مواجهة درع الحرارة لرحلة SpaceX Starship رقم 13 تثير مخاوف بشأن قابلية إعادة الاستخدام

أطلقت سبيس إكس مركبة ستارشيب يوم الجمعة، لتُظهر التقدم نحو القدرة على الوصول إلى المدار، وإمكانية هبوطٍ عبر التقاط البرج (tower-catch) في أقرب وقت مع الرحلة التالية. ورغم نجاح اختبار الرحلة 13، فإن نظام الحماية الحرارية للصاروخ — والذي يضم نحو 18,000 بلاطة خزفية تحمي الجزء السفلي أثناء إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي — يخضع لتمحيص الخبراء الذين يشككون في قدرة التصميم الحالي على تحقيق إعادة استخدام سريعة ومنخفضة التكلفة. ويأتي هذا القلق في صدى لكفاح ناسا الذي يعود إلى عقود مضت مع الدرع الحراري المعتمد على البلاطات في برنامج مكوك الفضاء (Space Shuttle)، إذ تطلب ذلك فحوصات ما بعد الرحلة مكثفة ومنع الوكالة من تحقيق فترات تجهيز سريعة للدوران.

مهندس سابق في ناسا ينتقد درع ستارشيب الحراري المعتمد على البلاطات

قال دان راسكي، مهندس سابق في ناسا درس مواد الدرع الحراري لدى مركز أبحاث ناسا أميس قرابة أربعة عقود، إن «نظام الحماية الحرارية الحالي لدى ستارشيب هو طريق مسدود لجميع المهام التي تتطلب إعادة استخدام كاملة وسريعة». وكان راسكي من المخترعين المشاركين في PICA، وهو المادة المستخدمة في الدرع الحراري لمركبة Crew Dragon. واجهت ناسا المشكلة نفسها قبل نحو نصف قرن خلال تطوير مكوك الفضاء (Space Shuttle)، الذي اعتمد على آلاف البلاطات الخزفية الخفيفة لعزل هيكل المركبة المصنوع من الألومنيوم. ورغم أن البلاطات كانت تعمل بشكل جيد إلى حدٍّ ما، فإن وكالة الفضاء الأميركية لم تتمكن قط من حل معضلة إعادة الاستخدام السريعة؛ إذ كانت كل بلاطة تتطلب فحوصات بعد الرحلة جعلت إعادة استخدام مركبات مكوك الفضاء (orbiters) مكلفة وتستغرق وقتاً طويلاً.

هيكل ستارشيب الفولاذي يتحمل درجات حرارة أعلى من مكوك الفضاء

تتمتع سبيس إكس ببعض المزايا مقارنة بتصميم مكوك الفضاء (Space Shuttle). إذ إن هيكل ستارشيب الفولاذي أكثر تحملاً بكثير للحرارة، وقادر على الصمود أمام درجات حرارة تصل إلى 800° مئوية عندما تحدث أعطال في البلاطات. ويُحتمل أن يكون احتراقٌ جزئي (burn-through) مقبولاً بسبب هذا التحمل الأعلى لدرجات الحرارة.

الأسئلة الشائعة

ماذا أظهرت سبيس إكس عبر رحلة ستارشيب 13؟
أطلقت سبيس إكس ستارشيب بنجاح يوم الجمعة، مُظهرةً التقدم نحو القدرة المدارية وإمكانية هبوطٍ عبر التقاط البرج (tower-catch) في أقرب وقت مع الرحلة التالية. وقد أظهر اختبار الرحلة 13 خطوات مهمة نحو الوفاء بوعد الصاروخ الضخم.

لماذا يُعد درع ستارشيب الحراري مصدر قلق لإعادة الاستخدام؟
قال دان راسكي، مهندس سابق في ناسا، إن نظام الحماية الحرارية الحالي لدى ستارشيب — والذي يضم نحو 18,000 بلاطة خزفية — هو «طريق مسدود لجميع المهام التي تتطلب إعادة استخدام كاملة وسريعة». ويُشابه النهج المعتمد على البلاطات تحديات ناسا في مكوك الفضاء (Space Shuttle)، حيث جعلت فحوصات البلاطات بعد الرحلة إعادة الاستخدام السريعة مكلفة وتستغرق وقتاً طويلاً.

كيف يختلف هيكل ستارشيب عن مكوك الفضاء؟
يمكن لهيكل ستارشيب أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى 800° مئوية أثناء أعطال البلاطات، ما يجعله أكثر تحملاً بكثير للحرارة من هيكل الألومنيوم في مكوك الفضاء. وتعني هذه القدرة الأعلى على تحمل الحرارة أن احتراق البلاطات بشكلٍ جزئي يُحتمل أن يكون مقبولاً.