יום שני, 2 ביוני 2014

החללית המאויישת הבאה

ביום שישי לפנות בוקר (30/5/2014 05:00) לפי שעון ישראל, התקיים באתר חברת SpaceX שבהות'ורן במדינת טקסס, אירוע החשיפה של הדרגון גירסה 2, הגירסה המאויישת של רכב החלל של החברה שיטוס לתחנת החלל וחזרה.
המנכ"ל אילון מאסק יצר אירוע שציפו לו רבות, ובסיכומו של דבר סיפק את הסחורה. קיבלנו תצוגה של הרכב עצמו מבחוץ ומבפנים, מבט על תצוגות השליטה וכמה פרטים על הביצועים והחומרה שיהפכו את הדרגון המאוייש לתחליף ראוי למעבורת החלל, וחשוב יותר בעת האחרונה - תחליף לחללית הסויוז.

אילון מאסק מציג את הדרגון גירסה 2.

במבט ביקורתי, קיבלנו מופע עם מעט מידע, כשהשאלות החשובות נותרו למעשה ללא מענה. להלן הניתוח של הדברים שאנחנו יודעים, מסקנות נגזרות מהמידע שנמסר והשאלות שטרם נענו.

אם לא צפיתם באירוע עצמו, תוכלו לצפות בו כאן:


אז מה למדנו במופע הקצר של SpaceX?
1. תא צוות לשימוש רב פעמי מיידי.
בנוסף ליכולתו של הדרגון גירסה 2 להחזיר בשלום את הצוות לקרקע, לנחיתה יבשתית, נאמר שהוא יוכל לתדלק ולעלות מיד לשיגור נוסף לחלל. הרכב היחידי שיכול היה לטוס שנית לחלל היתה מעבורת החלל, אבל נדרשה תקופה של חודשים כדי להכשירה לכך. יכולת להטסה חוזרת מיידית תהווה פריצת דרך בתחבורה לחלל, והבסיס ליכולת זו היא מגן החום.
מגן החום שמותקן בדרגון גירסה 2 הוא דור שלישי לטכנולוגיית מגני החום שבהם משתמשת נאס"א לכלים לא מאויישים. מגן חום זה הוא מתקדם יותר וזול משמעותית מקודמיו, אבל המשמעות של טיסה חוזרת מיידית היא שהוא מסוגל לשמש ליותר מכניסה אטמוספרית יחידה, וזו התקדמות טכנולוגית מדהימה.

2. הדרגון המאוייש לא מתוכנן לטיסות ממושכות.
זו מסקנה שלי. בגירסה המאויישת אין כנפיים סולריות נפרשות, אלא תאים סולריים שמכסים צד אחד של תא המטען. אין סיבה לחשוב שהחללית תצרוך פחות חשמל מהגירסה הלא-מאויישת, ולמעשה הייתי מצפה שזה יהיה להיפך בשביל מערכות תומכות חיים. אני גם לא סבור ש- SpaceX המציאו תאים סולריים בעלי נצילות הרבה יותר גבוהה. המסקנה המתבקשת היא שהחשמל מופק בעיקר ממצברים.

גירסה 2 למעלה (קרדיט: SpaceX),
הדרגון בגירסה הלא-מאויישת למטה (קרדיט: NASA)

מצברים, כמו כל סוללה, נפרקים כל עוד לא טוענים אותם, ומצבר הוא רכיב כבד, אז בהחלט עדיף להשתמש באנרגיית השמש אם יש אפשרות כזו. אפשר להצדיק תלות במצברים שלא ניתן להטעין אם לא מתכננים טיסות ממושכות. בוודאי שלא סביר להחזיק מעמד יותר ממספר שעות על המצברים. כלומר אם לא תהיה הזדמנות להגיע תוך שעות ספורות לעגינה בתחנת החלל עקב תקלה, אז יצטרכו להשליך את תא המטען המלא ולחזור לנחיתה עם הצוות.

3. יכולת עגינה עצמאית
גירסה 2 תעגון באופן עצמאי בתחנת החלל, או באופן ידני על ידי הטייס, אבל ללא צורך בזרוע הרובוטית Canadarm-2. השאלה היא האם תהיה אפשרות לעגון באמצעות הזרוע, המופעלת מתוך התחנה. הייתי מצפה שכן, ולו בכדי למנוע ביטול משימה ואובדן המטען אם ההתחברות העצמאית תיכשל.
נכון לעכשיו לא נרמז שזה יהיה אפשרי.



4. מנועי הנחיתה
הדרגון גירסה 2 ינחת באמצעות ארבעה זוגות של מנועי סופר-דראקו. מנועים אלו, שזה עתה סיימו בדיקות איכות, אמורים לספק את הדחף שיתנגד לתאוצת הכובד בעת הנחיתה. מנועים אלו ישמשו גם למילוט תא הצוות במצב של סכנה במהלך השיגור. מנועים אלו הם הראשונים בעולם שמיוצרים במלואם בהדפסת תלת-ממד.
המנועים שוהים בזוגות בתוך מעטפת הגנה שאמורה להכיל את הפיצוץ במקרה של כשל, ולמנוע בכך נזק לתא הצוות. נאמר שנחיתה תתאפשר גם עם כשל של שני מנועים, ובמקרה זה המנועים האחרים ישלימו את הדחף החסר. אני לא בטוח שהכוונה גם לכשל של זוג מנועים צמודים, כי אז יהיה צורך גם לקזז את המומנט של המנועים הנגדיים.



5. תא הצוות
תא הצוות יוכל להכיל שבעה אסטרונאוטים, שישבו בכורסאות ריסוק, ארבעה מלפנים/למעלה, ושלושה מאחור/למטה. להשוואה, הסויוז נושא שלושה אנשי צוות בלבד, ומעבורת החלל נשאה שבעה (ופעם אחת שמונה). נפח התא מבפנים נראה כרגע מרווח מאד, אבל בהמשך הוא צפוי להתמלא בתאי מטען, מערכות חשמל, תקשורת ובקרת תנאי חיים. לא יישאר שם מקום רב להסתובב. זה בסדר כי כאמור, לא מתוכננת טיסה ממושכת אז לא תהיה סיבה להסתובב ולא יהיה לאן ללכת.
בדופן התא ישנם חמישה חלונות עגולים מול הצוות, אולם הם לא נמצאים במקום שיכול לשמש את הטייס לעגינה. זו תתבצע באמצעות בעזרת התצוגות בדומה לסויוז.

אילון מאסק במושב הטייס

לוח התצוגות מכסה את כל שדה הראייה של הטייס וטייס-המשנה. ישנם שני מסכי ענק לכל אחד, שכנראה מאפשרים שליטה במגע. על לוח התצוגות, בין שני הטייסים, נמצאים לחצנים וסוג של ג'ויסטיק לניהוג ידני של החללית. כאמור, בטיסה ללא תקלות לא אמורה להתבצע שליטה ידנית.

מתוך הסרטון שהוצג באירוע. לוח הבקרה נראה שונה מאשר בתמונה שלמעלה.

6. נחיתה מדוייקת
הוצהר שהקפסולה תוכל לנחות בכל מקום בעולם בדיוק של מסוק. האם הכוונה גם למשטחי נחיתה על ספינות או על גג בניינים? אם כן, זו עשויה להיות בשורה למתכנני תחבורה בעתיד, אבל כרגע אין סיבה לנחות במקום שאינו בסיס שיגורים אמריקאי, אבל לצורך בטיחות הצוות זו אופציה שימושית בהחלט.
נאמר שהדרגון גירסה 2 נושא עימו גם את המצנחים שבהם משתמש הדרגון הבלתי-מאוייש בדרכו לנחיתה בים, אבל השימוש בהם יהיה רק במקרה שהמנועים לא יפעלו. במצב זה מן הסתם לא תתאפשר נחיתה יבשתית. המסקנה מכך היא שההחלטה על צניחה במקום נחיתה ממונעת צריכה להתקבל בשלב מוקדם של בלימת המהירות המסלולית, אולי עוד לפני הכניסה לאטמוספירה.
נחיתה מורכבת באופן כללי מבלימת התנועה המסלולית בכיוון האופקי, ובלימת האצת הנפילה האנכית. נחיתה בים ניתן להבטיח רק כל עוד יש מהירות אופקית.



7. מתי טיסת הבכורה?
הדרגון גירסה 2 יבצע ניסויי טיסה לא מאויישים וניסויי מילוט תא הצוות עד סוף השנה הבאה, אבל מתי הוא ישמש אסטרונאוטים? שאלה זו נותרת ללא מענה.
לוח השיגורים של SpaceX מפרט את שיגורי החברה עד 2018. מופיעים בו שיגורי לווינים, שיגורי אספקה של הדרגון הקיים לתחנת החלל הבינלאומי, שיגורי Falcon Heavy, המשגר העתידי הגדול, ומשהו שנקרא DragonLab, אבל לא מופיעות בו טיסות מאויישות לתחנת החלל.



8. האם החללית החדשה תהיה שווה את המחיר?
המחיר עוד לא ידוע. בינתיים הרוסים גובים עשרות מיליוני דולרים למושב בסויוז, והאמריקאים נאלצים לשלם. לא מספיק שהדרגון גירסה 2 יהיה רכב מבצעי, הוא צריך להיות תחרותי מבחינת המחיר, במיוחד כאשר לקראת סוף העשור יופיעו גם האוריון של נאס"א, ה- CST-100 של בואינג, דרים-קאצ'ר של סיירה נוואדה ואולי גם הרכב של בלו-אוריג'ין.
הוזלה במחיר אינה טריוויאלית. יש סיבה לכך שנחיתה ממונעת לא נעשתה עד כה, והיא שאת הדלק שנדרש להפעלת המנועים צריך קודם כל לשגר לחלל, ומשקל הדלק מחליף משקל של מטען שמישהו משלם כסף רב עבורו. רווח משיטה זו לא יגיע במנות גדולות בטווח הקצר, ולכן לא ברור שהמחיר ש- SpaceX ינקבו בו יהיה ידידותי למשתמש. נחיה ונראה.

מעבר למופע תקשורתי, על SpaceX להוכיח לעולם שהיא עומדת מאחורי ההבטחות, ושהדרגון המאוייש מספק את הסחורה. אם לשפוט על פי ההיסטוריה של SpaceX, ועל פי ההיסטוריה של החברות האחרות של אילון מאסק, לכל ההבטחות יש כיסוי.
כפי כיצא לי להגיד במספר רשומות והרצאות, אנחנו נמצאים בראשיתה של תקופה מדהימה. בהתקדמות הנוכחית נראה טיסות מאויישות יוצאות לתחנת החלל וליעדים אחרים כבר בעשור הנוכחי, ובאמת שהגיע כבר הזמן לכך.

________________________________
קרדיט לתמונות: SpaceX

2 comments:

  1. מגניב ממש! תודה, חיכיתי לפרשנות שלך. כמה הערות / שאלות:

    - לא דיברו בכלל על יכולת הימלטות מביטול נחיתה. קצת מוזר, בהתחשב בזה שזו היכולת המרכזית שמבדילה קפסולה מאויישת. יכול להיות שפשוט לא רצו להעלות כזה נושא מקאברי?
    - חרוט האף רב-שימושי. נחמד.
    - הוסיפו ארבעה סניפירים על היקף הבגאז'. אני מניח שהמטרה שלהם היא לייצב את הדראגון במקרה של הימלטות?
    - למה באמת ויתרו על לוחות סולאריים נפרשים, חוץ מזה שזה נראה יותר אלגנטי? כי זה לא מסתדר עם הסנפירים? או כי ממילא יש לדראגון מגבלות אחרות על שהות ממושכת בחלל?
    - להוסיף משקל כשצריך כדי להרוויח רב-שימושיות או לפשט אופרציה מתאים לגישה של Space-X באופן כללי (למשל רגלי נחיתה על השלב התחתון של הפאלקון האחרון). כלי השיגור ממילא שלהם והם משנים את הדרישות ממנו במהירות, אז הם מרגישים שהם יכולים להרשות לעצמם.
    - אני מנחש שאולי אפשר לבצע גם נחיתת מצנחים גם ביבשה, אם צריך, לא? כמו תאונת-דרכים קלה? (אבל טוטאל-לוס לרכב, כנראה.)

    השבמחק
    תשובות
    1. תודה עדי, להלן כמה תשובות -
      - נחיתה לא יבטלו, אבל יוכלו לבצע בדיקת מנועים בשלב מוקדם במסלול, ולהחליט על נחיתה באמצעות מצנחים.
      - הסנפירים - לא לגמרי ברור. במצב של הימלטות יזרקו את תא המטען אז לא יהיה להם תפקיד.
      - הלוחות הסולאריים - כפי שכתבתי, אני מניח שפשוט אפשר להסתדר בלעדיהם במחיר של טיסה קצרה בלבד.
      - אני מנחש שמחשש לחיי הצוות אין כוונה לנחות ביבשה בנחיתת מצנחים אלא רק בים.

      מחק