روند توسعة فناوری سامانة پیشرانش در حامل‌های فضایی

نوع مقاله : علمی- ترویجی

نویسنده

عضو هیات علمی

چکیده

هدف از ارائة این مقاله، آشنایی با فاز توسعة فناوری (مدرن­سازی یا مدیریت فناوری) در سامانه­های فضایی و بررسی روند توسعة سامانة پیشرانش سوخت مایع در حامل­های فضایی است. برای این منظور، ضمن معرفی انواع فناوری­ها در دو حوزة سامانه­های پیشرانش و حامل‌های فضایی، روند توسعة سامانه­های پیشرانش و اهداف آن نیز ارائه می­شود. در این بررسی، روند اکتساب و توسعة فناوری در تمامی سامانه­های پیشرانش سوخت مایع، به‌گونه‌ای است که از فناوری سوخت کروسین و اکسیدکننده اسیدنیتریک شروع می­شود و با طی گام‌هایی از جمله اکتساب فناوری سوخت­های هیدرازینی (دی متیل هیدرازین نامتقارن) و اکسیدکننده تتراکسید نیتروژن، حرکت به سمت سوخت کروسین و اکسیژن مایع، سرانجام به هیدروژن مایع و اکسیژن مایع می‌رسد. دلیل این سیر تحول فناوری­ها را می­توان در افزایش کارآیی (از نظر افزایش عمر،  قابلیت اطمینان، به‌کارگیری محفظه­های رانش ارزان ­قیمت و کاهش تعداد مؤلفه­های پیشرانش در حامل­های فضایی یک‌بار مصرف) و کاهش هزینه (در دو رویکرد توسعة حامل­های فضایی یک‌بار مصرف و چند‌بار مصرف) یافت.

کلیدواژه‌ها


[1] Matveev, V., The Methodology to Launch System Research during design, Mosco, Printed by Russia, 1993.
[2]Herrmann,T. M., A Critical Parameter Optimization of Launch Vehicle Costs, University of Maryland, College Park, (M. Sc Thesis), 2006.
[3] Koelle, D., “Cost Efficiency as Design and Selection Criteria for Future Launch Vehicles,” Trans Cost Systems, Ottobrunn, Germany. IAC-04-IAA.6.15.5, 2004.
[4] “Closing the Business Case for Commercial Reusable Launch Vehicles,” Futron Corporation. Bethesda, MD. April 2002.
[5] “The Space Launch Industry Recent Trends and Near-Term Outlook,” Futron Corporation. Bethesda, MD. Oct. 2004.
[6] “Commercial Space Transportation Forecasts” Federal Aviation Administration Commercial Space Transportation Advisory Committee, May 2013.
[7] Koelle, D. TRANSCOST 6.0: Statistical-Analytical Model for Cost Estimation and Economical Optimization of Space Transportation Systems. Trans Cost Systems, Ottobrunn, Germany, 1995.
[8] Koelle, H.H. and Johenning, B., TRASIM 2.0: Space Transportation Simulation Model, TU Berlin, ILR Mitt. 319, 1997.
[9] NASA Cost Estimating Web Site. Spacecraft/Vehicle Level Cost Model. http://www1.jsc.nasa.gov/bu2/SVLCM.html
[10] Koelle, D. “Cost Engineering – The New Paradigm for Space Launch Vehicle Design,” Journal of Reducing Space Missions Cost, Vol. 1, No. 1, Dordrecht, The Netherlands: Kluwer Academic Publishers. 1998.
[11] Wertz, J. R., “Economic Model of Reusable vs. Expendable Launch Vehicles,” Presented at the IAF Congress, Rio de Janeiro, Brazil, Oct. 2000.
[12] Griffin, M. D. and Claybaugh, W. R., “On the Economics of Staging for Reusable Launch Vehicles,” Presented at the Space Technology and Applications International Forum, Albuquerque, NM, January 1996.
[13] Logsdon, J. M., Exploring The Unknown, Selected Documents in the History of the U.S. Civil Space Program, Volume IV: Accessing Space, National Aeronautics and Space Administration NASA History Division, Office of Policy and Plans, Washington, D.C., 1999.
[14] Koelle, D. E., “Launch Vehicle Evolution: from Multistage Expendables to Single-stage Reusables,” Acta Astronautica, Vol. 14, 1986, pp. 159-166.
[15] Stamfl, E., Meyer, L., “Assessment Of Existing And Future Launch Vehicel Liquid Engine Development, Acta Astronautica, Vol. 17, No. 1, 1988, pp. 11-22.
[16] Hueter, U., “Access-To-Space: Potential Future United States Launch Vehicle Transportation Systems”, Acta Astronautica, Vol. 35, No. 9-11, 1995, pp. 753-761.
[17] Charania, A.C., Bradford, J. E. and Olds, J. R.  “A Method for Strategic Technology Investment Prioritization For Advanced Space Transportation Systems,” 52nd International Astronautical Congress, 1-5 Oct, Toulouse, France, 2001.
[18] Sauvageau, D., O’Dell, K. and Johnson, D., “Human Rated CEV Launcher,” Long Beach, California, 30 August -1 September, 2005.
[19] Berglund, M.D., Marin, D. and Wilkins, M., The Next-Generation Heavy-Lift Vehicle The Inaugural Flight of the EELV Delta IV Heavy, AIAA 2005.
[20] Gupta, S.C., Suresh, B. N. and Sivan, K., “Evolution of Indian Launch Vehicle Technologies,” Current Science, Vol. 93, No. 12, 25 December 2007.
[21] Briggs, G. P., Ray, T. and Milthorpe, J. F., “Optimal Design of an Australian Medium Launch Vehicle”, Innovations Syst Softw Eng., Vol. 3, 2007,  pp.105–116.
[22] Sumral, J. P. “A New Heavy-Lift Capability for Space Exploration NASA's Ares V Cargo Launch Vehicle,” NASA Marshal Space Flight Center, 2007.
[23] Ishimoto, S. Fuji and K. Shimura, K., A Design Study of a Next Generation Launch System, 2008.
[24] Griffin, M. D., “DIRECT Space Transportation System Derivative the Jupiter Launch Vehicle Family”, Version 2.0.2 – 24th June 2008.
[25Hofeller, J., Bjelde, B. and Vozoff, M., “Responsiveness of the Falcon1 Launch Vehicle, Associated Challenges, and Projected Improvements”, 6th Responsive Space Conference, 2008.
[26] Sowers, G. Evolved Atlas To Meet Space Transportation Needs, AIAA, 2009.
[27] Dodaro, G. L., “Assessments of Selected Large-Scale Projects, Report to Congressional Committees”, Government Accountability Office (GAO), March 2009.
[28] Bruno, C. and Accettura, A. G., Advanced Propulsion Systems and Technologies, Today to 2020, AIAA, 2008.v