Als Elon Musk van SpaceX iets interessants tweet, het genereert een golf van opwinding. Dus toen hij onlangs tweette dat SpaceX misschien werkt aan een manier om de bovenste trappen van hun raketten op te halen, het veroorzaakte een reeks geïntrigeerde reacties.

SpaceX zal proberen de bovenste trap van de raket terug te brengen van de baansnelheid met behulp van een gigantische feestballon

— Elon Musk (@elonmusk) 15 april 2018

SpaceX is al geruime tijd bezig met het ophalen en hergebruiken van hun lagere trappen, en het heeft de kosten verlaagd om ladingen de ruimte in te lanceren. Maar dit is de eerste hint dat ze misschien hetzelfde proberen te doen met hogere trappen.

Twitter-responders wilden precies weten wat SpaceX in gedachten heeft, en wat een "gigantische feestballon" zou kunnen zijn. Musk heeft het nog niet uitgewerkt, maar een van zijn Twitter-volgers had iets interessants toe te voegen.

Quinn Kupec, een student aan de James Clark School of Engineering van de University of Maryland tweette naar Musk:

Als je voorstelt wat ik denk dat je bent, een vertrager met ultralage ballistische ingangscoëfficiënt, dan zouden jij en @SpaceX moeten komen kijken wat we hebben op de @UofMaryland. We werken hier al een tijdje aan en zijn net klaar met testen pic.twitter.com/nJBvyUnzaK

— Quinn Kupec (@QuinnKupec) 16 april 2018

Universe Today nam contact op met de heer Kupec om te zien of hij ons kon helpen begrijpen waar Musk op uit was. Maar eerst, een beetje achtergrond.

Een "ultra lage ballistische ingangscoëfficiënt decelerator" is een beetje een mondvol. De ballistische coëfficiënt meet hoe goed een voertuig de luchtweerstand tijdens de vlucht kan overwinnen. Een hoge ballistische coëfficiënt betekent dat een terugkeervoertuig niet snel snelheid verliest, en met hoge snelheden de aarde zou bereiken. Een vertrager met ultralage ballistische ingangscoëfficiënt zou snel snelheid verliezen, wat betekent dat een voertuig bij lage, subsonische snelheden voordat ze de grond bereiken.

Om een ​​booster van de bovenste trap te herstellen, lage snelheden zijn wenselijk, omdat ze minder warmte genereren. Maar volgens Kupec, er is nog een probleem dat moet worden overwonnen.

"Wat gebeurt er als deze dingen vertragen tot landingssnelheden? Als je zwaartepunt aanzienlijk achter je zwaartepunt ligt, zoals het geval zou zijn bij een terugkerende bovenste trap, het kan instabiel worden. Als het zwaartepunt van het terugkeervoertuig te hoog ligt, het kan omgekeerd worden, wat natuurlijk niet wenselijk is."

De truc is dus om de snelheid van het terugkeervoertuig te verlagen tot het punt waarop de warmte die wordt gegenereerd door de terugkeer de booster niet beschadigt, en dit te doen zonder dat het voertuig kantelt of anderszins instabiel wordt. Dit is geen probleem voor de hoofdpodiumboosters die SpaceX nu routinematig herstelt; ze hebben hun eigen retro-raketten om hun afdaling en landing te begeleiden. Maar voor de boosters van de bovenste trap, die orbitale snelheden bereiken, het is een obstakel dat moet worden overwonnen.

"Mijn onderzoek is specifiek gericht op hoe hoog je het zwaartepunt kunt duwen en toch de juiste vluchtconfiguratie kunt behouden, ' zei Kupec.

Maar hoe zit het met de "gigantische feestballon" waarover Musk tweette?

Musk zou kunnen verwijzen, in kleurrijke termen, naar wat een ballute wordt genoemd. Het woord is een combinatie van de woorden ballon en parachute. Ze werden in de jaren 50 uitgevonden door Goodyear Aerospace. Ze kunnen de afdaling van instapvoertuigen tegenhouden en zorgen voor stabiliteit tijdens de afdaling.

Universe Today nam contact op met professor Dave Akin van de Universiteit van Maryland om inzicht te krijgen in de tweet van Musk. Professor Akin werkt al meer dan 2 decennia aan terugkeersystemen.

In een e-mailuitwisseling Professor Akin vertelde ons, "Er zijn concepten voorgesteld voor het plaatsen van een grote ballon op een kabel die bij binnenkomst achter je wordt gesleept. De ballon verlaagt je ballistische coëfficiënt, wat betekent dat je hoger in de atmosfeer vertraagt ​​en de warmtebelasting minder is." Dus de sleutel is om je snelheid te schrobben voordat je dichter bij de aarde komt, waar de atmosfeer dikker is en meer warmte genereert.

Maar volgens professor Akin, dit zal niet per se gemakkelijk zijn om te doen. "Om de twee orden van grootte reductie in ballistische coëfficiënt te krijgen waar Elon het over had, zou de ballon 120 ft in diameter moeten zijn, en gemaakt van een hoge temperatuur stof, dus het zal niet zo gemakkelijk zijn."

Maar Musks trackrecord laat zien dat hij niet terugdeinst voor dingen die niet gemakkelijk zijn.

Het ophalen van de bovenste rakettrappen gaat niet alleen over het verlagen van de lanceringskosten, het gaat ook over ruimteafval. Het Europees Ruimteagentschap schat dat er meer dan 29, 000 stukken ruimteafval in een baan om de aarde, en een deel van die rommel wordt besteed aan boosters in de bovenste fase. Er zijn al enkele aanrijdingen en ongevallen geweest, waarbij sommige satellieten in verschillende banen worden geduwd. In 2009, de Iridium 33 communicatiesatelliet en de ter ziele gegane Russische Cosmos 2251 communicatiesatelliet met elkaar in botsing kwamen, beide vernietigen. Als SpaceX een manier kan ontwikkelen om de boosters van de bovenste trap op te halen, dat betekent minder ruimteafval, en minder potentiële botsingen.

Er is een duidelijk precedent voor het gebruik van ballonnen om terugkeer te beheren. Met mensen als professor Akin en Quinn Kupec die eraan werken, SpaceX hoeft het wiel niet opnieuw uit te vinden. Maar ze zullen nog veel werk te doen hebben.

Musk tweette nog iets anders kort na zijn "gigantische feestballon"-tweet:

En dan landen op een springkussen

— Elon Musk (@elonmusk) 16 april 2018

Nog geen woord over wat dat zou kunnen betekenen.