משתמש:ע. סופר/משגר רב פעמי
משגר רב-פעמי (באנגלית: Reusable Launch Vehicle, בראשי תיבות: RLV) הוא משגר לוויינים וחלליות המתוכנן כך שחלק ממרכיביו, או כולם, ניתנים להחזרה לכדור הארץ ולשימוש חוזר במשימות עתידיות.[1] בניגוד למשגר חד-פעמי (ELV), המושמד במהלך המשימה, מערכת רב-פעמית שואפת להוזיל את עלויות השיגור לחלל על ידי פריסת עלות הייצור של המשגר על פני מספר רב של שיגורים.[2]
.jpg)
נכון לעשור השלישי של המאה ה-21, קיימות מספר מערכות רב-פעמיות פעילות, המפורסמת שבהן היא הפאלקון 9 של חברת SpaceX, שהצליחה להוכיח כדאיות כלכלית וטכנולוגית בשימוש חוזר בשלב הראשון של המשגר.[3]
היסטוריה ופיתוח
הרעיון של שימוש חוזר במשגרי חלל עלה כבר בראשית עידן החלל, מתוך הבנה שעלות החומרים והייצור של טיל היא עצומה.
- מעבורת החלל (1981–2011): הניסיון המשמעותי הראשון של נאס"א. המעבורת הייתה רב-פעמית בחלקה (החללית עצמה ומאיצי הדלק המוצק), אך עלויות התחזוקה והבדיקות בין הטיסות היו כה גבוהות, עד שהיא לא הצליחה להשיג את יעד החיסכון הכלכלי המקורי.[4]
- שנות ה-90 ופרויקטים שבוטלו: פרויקטים כמו ה-VentureStar (היורש המתוכנן של המעבורת) וה-DC-X ניסו להציג טכנולוגיות חדשות של נחיתה אנכית, אך בוטלו עקב קשיים תקציביים וטכנולוגיים.[5]
- המהפכה המסחרית: כניסתן של חברות פרטיות לתחום החלל שינתה את התמונה. בשנת 2015, חברת בלו אוריג'ין הצליחה להנחית את המשגר התת-מסלולי ניו שפרד, וחודש לאחר מכן הצליחה SpaceX להנחית את השלב הראשון של הפאלקון 9 לאחר שיגור למסלול סביב כדור הארץ.[6]
שיטות להחזרת משגרים
קיימות שתי גישות עיקריות לתכנון רב-פעמיות:
נחיתה אנכית (VTVL)
בשיטה זו, המשגר משתמש במנועיו הרקטיים כדי להאט את מהירותו בדרכו חזרה לאטמוספירה ולבצע נחיתה רכה על רגלי נחיתה.
- יתרון: אין צורך במסלולי נחיתה ארוכים; ניתן לנחות על ספינות בלב ים.
- חיסכון: דורש "רזרבת דלק" משמעותית, מה שמפחית את יכולת הנשיאה של המטען.[7]
נחיתה אופקית (HTHL)
המשגר חוזר לאטמוספירה כדואון או כמטוס ונוחת על מסלול טיסה רגיל.
- דוגמאות: מעבורת החלל, הדרים צ'ייסר.
- חיסכון: דורש כנפיים ומערכת הגנה תרמית כבדה, מה שמוסיף משקל משמעותי למבנה.
החזרה באמצעות מצנחים
רכיבים (כמו מאיצים או מעטפת המטען) צונחים לים ונאספים על ידי ספינות. זוהי השיטה הפשוטה ביותר אך היא חושפת את הרכיבים לנזקי מי מלח.
היבטים כלכליים
הגורם המכריע בהצלחת משגר רב-פעמי הוא "עלות לכל קילוגרם למסלול". 1. עלות הייצור: פיתוח משגר רב-פעמי יקר יותר ממשגר חד-פעמי בגלל הצורך במערכות הנחיה, רגלי נחיתה והגנה תרמית. 2. תדירות השימוש: כדי שהשימוש החוזר יהיה כלכלי, המשגר צריך לטוס מספר מינימלי של פעמים.[8] 3. עלויות שיפוץ: ככל שהזמן בין נחיתה לשיגור חוזר קצר יותר והעבודה הנדרשת מועטה יותר, כך הרווח גבוה יותר.
מערכות בולטות
| משגר | יצרן | סוג רב-פעמיות | סטטוס |
|---|---|---|---|
| פאלקון 9 | SpaceX | שלב ראשון ומעטפת (Fairing) | פעיל מבצעית |
| סטארשיפ | SpaceX | רב-פעמיות מלאה (שני השלבים) | בניסויים |
| ניו שפרד | Blue Origin | תת-מסלולי (רב-פעמי מלא) | פעיל |
| ניו גלן | Blue Origin | שלב ראשון | בפיתוח |
| אלקטרון | Rocket Lab | שלב ראשון (באמצעות מצנחים) | פעיל חלקית |
אתגרים טכנולוגיים
- הגנה תרמית: בעת חזרה לאטמוספירה במהירות היפר-סונית, המשגר נחשף לטמפרטורות קיצוניות שעלולות להתיך את המבנה.
- עייפות החומר: המנועים והמבנה צריכים לעמוד ברעידות ובלחצים של שיגורים חוזרים ללא כשל.
- דיוק נחיתה: יכולת הניווט של טיל שחוזר מהחלל לנחיתה על פלטפורמה קטנה בים דורשת מערכות בקרה מתקדמות ביותר.
ראו גם
- משגר לוויינים וחלליות
- מעבורת חלל
- פלקון 9
- סטארשיפ
- ניו גלן
- מסע בין-כוכבי
- תיירות חלל
- הנדסת אווירונאוטיקה
קישורים חיצוניים
- דף הבית של מעבורות החלל באתר נאס"א (באנגלית)
הערות שוליים
- ↑ "Reusable Launch Vehicles (RLV)". NASA.
- ↑ Zimmerman, Robert (2015). "Reusable Rockets". Air & Space Magazine.
- ↑ "Reusability". SpaceX.
- ↑ Heppenheimer, T. A. (1999). The Space Shuttle Decision. NASA.
- ↑ "The X-33 History Project". NASA.
- ↑ Chang, Kenneth (2015-12-21). "SpaceX Successfully Lands Rocket after Launch of Satellites". The New York Times.
- ↑ Sowers, George (2018). "Economic Analysis of Reusable Launch Systems". Journal of Spacecraft and Rockets.
- ↑ "Understanding the Economics of Reusability". CSIS.
[[קטגוריה:משגרי לוויינים וחלליות]] [[קטגוריה:מנועים רקטיים]] [[קטגוריה:מדעי החלל]]
