אירופה מציגה חלופה לסטארשיפ של SpaceX

התמונה הגדולה

המרוץ סביב הדור הבא של משגרי-העל כבר אינו עוסק רק בשאלה אם סטארשיפ של SpaceX יעבוד, אלא גם בשאלה איך שחקנים אחרים יגיבו אם אכן יצליח. מחקר מקיף של מרכז החלל הגרמני DLR, שפורסם ב-CEAS Space Journal, משרטט תמונה כפולה: מצד אחד הוא מחזק את ההערכה שסטארשיפ הוא כלי שיגור מהפכני באמת; מצד שני הוא מציג מסלול אירופי שונה, מתון יותר, לפיתוח יכולת שיגור כבדה ועצמאית.

מאז טיסות הניסוי הראשונות של סטארשיפ, ובייחוד אחרי ההדגמה שבה הבוסטר Super Heavy נתפס באוויר בזרועות מגדל השיגור, התעשייה כולה מבינה שהמודל של שיגור כבד רב-פעמי עבר משלב החזון לשלב ההיתכנות. עבור אירופה, שתלויה זה שנים בתמהיל מוגבל יותר של יכולות שיגור, המשמעות היא צורך לגבש תשובה טכנולוגית ואסטרטגית משלה.

הטענה המרכזית

ליבת המחקר היא שלא בטוח שיש רק דרך אחת להגיע לשיגורים זולים וכבדים. סטארשיפ של SpaceX מכוון למודל אגרסיבי של שימוש חוזר מלא, עם מטען עצום וקצב הפעלה גבוה. מולו, החוקרים מציגים את RLV C5 כחלופה המבוססת על שימוש חוזר חלקי: בוסטר מכונף שניתן להשיבו, לצד שלב עליון חד-פעמי.

לפי המחברים, הבחירה הזאת אינה רק פשרה אלא תפיסה הנדסית אחרת. במקום לסחוב את כל המערכות הדרושות לנחיתה אנכית חוזרת, מיגון תרמי כבד ומלאי דלק שמיועד לחזרה, הרעיון האירופי מנסה לנצל טוב יותר את מסת המשגר לטובת המטען עצמו. במילים אחרות, סטארשיפ שואף למקסימום יכולת; RLV C5 שואף למקסימום יעילות.

הנתונים והעדויות

צוות החוקרים ב-DLR, בהובלת מוריץ הרברהולד, לא הסתפק בנתונים ש-SpaceX פרסמה. במקום זאת הוא בנה מודל עצמאי על סמך ניתוח שנייה-אחר-שנייה של טלמטריה מתוך סרטונים פומביים מארבע טיסות הניסוי המשולבות הראשונות. לפי הממצאים, הגרסה הרב-פעמית המלאה של סטארשיפ במתכונתה הנוכחית עשויה לשאת כ-59 טונות למסלול לווייני נמוך. להערכתם, הדור הבא — עם מכלי דלק גדולים יותר ומנועי Raptor 3 חזקים יותר — עשוי להגיע לכ-115 טונות בתצורה רב-פעמית, ועד כ-188 טונות בתצורה חד-פעמית.

המספרים האלה מציבים את סטארשיפ ברף עליון מאוד של תעשיית החלל. בתצורה הלא-רב-פעמית, לפי המודל של החוקרים, הוא אף עשוי לעבור את יכולת הנשיאה של סטורן 5 ההיסטורי של נאס"א. מנגד, המחקר מבהיר שליכולת הזאת יש מחיר: מסת ההמראה של סטארשיפ גבוהה פי יותר משלושה מזו של RLV C5 המוצע, בין השאר בגלל דרישות השימוש החוזר המלא.

כאן נכנס ההבדל העיקרי בין שתי הגישות. לפי המחקר, רק כ-40% מהמסה שסטארשיפ מכניס למסלול היא מטען שימושי. ב-RLV C5 היחס עשוי להגיע לכ-74%. המשגר האירופי, לפי התכנון, יתבסס על מימן וחמצן נוזליים במקום מתאן וחמצן, וישתמש בבוסטר מכונף שמבצע גלישה אטמוספרית ולא נחיתה אנכית. לאחר החזרה לאטמוספרה, הבוסטר אמור להיתפס באוויר על ידי מטוס תת-קולי גדול — רעיון שנשמע עתידני, אך לדברי החוקרים חוסך את הצורך לשמור דלק יקר לשלב הנחיתה.

ניואנסים ומגבלות

לצד ההתלהבות, המחקר עצמו מבחין היטב בין מערכת קיימת לבין קונספט. סטארשיפ, עם כל הכשלים והעיכובים, כבר טס בניסויים. RLV C5 עדיין נמצא על הנייר בלבד. המעבר מתרשים הנדסי למשגר מבצעי ידרוש שנים של פיתוח, מימון ובחינה של טכנולוגיות שטרם הודגמו במלואן.

גם לגבי סטארשיפ, החוקרים אינם מתעלמים מהבעיות. הם מזכירים כי בטיסת הניסוי המשולבת הרביעית נרשם נזק משמעותי למערכת ההגנה התרמית, עד כדי צורך בשינויים מהותיים בתכנון. המשמעות היא שהיעד הכלכלי המרכזי של המיזם — שימוש חוזר מהיר, אמין ומלא — עדיין לא הוכח בפועל. לכן, אף שהמודל מצביע על פוטנציאל עצום, חלק מההבטחה תלוי בפתרון אתגרים הנדסיים שנותרו פתוחים.

בנוסף, החוקרים מדגישים שאין כאן בהכרח עימות ישיר. לדבריהם, סטארשיפ מתאים במיוחד למשימות ענק כמו תשתיות ירח, משימות למאדים וקבוצות לוויינים גדולות מאוד. RLV C5, לעומת זאת, מיועד יותר לבניית עצמאות אירופית בשיגור כבד בלי להיכנס מיד לפרויקט יקר ומורכב של רב-פעמיות מלאה.

הזווית של פוז

הנקודה המרכזית כאן היא שהדיון סביב סטארשיפ עבר משאלת היתכנות לשאלת האסטרטגיה של המתחרים. המשמעות האפשרית היא שאירופה אינה מנסה להעתיק את SpaceX אחד לאחד, אלא לבנות תשובה שמתאימה למגבלות התקציב, התעשייה והזמן שלה. אחת הקריאות האפשריות היא שבעשור הקרוב נראה לא מודל יחיד של שיגור-על, אלא כמה מודלים מקבילים — כל אחד עם יתרון שונה.