενο boostback burn, ώστε να διορθώσει την πορεία του προς το σημείο προσγείωσης.

Καθώς επανεισέρχεται στην ατμόσφαιρα, αναπτύσσει τέσσερα πτερύγια πλέγματος στην κορυφή για αεροδυναμικό έλεγχο και σταθερότητα. Στα τελευταία δευτερόλεπτα, ενεργοποιεί έναν ή περισσότερους κινητήρες για την τελική επιβράδυνση, αγγίζοντας το έδαφος ή την πλωτή πλατφόρμα σχεδόν με μηδενική ταχύτητα.

Ο booster αντιπροσωπεύει το 70% του κόστους ενός Falcon 9. Μέχρι σήμερα, ο ίδιος booster έχει φτάσει τις 34 πτήσεις. Κάθε επαναχρησιμοποίηση μοιράζει αυτό το κόστος. Το εσωτερικό κόστος μιας εκτόξευσης Falcon 9 για τη SpaceX εκτιμάται μεταξύ 15 και 28 εκατομμυρίων δολαρίων. Οι πελάτες πληρώνουν 74 εκατομμύρια. Τα υπόλοιπα είναι περιθώριο κέρδους που επενδύεται στο Starship.

Το δεύτερο στάδιο

Μόλις αποχωριστεί ο booster, το δεύτερο στάδιο αναλαμβάνει. Φέρει έναν μόνο κινητήρα Merlin Vacuum, μια παραλλαγή του Merlin σχεδιασμένη για λειτουργία στο κενό. Το ακροφύσιο είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό των κινητήρων του πρώτου σταδίου, γιατί στο κενό χωρίς αέρα ο κινητήρας μπορεί να επεκτείνει τα αέρια καύσης περισσότερο και να βγάζει μεγαλύτερη ώθηση. Αυτό το στάδιο δεν επαναχρησιμοποιείται, και αποτελεί σήμερα το μεγαλύτερο μέρος του κόστους κάθε πτήσης που δεν ανακτάται.

Το fairing: Ο κώνος που αξίζει 6 εκατομμύρια

Στην κορυφή του πύραυλου βρίσκεται το fairing, ο κώνος που προστατεύει το φορτίο κατά τη διέλευση από την ατμόσφαιρα. Μοιάζει με καπάκι, αλλά κοστίζει περίπου 6 εκατομμύρια δολάρια και η SpaceX αποφάσισε νωρίς ότι δεν έχει νόημα να το πετά στη θάλασσα. Αποχωρίζεται σε δύο μισά μόλις ο πύραυλος βγει από την πυκνή ατμόσφαιρα, ξεδιπλώνει αλεξίπτωτο και πέφτει στον ωκεανό όπου το ανακτούν πλοία. Καθαρίζεται, επιθεωρείται και ξαναχρησιμοποιείται.

Ο αριθμός που λέει τα πάντα

Από το 2010 μέχρι σήμερα, ο Falcon 9 έχει γίνει η ραχοκοκαλιά της παγκόσμιας αγοράς εκτοξεύσεων. Δορυφόροι, αστροναύτες, αποστολές προς τον ISS, το Starlink, ακόμα και φορτία για τη NASA και το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ, όλα πετούν με Falcon 9.

Ο λόγος δεν είναι μόνο η αξιοπιστία. Είναι ότι κάθε booster που προσγειώνεται και ξαναπετάει αποδεικνύει κάτι θεμελιώδες: ότι η πρόσβαση στο διάστημα δεν χρειάζεται να είναι «μία χρήση και τέλος». Ότι ένας πύραυλος μπορεί να λειτουργεί περισσότερο σαν αεροπλάνο και λιγότερο σαν ένα πανάκριβο σύστημα που αυτοκαταστρέφεται σε κάθε αποστολή.

Αυτή η ιδέα, που φαινόταν τρελή όταν ο Μασκ την ανακοίνωσε για πρώτη φορά, είναι σήμερα η κανονικότητα. Και ξεκίνησε από έναν πύραυλο που πήρε το όνομά του από μια ταινία.

Falcon 9 vs Starship: Δύο διαφορετικές εποχές του ίδιου οράματος

Η παρακατω εικόνα δείχνει κάτι πολύ βαθύτερο από μια απλή διαφορά μεγέθους. Δείχνει τη μετάβαση από το σήμερα στο αύριο της διαστημικής τεχνολογίας.

Ο Falcon 9 είναι ο πύραυλος που άλλαξε την αγορά. Σχεδιάστηκε για αποστολές σε χαμηλή τροχιά, μεταφέροντας δορυφόρους, φορτία και αστροναύτες με υψηλή αξιοπιστία και σημαντικά χαμηλότερο κόστος. Το κλειδί ήταν η επαναχρησιμοποίηση του πρώτου σταδίου, που επέτρεψε δεκάδες πτήσεις με τον ίδιο booster.

Από την άλλη, το Starship δεν είναι απλώς ένας μεγαλύτερος πύραυλος. Είναι μια εντελώς διαφορετική φιλοσοφία. Σχεδιάζεται ως πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμο σύστημα, όπου και τα δύο στάδια επιστρέφουν και πετούν ξανά, με στόχο δραστική μείωση κόστους και αποστολές πέρα από τη Γη, στη Σελήνη και τον Άρη.

Η διαφορά φαίνεται καθαρά και στους αριθμούς: περίπου 70 μέτρα ύψος για τον Falcon 9 έναντι ~120 μέτρων για το Starship με τον booster του, και δυνατότητα μεταφοράς πάνω από 100 τόνους φορτίου σε τροχιά, πολλαπλάσια από τις ~22 τόνους του Falcon 9.

Αλλά η ουσία δεν είναι μόνο το μέγεθος. Είναι ο ρόλος:

Ο Falcon 9 είναι το «φορτηγό» της σύγχρονης διαστημικής οικονομίας

Το Starship φιλοδοξεί να γίνει το «πλοίο» που θα πάει ανθρώπους σε άλλους κόσμους

Με απλά λόγια, ο Falcon 9 έκανε το διάστημα πιο φθηνό. Το Starship προσπαθεί να το κάνει προσβάσιμο σε κλίμακα.

🚀

Το άρθρο δημιουργήθηκε με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης και βασίστηκε σε αξιόπιστες επιστημονικές πηγές. Η τελική επιμέλεια και ο έλεγχος έγιναν από την ομάδα του Infinite Odyssey πριν τη δημοσίευση. Για περισσότερες διαστημικές ειδήσεις στα ελληνικά, μείνετε συντονισμένοι.