berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

*Artikel ini adalah isi "Half Moon Talk" edisi ke-15 tahun 2024

Masyarakat Tiongkok telah mendambakan luar angkasa selama ribuan tahun, dan banyak mitos terbang yang menjadi saksi mimpi ini. Saat ini, roket Tiongkok yang terbang ke luar angkasa sudah menjadi kenyataan. Namun, roket yang terbang ke angkasa ini belum mengalami pengalaman "terbang pulang" - daur ulang roket masih menjadi rintangan berbahaya bagi pembuat roket Tiongkok.

Faktanya, eksplorasi daur ulang roket-roket besar yang diproduksi di dalam negeri telah meningkat pesat pada tahun ini. Baru-baru ini, panah verifikasi teknologi baru untuk kendaraan peluncuran yang dapat digunakan kembali yang dikembangkan oleh Institut Sains dan Teknologi Dirgantara Kedelapan berhasil melakukan uji penerbangan sejauh 10 kilometer di Pusat Peluncuran Satelit Jiuquan. Blue Arrow Aerospace akan melakukan uji terbang lepas landas dan mendarat vertikal sepanjang 10 kilometer, dan Deep Blue Aerospace akan melakukan uji lepas landas dan mendarat vertikal sepanjang 5 kilometer untuk tahap pertama "Nebula-1 " roket... Hampir setiap bulan, ada "langkah besar" dalam pemulihan roket Tiongkok ".

Jadi mengapa mendaur ulang roket seperti botol Coke? Apa susahnya pemulihan roket? Berapa langkah yang ditempuh roket dari "meninggalkan rumah" hingga "pulang ke rumah"?

Mengapa mendaur ulang roket?

Dengan perintah “3, 2, 1, tembak!”, roket itu membubung ke angkasa dan membubung ke angkasa. Ini adalah kesan kebanyakan orang mengenai peluncuran roket. Ketika sebuah roket terbang ke luar angkasa, hanya parabola indah yang diingat semua orang, dan hanya sedikit orang yang peduli apakah roket itu akan kembali.

Pada 19 Januari 2024, Blue Arrow Aerospace melakukan uji lepas landas dan pendaratan vertikal roket di Pusat Peluncuran Satelit Jiuquan, yang sukses total.

Memang benar, sebelum tahun 2015, roket adalah barang sekali pakai yang tidak akan pernah kembali lagi setelah diluncurkan ke luar angkasa. Namun, keberhasilan pemulihan "Falcon 9" pada tahun 2015 membuat sejarah: ternyata roket tersebut juga dapat digunakan kembali, dan "peluncuran penerbangan" bukanlah hal yang mustahil.

Faktanya, Qian Xuesen, "Bapak Dirgantara Tiongkok", pernah membayangkan hal ini dalam "Pengantar Navigasi Antarbintang" yang diterbitkan pada tahun 1963: "Roket pengangkut, apakah itu roket besar tahap pertama atau roket kecil tahap kedua, selama karena Dengan sayap, ia dapat terbang kembali ke tanah, sehingga roket pengangkut dapat digunakan berkali-kali."

Apa keuntungan membiarkan roket “terbang pulang”? Tiga kalimat - mengurangi biaya, meningkatkan efisiensi dan meningkatkan kualitas.

Cara yang paling langsung adalah pengendalian biaya – daur ulang dan penggunaan kembali secara alami akan mengurangi biaya. “Daur ulang roket adalah cara terbaik untuk secara langsung mengurangi biaya peluncuran. Di masa lalu, peluncuran roket hanya dilakukan sekali saja, sama borosnya dengan 'mengambil pesawat sekali pakai'. Ketika roket didaur ulang, roket dapat lepas landas dan mendarat. berkali-kali lipat seperti pesawat terbang. Biayanya semakin tipis,” kata Bai Guolong, anggota Asosiasi Sains dan Teknologi Dirgantara Tiongkok dan blogger sains dirgantara yang populer.

Kedua, roket tersebut dapat didaur ulang, artinya frekuensi peluncurannya meningkat, sehingga menjadi harapan bagi perluasan industri. Peluncuran roket tradisional harus memiliki masa persiapan setidaknya dua bulan, dan jangka waktu harus diikuti dengan cermat untuk "melihat cuaca". Roket yang dapat didaur ulang berbeda. Roket hanya memerlukan perbaikan dan pemeliharaan sederhana sebelum dapat diluncurkan kembali. Peningkatan substansial dalam pemanfaatan roket, frekuensi peluncuran, dan fleksibilitas peluncuran akan sangat meningkatkan kemampuan untuk memasuki ruang angkasa dengan cepat, dan eksplorasi ruang angkasa skala besar dan pengembangan akan mungkin terjadi." Mungkin." kata Huo Liang, pendiri Deep Blue Aerospace.

Selain itu, peningkatan kapasitas roket yang dapat didaur ulang akan membantu meningkatkan kualitas eksplorasi ruang angkasa secara keseluruhan. "Saat ini, jaringan konstelasi skala besar khususnya memerlukan peluncuran roket berkapasitas besar, berbiaya rendah, dan frekuensi tinggi. Roket skala besar yang dapat digunakan kembali dapat mendukung strategi rekayasa konstelasi Internet negara saya, Manajer Umum Departemen Litbang Roket Dirgantara Blue Arrow dan Presiden Komandan Zhuque-3 Dai Zheng berkata.

Seberapa sulitkah memulihkan roket?

Peta jalannya ringkas dan jelas, tetapi mewujudkan gambar tersebut menjadi kenyataan sangatlah sulit.

Roket tradisional terdiri dari dua tahap, satu di bawah dan dua di atas. Pemulihan roket saat ini mengacu pada proses pemisahan tahap pertama dan kedua ketika roket terbang ke ketinggian lebih dari 100 kilometer, tahap kedua memasuki orbit yang telah ditentukan, dan tahap pertama, yang hanya dapat menghancurkan dirinya sendiri, kembali. ke lokasi peluncuran. Singkatnya, "pemulihan" roket saat ini berarti "kepulangan" tahap pertama.

"Pulang ke rumah" secara kasar dibagi menjadi tiga langkah. Langkah pertama adalah memisahkan badan panah dan mengatur sikapnya. Setelah roket dinyalakan dan diluncurkan, ia naik ke ketinggian lebih dari 100 kilometer, mesin tahap pertama dimatikan, dan tahap kedua terpisah dari tahap pertama. Untuk kembali ke tanah pada tingkat pertama, Anda harus “berbalik” terlebih dahulu, yaitu menyesuaikan sikap Anda. Langkah kedua adalah memperlambat. Setelah berputar, roket memasuki proses kembali dengan kecepatan yang sangat tinggi. Pada saat ini, mesin perlu dinyalakan untuk kedua kalinya untuk memperlambat kecepatan. Langkah ketiga adalah mendarat dan melayang. Karena posisi ideal roket kembali ke posisi semula adalah dengan ekor di bawah dan kepala di atas, maka mesin perlu dinyalakan untuk ketiga kalinya untuk mengatur posisi dan memberikan roket. gaya dorong terbalik sehingga dapat mendarat pada saat mendarat. Akselerasi dan kecepatannya turun menjadi 0 secara bersamaan.

Mengapa roket lebih sulit “pulang” dibandingkan meluncurkan roket?

Hal tersulit adalah "mengembalikan secara akurat". "Selama penurunan roket, seiring dengan perubahan konsumsi bahan bakar dan kecepatan, roket perlu mengeluarkan daya dorong dengan ukuran berbeda untuk memastikan perlambatan yang mulus. Hal ini memerlukan mesin roket untuk menyesuaikan daya dorong secara akurat dan dinamis serta memiliki fungsi peluncuran ganda." Huang Shuai, kepala perancang roket Gravity 2 milik Perusahaan Luar Angkasa, menekankan bahwa algoritma yang tepat harus digunakan untuk memberikan panduan yang cermat agar roket dapat kembali ke rumah dengan lancar.

“Menyelesaikannya” juga tidak mudah. Selama kembalinya roket, posisi turun dan sudut pendaratan harus dikontrol dengan presisi tinggi. Jika sudut pendaratan salah, roket dapat terbalik sehingga menyebabkan kebocoran bahan bakar dan ledakan. Kesulitannya seperti melempar sumpit ke dalam botol, apalagi ini adalah “sumpit” raksasa dengan kecepatan jatuh lebih dari 1.000 meter/detik. Faktanya, meskipun perlambatan efektif tercapai sebelum mendarat, kelembaman besar yang dibawa oleh roket berbobot puluhan ton harus diperhitungkan. Tahukah Anda, ada banyak sekali komponen elektronik presisi di dalam roket. Untuk memastikan "harta" tersebut dapat digunakan kembali, nilai buffer skillnya harus diisi.

Pada tanggal 21 Juli, roket Nebula-1 yang dikembangkan secara independen oleh Deep Blue Aerospace menyelesaikan simulasi uji penerbangan pemulihan ketinggian tinggi.

Kesulitan lainnya adalah "penggunaan jangka panjang". Zheng Ze, wakil manajer umum Deep Blue Aerospace, mengatakan bahwa agar roket yang dapat didaur ulang dapat bertahan dalam uji penggunaan berulang kali dan masuk kembali ke atmosfer, mereka perlu menggunakan material komposit baru dengan kekuatan tinggi, tahan suhu tinggi, dan ultra- ringan untuk mengatasi serangkaian kesulitan kinerja material. Persyaratan keandalan komponen seperti mesin sangat tinggi. Selain itu, roket yang dapat digunakan kembali harus dirawat dengan baik. Inspeksi dan pemeliharaan sederhana setelah daur ulang dapat memenuhi persyaratan untuk diluncurkan kembali. Ada juga banyak kesenjangan teknis dalam penilaian dan pengujian yang perlu diisi dalam bidang ini.

Eksplorasi tidak pernah berhenti

Apa lagi yang perlu dilakukan agar roket Tiongkok bisa “pergi dan kembali lagi”?

“Di satu sisi, kita perlu mengoptimalkan proses manajemen dan persetujuan peluncuran roket serta menyeimbangkan keselamatan dan efisiensi. Di sisi lain, kita perlu membangun lebih banyak lokasi peluncuran dan stasiun peluncuran, termasuk platform peluncuran pemulihan darat dan laut, untuk beradaptasi untuk kebutuhan peluncuran dengan frekuensi yang lebih tinggi, Bai Guolong mengatakan bahwa dengan menciptakan lingkungan di mana teknologi diulang dengan cepat dan proses serta biaya terus dioptimalkan, jalan pendakian gunung ini diharapkan menjadi lebih lancar.

Pemulihan roket memang sulit, tetapi kepercayaan diri para astronot tidak berkurang. Sebuah amplop dipajang di Perpustakaan Qian Xuesen Universitas Shanghai Jiao Tong. Pada tahun 1941, ketika Qian Xuesen sedang menyelesaikan makalahnya yang terkenal "Axial Compression Buckling of Cylindrical Shells", dia menulis "Final" dengan pena merah di amplop berisi manuskrip tersebut. Ketika dia meletakkan penanya, dia tiba-tiba menyadari bahwa "Final" juga berarti "akhir": "Bagaimana pencarian kebenaran bisa berakhir?" Qian Xuesen mengambil amplop dan menulis "Tidak ada yang final" dengan pena hitam.

Huang Shuai berkata: "Eksplorasi kami terhadap teknologi pemulihan roket juga tidak akan pernah berakhir."

Judul asli "Berapa langkah yang diperlukan untuk membawa Rockets" pulang "? 》

Reporter Banyuetan: Zhang Manzi/Editor: Fan Zhongxiu

Editor: Zhang Ziqing/Koreksi: Qin Daixin