به گزارش محققان چینی، پیشرفتی در پیشرانه موشک و راکت با الهام از نقص‌های فضاپیمای استارلاینر بوئینگ حاصل شده است.
آن‌ها دریافتند که هلیوم می‌تواند کارایی و رانش را افزایش دهد و در عین حال دمای خروجی را کاهش دهد.
ادعا می‌شود این کشف با الهام از مشکلات استارلاینر بوده است که از ژوئن 2024 دو فضانورد ناسا را 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 موشکی سوخت جامد پیدا کردند و قابلیت‌های رانش و پنهان‌کاری را بهبود بخشیدند.
آن‌ها دریافتند که این تکنیک به طور موثری رانش موشک‌های سوخت جامد را بر اساس تقاضا سه برابر می‌کند. این تیم همچنین کشف کرد که افزودن هلیوم به طور چشمگیری دمای خروجی موشک را کاهش می‌دهد.
مشکل ناسا، راه حل چین است
از نظر تئوری، این می‌تواند به کاهش شانس شناسایی چنین موشک‌هایی توسط حسگرهای مادون قرمز کمک کند. به گفته محققان، از آنجایی که 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 به طور دقیق کنترل شود (حدود 1 قسمت به 4 هلیوم به گازهای احتراق) از طریق منافذ ریز 2 میلی‌متری، نتایج چشمگیری حاصل می‌شود. این تیم دریافت که با انجام این کار، بازده ضربه ویژه موشک 5.77 درصد افزایش یافته است.
علاوه بر این، آن‌ها دریافتند که موتور موشک 300٪ رانش بیشتری بر اساس تقاضا دریافت کرده است. آن‌ها همچنین دریافتند که دمای خروجی 2420.6 درجه فارنهایت (1327 درجه سانتیگراد) کاهش یافته است، و شناسایی ستون را برای حسگرهای حرارتی بسیار دشوارتر می‌کند.
علاوه بر این، این تیم گزارش می‌دهد که پرواز هموار باقی خواهد ماند. بر خلاف جایگزین‌های فرار مانند هیدروژن، ماهیت بی‌اثر هلیوم از بی‌ثباتی احتراق جلوگیری می‌کند.
تیم تحقیقاتی به رهبری یانگ زنن، محقق هوافضا، یافته‌های جالب خود را در مجله Acta Aeronautica et Astronautica Sinica در این ماه منتشر کرد. این مفهوم با استفاده از شبیه‌سازی کامپیوتری آزمایش شد.
این مهم است زیرا سیستم‌های دفاع موشکی مدرن، مانند ماهواره‌های Starshield اسپیس ایکس و رهگیر SM-3 Block IIA، به شناسایی ستون‌های موشکی داغ متکی هستند. هلیوم می‌تواند وسیله‌ای برای دور زدن چنین سیستم‌هایی فراهم کند و بقای موشک را بهبود بخشد.
کاربردهای بالقوه موشک‌های هلیومی
توانایی تنظیم رانش در زمان واقعی از 100٪ به 313٪ می‌تواند به موشک‌ها اجازه دهد سرعت خود را به طور غیرقابل پیش‌بینی تغییر دهند و رهگیری آن‌ها را دشوارتر کند. این روش همچنین می‌تواند برای سیستم‌های پرتاب فضایی سوخت جامد اعمال شود و امکان استقرار سریع و مقرون به صرفه ماهواره‌ها را فراهم کند.
اگر گزارش‌ها در مورد این پیشرفت دقیق باشند، این می‌تواند به طور قابل توجهی قابلیت‌های موشکی چین، به ویژه در جنگ‌های مافوق صوت را پیش ببرد. با این حال، مزایای بالقوه حیاتی خارج از فناوری نظامی نیز وجود دارد.
به عنوان مثال، این فناوری همچنین دارای کاربردهای غیرنظامی بالقوه در سفرهای فضایی است و موشک‌ها را کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر می‌کند. به گفته محققان، این فناوری همچنین می‌تواند در موشک‌های سوخت جامد با واکنش سریع برای پرتاب ماهواره‌ها با هزینه کمتر مورد استفاده قرار گیرد، قابلیتی که ارتش به شدت به آن نیاز دارد.
زمان‌بندی و ماهیت این پیشرفت می‌تواند رقابت نظامی بین ایالات متحده و چین، به ویژه در دفاع موشکی و فناوری مافوق صوت را تشدید کند.