مشکل هلیومی بوئینگ استارلاینر به معجزه موشکی چین تبدیل می‌شود!

محققان چینی گزارش داده‌اند که به یک پیشرفت در پیشرانه موشک و راکت دست یافته‌اند که از نقص‌های فضاپیمای استارلاینر بوئینگ الهام گرفته شده است. آنها دریافتند که هلیوم می‌تواند راندمان و نیروی رانش را افزایش دهد و در عین حال دمای خروجی را کاهش دهد.

این کشف ظاهراً از مشکلاتی که استارلاینر با آن مواجه بوده، الهام گرفته شده است، مشکلاتی که دو فضانورد ناسا را از ژوئن 2024 در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) سرگردان کرده است.

این مشکل، نشت هلیوم از فضاپیما است. در زمان نگارش این مقاله، برنامه‌هایی برای بازگرداندن فضانوردان در سه ماهه اول سال 2025 در حال انجام است.

هلیوم معمولاً برای کمک به تحت فشار قرار دادن سیستم‌های سوخت استفاده می‌شود، اما این نشت‌ها عملاً فضاپیما را فلج کرده است. با تکیه بر این موضوع، تیمی از دانشمندان چینی در دانشگاه مهندسی هاربین راهی برای تزریق هلیوم به موتورهای موشک سوخت جامد پیدا کردند که منجر به بهبود قابلیت‌های رانش و پنهان‌کاری می‌شود.

آنها دریافتند که این تکنیک به طور موثری نیروی رانش موشک‌های سوخت جامد را در صورت نیاز سه برابر می‌کند. این تیم همچنین کشف کرد که افزودن هلیوم به‌طور چشمگیری دمای خروجی موشک را کاهش می‌دهد.

مشکل ناسا، راه حل چین!

این می‌تواند، در تئوری، به کاهش شانس شناسایی چنین موشک‌هایی توسط حسگرهای مادون قرمز کمک کند. به گفته محققان، از آنجایی‌که هلیوم یک گاز فوق سبک است (با چگالی 0.166 کیلوگرم بر متر مکعب یا 4 گرم بر مول)، می‌تواند به سرعت هنگام تزریق به محفظه احتراق موشک منبسط شود.

اگر این تزریق دقیقاً کنترل شود (حدود 1 قسمت هلیوم به 4 قسمت گازهای احتراق) از طریق منافذ ریز 2 میلی‌متری، نتایج چشمگیری حاصل می‌شود. این تیم دریافت که با انجام این کار، راندمان ضربه ویژه موشک 5.77 درصد افزایش یافته است.

علاوه بر این، آنها دریافتند که موتور موشک در صورت نیاز 300 درصد نیروی رانش بیشتری دریافت می‌کند. آنها همچنین پی بردند که دمای خروجی 2420.6 درجه فارنهایت (1327 درجه سانتیگراد) کاهش یافته است که باعث می‌شود تشخیص ستون گازهای خروجی توسط حسگرهای حرارتی بسیار چالش‌برانگیزتر شود.

علاوه بر این، تیم گزارش می‌دهد که پرواز نیز پایدارتر خواهد شد چراکه ماهیت بی‌اثر هلیوم برخلاف جایگزین‌های فرار مانند هیدروژن از ناپایداری احتراق جلوگیری می‌کند.

تیم تحقیقاتی به رهبری یانگ ژنان، محقق هوافضا، یافته‌های جالب خود را در مجله Acta Aeronautica et Astronautica Sinica در این ماه منتشر کردند. این طرح مفهومی با استفاده از شبیه‌سازی کامپیوتری آزمایش شد.

این موضوع مهم است زیرا سیستم‌های دفاع موشکی مدرن، مانند ماهواره‌های استارشیلد اسپیس‌ایکس و رهگیر SM-3 Block IIA، به تشخیص ستون‌های داغ موشک متکی هستند. هلیوم می‌تواند وسیله‌ای برای دور زدن چنین سیستم‌هایی باشد و قابلیت بقای موشک را بهبود بخشد.

کاربردهای بالقوه موشک‌های هلیومی

توانایی تنظیم نیروی رانش در لحظه از 100 درصد به 313 درصد می‌تواند به موشک‌ها اجازه دهد سرعت خود را به‌طور غیرقابل پیش‌بینی تغییر دهند و رهگیری آنها را دشوارتر کند. این روش همچنین می‌تواند برای سیستم‌های پرتاب فضایی سوخت جامد استفاده شود و امکان استقرار سریع و مقرون به صرفه ماهواره‌ها را فراهم کند.

اگر گزارش‌ها در مورد این پیشرفت دقیق باشد، این می‌تواند به‌طور قابل توجهی قابلیت‌های موشکی چین را، به ویژه در جنگ‌های مافوق صوت، افزایش دهد. با این حال، مزایای بالقوه مهمی نیز در خارج از فناوری نظامی وجود دارد.

به عنوان مثال، این فناوری پتانسیل کاربردهای غیرنظامی در سفرهای فضایی را نیز دارد و باعث می‌شود موشک‌ها کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر باشند. به گفته محققان، این فناوری همچنین می‌تواند در موشک‌های سوخت جامد با واکنش سریع برای پرتاب ماهواره‌ها با هزینه کمتر استفاده شود، قابلیتی که ارتش به شدت به آن نیاز دارد.

زمان و ماهیت این پیشرفت می‌تواند رقابت نظامی بین ایالات متحده و چین، به ویژه در دفاع موشکی و فناوری مافوق صوت، را تشدید کند.

منبع: Interestingengineering