Sau hai thông cáo báo chí từ Cục Hàng không Liên bang (FAA) và SpaceX, người đứng đầu SpaceX, Elon Musk, đã chia sẻ danh sách đầy đủ gồm 63 thay đổi mà công ty cần hoàn thành trong các chuyến bay thử nghiệm Starship. Vào tháng 4 năm nay, tên lửa đẩy Starship Super Heavy của SpaceX đã bay lên bầu trời cùng với tàu vũ trụ giai đoạn cuối ở trên. Sáu tháng sau chuyến bay thử nghiệm, SpaceX dường như đang chuẩn bị cho một lần thử nghiệm quỹ đạo khác.
33 động cơ của máy tăng tốc siêu nặng đã được nhìn thấy rõ ràng trước khi ra mắt thử nghiệm vào tháng trước. Ảnh: Tập đoàn Công nghệ Khám phá Không gian SpaceX
Lần đầu tiên đưa "Starship" vào quỹ đạo là rất khó khăn vì SpaceX mới chỉ thực hiện một chuyến bay thử nghiệm tên lửa đẩy "Siêu nặng", thành phần phức tạp nhất của hệ thống tên lửa "Starship". Do mối quan hệ chặt chẽ của SpaceX với NASA, giai đoạn đầu của chương trình thử nghiệm Starship tập trung vào việc lái tàu vũ trụ giai đoạn hai. NASA đã trao cho SpaceX một hợp đồng trị giá hàng tỷ USD để đưa phi hành gia lên mặt trăng, một cơ hội chưa từng có đối với bất kỳ công ty nào trên thế giới.
Cần có bộ tăng áp siêu nặng để cung cấp nhiên liệu cho kho nhiên liệu đẩy trên quỹ đạo, điều này rất quan trọng đối với cấu trúc của Starship. Ngân hàng nhiên liệu đẩy sẽ cung cấp nhiên liệu cho các tàu vũ trụ trong tương lai thực hiện các sứ mệnh lên mặt trăng hoặc sao Hỏa. May mắn thay, SpaceX đã hoàn thành 57 trong số 63 hạng mục mà FAA yêu cầu và sẵn sàng cho chuyến bay tiếp theo. Theo Musk, 6 dự án không nằm trong chuyến bay thử nghiệm thứ hai, nhưng FAA dường như quyết tâm đảm bảo rằng tên lửa lớn nhất thế giới đang được phát triển an toàn cho môi trường và con người sau chuyến bay thử nghiệm trước đó đã gây ra tác động rất lớn tại bãi phóng khiến nhiều người choáng váng.
Một lý do quan trọng khiến tên lửa mang đến nhiều chướng ngại vật cho SpaceX là động cơ tên lửa Raptor. Không giống như động cơ Merlin của tên lửa Falcon 9, là thiết kế máy tạo khí, chu trình mở, động cơ Raptor của tên lửa Falcon 9 là động cơ tên lửa chạy bằng nhiên liệu metan và đốt cháy toàn phần. Điều này làm cho nó mạnh hơn nhiều so với động cơ Merlin và hiệu suất của nó cũng được cải thiện vì tất cả khí chảy qua nó đều được chuyển hướng vào buồng đốt.
Cái giá phải trả cho hiệu suất cao này là động cơ phức tạp hơn và dễ bị rò rỉ hơn. Đánh giá từ những chi tiết mới nhất được Musk chia sẻ, trong số 63 dự án chỉnh sửa mà SpaceX cần sửa chữa sau chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của Starship, những dự án liên quan đến rò rỉ là những dự án duy nhất còn sót lại.
Một số động cơ đầu tiên được SpaceX chế tạo trong những ngày đầu của chương trình Falcon sử dụng áp suất buồng xâm lấn vì những động cơ như vậy dễ thiết kế và chế tạo hơn. Tuy nhiên, công ty đã thay đổi thiết kế này do nhu cầu làm cho động cơ có thể tái sử dụng nhiều hơn vì những buồng đốt này cuối cùng phải được thay thế sau khi sử dụng. Giờ đây, buồng đốt được làm mát bằng nhiên liệu đẩy siêu lạnh chảy quanh hệ thống và Raptor chuyển hướng các khí này trở lại bên trong buồng đốt để cải thiện hiệu suất động cơ.
Một lợi ích chính khác của hệ thống Raptor là các tùy chọn nhiên liệu. "Merlin" sử dụng dầu hỏa làm nhiên liệu tạo ra bồ hóng, trong khi Merlin sử dụng khí mê-tan, đốt sạch và cải thiện khả năng bảo dưỡng động cơ.
Trong danh sách được Musk chia sẻ, sáu mục vẫn chưa được kiểm tra, năm mục trong số đó liên quan trực tiếp đến động cơ hoặc các bộ phận của nó. Sáu hạng mục bao gồm thiết kế vòng đệm đánh lửa, van và vòng đệm oxy, ống góp khí nóng và hệ thống điện tử hàng không. Ống dẫn khí là một trong những vấn đề đầu tiên Musk nói đến sau chuyến bay thử nghiệm vào tháng 4.
Musk giải thích: "Các động cơ trên tên lửa cuối cùng hơi lộn xộn một chút và những động cơ đó phải mất một năm để chế tạo và thử nghiệm... Vì vậy, chúng tôi có cái gọi là ống dẫn khí nóng. Nó cung cấp khí giàu nhiên liệu từ đầu nguồn cấp nhiên liệu đến khu vực phía trên buồng khí chính, sau đó trộn nó với khí giàu oxy và đi vào đường ống chính. Buồng khí để đốt cháy. Chúng tôi đã thực hiện một loạt cải tiến đối với ống góp khí nóng, có thể nói là trung tâm của động cơ. Đây cũng là nơi chính dẫn đến rò rỉ khí nóng, tức là khí nóng giàu khí metan rò rỉ qua lỗ bu lông của ống góp khí. Do đó, nhiệt độ của nó sẽ rất cao và nếu nhiệt độ cao sẽ xuất hiện khe hở. bu lông được mô-men xoắn để giảm thiểu khả năng rò rỉ nhiên liệu khí nóng ở áp suất cao "
Có rất nhiều thay đổi so với chuyến bay Starship gần đây nhất, hơn một nghìn thay đổi. Vì vậy, tôi nghĩ xác suất thành công cho chuyến bay tiếp theo mà bạn biết, xác suất vào quỹ đạo cao hơn nhiều so với lần trước, có thể là 60% tùy thuộc vào mức độ chúng tôi thực hiện việc tách giai đoạn tốt như thế nào. "
là một trong những thành phần chính được SpaceX nâng cấp trên Merlin 1D so với các phiên bản trước vì chúng dễ bị rò rỉ, loại lớn nhất so với bất kỳ tên lửa nào. Một rủi ro, đặc biệt là đối với tên lửa sử dụng nhiều động cơ,
Nâng cấp động cơ Raptor cho chuyến bay Starship tiếp theo bao gồm việc bổ sung thêm cảm biến khí metan trong khoang động cơ, thiết kế các bộ phận để "bắt" mọi rò rỉ có thể xảy ra, bổ sung thêm cảm biến nhiệt độ bơm và cải tiến hệ thống gimbal. Tất nhiên, toàn bộ cụm gimbal sẽ cần được thêm vào 63 chi tiết đơn hàng. Ví dụ: đối với một số nâng cấp có thể là một phần của các chuyến bay trong tương lai, SpaceX sẽ phải thay thế các ống góp, mặt bích và van. Những nâng cấp này đã được hoàn thành và công ty cũng đã bổ sung hơn 90 camera để theo dõi các rò rỉ ở độ cao gần 400 feet.
Điều đáng chú ý là việc quản lý những rò rỉ này và bất kỳ vụ cháy nào xảy ra là một tính năng chính trong báo cáo giảm nhẹ chuyến bay thử nghiệm vào tháng 4 của Starship. SpaceX đã thiết kế lại hệ thống chữa cháy cho chuyến bay tiếp theo và làm cho nó cháy mạnh hơn 15 lần ở vỏ động cơ là tiêu chuẩn trong chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của Starship, giai đoạn trên.