در چارچوب برنامه آرتمیس ناسا در حال آماده سازی برای آزمایش سیستم های یکپارچه ای است که ماموریت های خدمه به ماه را امکان پذیر می کند، از جمله یک موشک جدید قدرتمند که خدمه و محموله را به مدار ماه پرتاب می کند. در سفر یک موشک از زمین به مدار، لحظات حیاتی زیادی وجود دارد، اما شاید هیچ یک از آنها بزرگتر از لحظه بلند شدن از سکوی پرتاب نباشد. هنگامی که موتورهای موشکی سیستم پرتاب فضایی (SLS) شروع به غرش می کنند و آتش، دود و امواج ضربه آزاد می کنند، بسیار مهم است که کل مجموعه پرتاب به گونه ای طراحی شود که در برابر فشار مقاومت کند.
تصویر بالا تجسمی از جریان اگزوز SLS را نشان می دهد که از مجتمع پرتاب 39B در مرکز فضایی کندی ناسا در فلوریدا برای ماموریت آرتمیس I برمی خیزد. خطوط ستون بر اساس دما رنگ می شود. رنگ سفید درجه حرارت بالا و قرمز سردتر است. خطوط بنفش بر پیچیدگی هندسی مدل‌سازی سکوی پرتاب تأکید می‌کند.
تیم Launch Ascent و Vehicle Aerodynamics یا LAVA در مرکز تحقیقات ایمز ناسا در کالیفرنیا از این شبیه‌سازی‌ها استفاده می‌کنند تا دقیقا بفهمند مایع و گازهای آزاد شده در طول پرتاب چگونه می‌توانند انواع مختلفی از امواج را ایجاد کنند.
اولین امواج در هنگام احتراق سریع موتور موشک رخ می دهد. این یک سری کوتاه از امواج فشار بیش از حد تولید می کند. پس از آن، جریان‌های متلاطم گازهای خروجی صدای آکوستیک طولانی‌تری ایجاد می‌کنند که در طول صعود فضاپیما ادامه می‌یابد. هم امواج فشار بیش از حد و هم امواج فشار صوتی مستقیماً از طریق درگاه اگزوز پرتابگر موبایل و از طریق سنگر شعله زیر پرتابگر متحرک به سمت بالا حرکت می کنند. هنگامی که امواج فشار از پرتابگر متحرک خارج می‌شوند، به حرکت خود به سمت بالا و در امتداد موشک به سمت محموله آن ادامه می‌دهند و هر دو را به خطر می‌اندازند.
برای مقابله با این فشار بیش از حد و امواج فشار صوتی، یک سیستم سرکوب مبتنی بر آب بیش از 400 گالن آب در دقیقه در نقاط کلیدی سکوی پرتاب تخلیه می کند. این برای محافظت از فضاپیمای Orion، خدمه و محموله آن در برابر امواج فشار قدرتمند ایجاد شده در هنگام پرتاب در SLS ضروری است. همچنین محیطی بسیار پیچیده و پویا ایجاد می کند.
برای بازآفرینی دیجیتالی محیط پرتاب، شبیه سازی موشک و همچنین امواج گاز، مایع و ضربه ای که ایجاد می کند و همچنین آب تخلیه شده از طریق سیستم های سرکوب ضروری است. LAVA می تواند تمام این سیستم ها را به طور مجازی به طور دقیق آزمایش کند تا اطمینان حاصل شود که همه چیز در روز پرتاب به خوبی پیش می رود.
همچنین بخوانید:
- سفر به مریخ را می توان با کمک یک موتور هسته ای جدید تضمین کرد
- منظومه شمسی ما ممکن است زودتر از آنچه فکر می کردیم کاملاً فرو بریزد