Hệ thống phóng vệ tinh chạy điện của SpinLaunch, tương lai của bệ phóng tên lửa vào quỹ đạo?

Frozen Cat
22/1/2024 12:36Phản hồi: 52
Hệ thống phóng vệ tinh chạy điện của SpinLaunch, tương lai của bệ phóng tên lửa vào quỹ đạo?
Hiện nay cách duy nhất để người ta đưa một tải trọng như vệ tinh vào quỹ đạo là dùng tên lửa, và các phản ứng hóa học trên những tên lửa này cần phải được kiểm soát ngay cả trên quỹ đạo. Nhưng một công ty công nghệ vũ trụ tư nhân là SpinLaunch, mới thành lập năm 2014, có cách làm rất khác là dùng năng lượng điện với mục tiêu chính là giảm chi phí phóng vệ tinh.

Thực ra đây không phải ý tưởng độc nhất vì SpaceX, thành lập năm 2002, đã thực hiện từ trước với công nghệ tên lửa có thể tái sử dụng. Họ còn có mục tiêu thuộc địa hóa sao Hỏa. Nhưng cách làm của SpinLaunch vẫn khác với SpaceX bởi họ sử dụng điện.

Trên sa mạc New Mexico hiện có một buồng chân không bằng thép hình tròn nặng 1000 tấn cùng với một thiết bị trông như ống phóng ngư lôi gắn kế bên. Nó cao hơn cả tượng Nữ thần Tự do và chỉ mới là hệ thống phóng dưới quỹ đạo. Còn cơ sở phóng lên hẳn quỹ đạo dự kiến sẽ lớn gấp 3 lần.
he-thong-phong-ve-tinh-spin-launch-giua-sa-mac.jpg

Khá lâu trước đây vào thập niên 1960 đã từng có Dự án HARP – một chương trình hợp tác giữa Mỹ và Canada. HARP bao gồm một khẩu súng lớn đặt gần bờ biển tại Barbados. Nó nặng 200 tấn, đường kính nòng 41 cm, dài gần 48 mét và có thể phóng một tải trọng nặng 84 kg đi xa 180 km lên bầu trời. Dự án này một là cách khám phá xem làm thế nào để đưa một tải trọng vào quỹ đạo được dễ dàng, rẻ và đáng tin cậy.
khau-sung-cua-du-an-harp.jpg

Cơ chế của nó rất đơn giản. Đầu tiên, không khí được hút ra khỏi nòng trước khi phóng, làm giảm lực cản và tăng tốc độ phóng. Tiếp đến, các quả đạn được gắn sẵn các tên lửa nhỏ, chỉ khai hỏa sau khi chúng chạm tới tầng khí quyển bên trên. Dù Dự án HARP đã đóng cửa sau vài năm nhưng nó đã truyền cảm hứng cho SpinLaunch.

Giống như HARP, SpinLaunch dùng thiết bị chuyên dụng để tăng tốc tải trọng lên mức cực lớn khi vẫn còn ở mực nước biển, bằng cách dùng máy ly tâm tiên tiến hoạt động trong điều kiện chân không. Một dây buộc bằng sợi carbon giữ chặt khối tải trọng và cho nó quay bằng động cơ điện, đến khi đạt tới tốc độ siêu thanh (khoảng 27,358 km/giờ) thì đưa trọng tải vào ống phóng.

Một cặp cửa sẽ mở ra đóng lại liên tiếp để đẩy tải trọng qua ống, nhằm duy trì môi trường chân không trong buồng quay. Khi không khí tràn vào, tải trọng sẽ bất ngờ chịu lực cản không khí lớn. Vận tốc và khối lượng lớn của tải trọng sẽ đủ để phóng nó từ mực nước biển đến tầng khí quyển bên trên.
cach-hoat-dong-cua-he-thong-phong-spinlaunch.jpg
Tải trọng này gần như là một lớp vỏ đạn đạo. Khi đạt đến độ cao đủ lớn, vỏ này tách ra và rơi xuống Trái đất để thu hồi và tái sử dụng. Bên trong vỏ có tên lửa dùng nhiên liệu đẩy và một số vệ tinh, một khi đã ở tầng khí quyển bên trên thì tên lửa này đủ sức để đưa vệ tinh vào quỹ đạo Trái đất.

Buồng phóng độc đáo và phức tạp này là cách làm rất tiết kiệm để đưa vệ tinh vào quỹ đạo. Chưa kể là nó còn tiết kiệm cả nhiên liệu tên lửa nhờ hệ thống này chạy bằng điện, loại nhiên liệu này rất đắt và cần nhiệt độ cực lạnh khi sử dụng. Thậm chí, trọng lượng lại càng tăng thêm khi phải nâng khối nhiên liệu này lên khỏi mặt đất bằng cách đốt nhiều nhiên liệu hơn.

Có một cái phanh tái tạo giúp dây buộc carbon chạy bằng điện phục hồi năng lượng sau khi phóng vệ tinh. Công ty dự trù đạt năng lực 5-10 lần phóng/ngày với giá 250,000 USD/lần nhờ có nhiều bệ phóng kiểu này. Giá này rất rẻ so với chi phí phóng tàu con thoi lên quỹ đạo thấp của Trái đất vốn lên đến 54,500 USD/kg và Falcon 9 cũng có giá 2,720 USD/kg. Trong khi ở đây chỉ có 1,250 USD/kg (250 ngàn USD và phóng được 200 kg). Nó vẫn có nhược điểm là vì lực phóng quá lớn nên chưa thể dùng để đưa con người vào quỹ đạo.

Theo Slashgear.
52 bình luận
Chia sẻ

Xu hướng

Gia tốc lớn nhất là mấy G nhỉ? Kiểu này thì các vệ tinh cũng phải đáp ứng được gia tốc lớn
@huybo02 Mình thấy Spinlaunch ký hợp đồng với Nasa Airbus Cornell University. Đã thực hiện các bài test đưa vệ tinh cỡ nhỏ lên "cận quỹ đạo" rồi mà?
Có thể sau này cty này phá sản vì phương thức không phù hợp hoặc không hợp thời. Chứ chưa thấy nó lừa đảo lắm. Vốn dĩ nó khả thi về mặt vật lý.
huybo02
TÍCH CỰC
18 ngày
@dktran01 Theo mình thấy thì cao nhất là 30.000 feet = 10km thôi, sơ tốc khoảng tốc độ âm thanh. Muốn lên "cận quỹ đạo" 100km thì sơ tốc phải đạt 1000m/s chưa tính lực cản không khí. 1000m/s là Mach 3, khi nó thoát ra sẽ tạo vụ nổ siêu âm tạo ra sức cản lớn.
@huybo02 Đầu tiên là nó ĐÃ THỰC HIỆN test rồi, và cụ thể là cho nasa airbus. Vì vậy đừng đặt giả thuyết được hay không cho vụ cận quỹ đạo.
Riêng cái mach 3 tạo vụ nổ âm thanh gây ra sức cản rất lớn thì là lớn bao nhiêu. Vì sức cản tỉ lệ với vận tốc và không tiến đến vô cực ( tức hữu hạn).
Ví dụ tên lửa falcon 9 đạt sức cản (maxQ) lớn nhất ở 13km lúc vận tốc đạt trên 1 Mach. Trong khi đó Falcon 9 rất to.
Đồng ý ở khoản vận tốc đầu lớn nhât và ở dưới mặt đất có mật độ không khí lớn nhất thì sức cản lớn nhất tại đầu nòng. Nhưng lớn nhất là bao nhiêu? Vẫn có giới hạn đúng chứ. Đặt biện Spinlaunch phóng vệ tinh rất nhỏ.
@Dinh Quang Hinh nếu bác nói bị chịu lực ly tâm thì ok mình hiểu. Nhưng bảo V ko đổi mà lại sinh lực G cao thì hơi vô lý vì lực G sinh ra khi có biến thiên vận tốc
Hun cái nè
làm ba thứ này làm chi
sao mà ra được tiền ta
năm nay quê mình lại phân
đất đai trong dân tự nhiên đc x2 giá
Guadiola
TÍCH CỰC
18 ngày
@tientran517 Tập nái chắc luôn
IMG-20231111-181422.jpg
datntz
ĐẠI BÀNG
18 ngày
@tientran517 bác bị chập à
@Guadiola né lẹ nào ae
Quay mạnh vầy thì vệ tinh bên trong chắc rụng rời hết 😆
@grozar Ngoài sức chịu đựng của tải trọng (payload) thì cỗ máy cũng tan tành khi mất cân bằng (do nhả tải trọng, giống quạt đang quay lại gãy 1 cánh ra ấy)
@T.NC Thế nên nó mới dùng giây để quay
Quay với tốc độ lớn thì thiết bị được phóng lên có bị rung lắc không ta
Đưa người vào nó quay hồi ra còn cái lịt
hệ thống phóng này chỉ đáp ứng tải trọng nhỏ thôi
Vẫn chưa hiểu nguyên lý lắm, vì suy cho cùng thì cũng như dùng đại bác bắn viên đạn.
Vấn đề là sức cản không khí, quay càng nhanh, tốc càng cao thì sức cản càng lớn, nên ko hiểu sao nó lên được quỹ đạo.
@Moon_Chevalier Sao mà là vận tốc về 0 được bạn ơi. Vận tốc sinh ra lực ly tâm cân bằng với lực hấp dẫn chứ.
Dell_8410
ĐẠI BÀNG
17 ngày
@dktran01 Bạn nói cũng ko sai, nếu bắn 1 vật với V đủ nhanh ở gần mặt đất, có khả năng nó ma sát với khí quyển và cháy luôn, vì máy bay bay ở vận tốc siêu âm cũng đã nóng lắm rồi.
Tất nhiên sức cản không phải vô cùng vô tận theo vận tốc, nhưng mà tôi nghĩ nó đủ sức làm giảm V đột ngột để ko đủ để bay ra quỹ đạo.
@dktran01 ý mình là vận tốc có vector vuông góc với mặt đất để thoát trọng lực bạn ơi.?
@Moon_Chevalier bạn dừng từ "vận tốc" về không thì nó hơi lấn cấn thật đó. Đồng ý mình biết bạn đang mô tả vận tốc vuông gốc. Nó không thay đổi bán kính tức nó ko di chuyển theo hướng vuông gốc (V=0).
Nhưng khi phóng Rocket người ta đâu có cài đặt vận tốc "về không". Bạn có thể xem spacex phóng mỗi lần ấy.
Lúc đầu phóng là phương đứng, rồi dần chuyển sang phương ngang (tên lửa luôn nghiên chéo góc), từ từ chuyển thành vận tốc phương ngang để đạt vận tốc vũ trụ cấp 1..
Còn với Spinlaunch họ cũng phóng chéo góc, để thành phần V(x) đưa vật lên độ cao không khí loãng, trong khi thành phần V(y) giúp vật đạt vận tốc vụ trũ cấp 1.
Hôm trước có xem video người ta nói về cái này. Rất nhiều thứ phải làm. Họ còn phải tính toán cái tay quay. Cửa chập 2 lớp thì phải để phóng quả tên lửa đi khi đạt vận tốc. Hình như vẫn chưa thử nghiệm thành công.
limann
TÍCH CỰC
19 ngày
Hơi chóng mặt à nha 😆
@limann Vận tốc bên trong buồng phóng rất lớn, nếu chở người sẽ không thể chịu nổi 😁.
@Frozen Cat Cái đáng sợ là gia tốc chứ không phải vận tốc nha anh bạn ơi. Trong một hệ kín thì bạn không thể cảm nhận được vận tốc.
limann
TÍCH CỰC
18 ngày
@dktran01 Tưởng tượng như máy giặt khi quay vắt - con người sẽ đc ép mỏng hơn bánh tráng 😆
@limann Cái đó bạn đang chịu một gia tốc ly tâm, mà không có lực bù trừ (như trọng lực hút vào), nên phản lực nó ép bạn ngược lại.
ngon bổ rẻ an toàn thì đắt khách ngay
theo quan điểm của tôi, cái start-up này mới úp bô. một cách đơn giản là khi li tâm ở cái gia tốc lơn, một câu hỏi đặt ra là các thiết bị điện tử, linh kiện của vệ tinh chắc chắn sẽ hỏng.
@dO MINH PHUONG Bài test nó ký hợp đồng với nasa airbus vệ tinh được thiết kế với gia tốc 10G.
Trong khi Saturn V là 4G (nếu ko nhầm) còn các bài test với người tận 45G, có cái đến 100G (thông tin trên mạng).
Có thể dự án này sẽ không phù hợp với mấy vệ sinh siêu cầu kỳ mỏng manh, nhưng mấy cái vêi tính chỉ chứa camera và cảm biến kiểu vệ tinh mini 10x10 thì quá phù hợp.

Xu hướng

Bài mới









  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2024 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02822460095
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019