Pendarat bulan Mesin Intuitif pertama

Terima kasih untuk gambarnya: Mesin intuitif

Pendarat bulan pertama Intuitive Machines secara resmi kehilangan tenaga hari ini setelah menghabiskan tujuh hari di bulan. Pendarat ini membuat sejarah sebagai perangkat keras AS pertama yang mencapai permukaan bulan sejak tahun 1972 dan pesawat ruang angkasa pertama buatan swasta yang mendarat di bulan. Namun pendarat bernama Odysseus akan diingat karena alasan lain: sistem propulsinya.

Sistem propulsi ini, yang menggunakan kombinasi oksigen cair kriogenik dan metana cair, dapat membuka kemampuan baru di luar angkasa dan mengurangi risiko misi masa depan oleh penyedia komersial lainnya.

Sebelum misi IM-1 Intuitive Machines, tidak ada pendarat yang pernah menggunakan kombinasi propelan ini. Jika terdengar familier, itu karena mereka digunakan dalam mesin roket berperforma tinggi seperti Raptor milik SpaceX, BE-4 milik Blue Origin, dan Aeon R milik Relativity Space.

Namun pendarat – dan sebagian besar pesawat ruang angkasa saat ini – menggunakan propelan yang “dapat disimpan di ruang angkasa” atau hipergolik seperti hidrazin atau dinitrogen oksida, yang dapat disimpan secara pasif tetapi sangat beracun. Sebaliknya, “kriogen” lebih efisien, berenergi lebih tinggi, dan jauh lebih tidak berbahaya, namun harus didinginkan secara aktif hingga suhu yang sangat, sangat rendah.

Hal ini menghadirkan beberapa tantangan unik. Karena bahan bakar harus dijaga dalam keadaan dingin, bahan bakar hanya dapat disimpan dalam waktu yang sangat singkat sebelum lepas landas. Untuk mengatasi masalah ini, Intuitive Machines dan SpaceX mulai menyalakan motor VR900 pada pendarat kelas Nova-C (buatan IM) hanya tiga jam sebelum peluncuran, ketika roket berada di landasan peluncuran dan pesawat ruang angkasa sudah berada di dalamnya. fairing muatan. Ini sama sekali bukan tipikal.

Sangat tidak biasa bahwa SpaceX harus mengembangkan kemampuan yang benar-benar baru untuk menggerakkan pendarat, kata Bill Gerstenmaier, wakil presiden desain dan keandalan penerbangan SpaceX, dalam konferensi pers 13 Februari. Ini termasuk memodifikasi landasan peluncuran dan roket Falcon 9 tahap kedua dan menambahkan adaptor untuk mengakses fairing muatan setelah dipasang ke kendaraan.

Kedua perusahaan tersebut melakukan dua uji coba pakaian selam pra-pasar; masalah pengisian propelan menyebabkan upaya peluncuran pertama ditunda sehari, hingga 15 Februari. Setelah peluncuran yang sukses, Mesin Intuitif juga mengalami masalah singkat dengan pendinginan jalur suplai oksigen cair, yang memakan waktu lebih lama dari yang diperkirakan. Setelah propelan cukup dingin, pengontrol penerbangan berhasil meledakkan mesin di luar angkasa untuk pertama kalinya pada hari berikutnya.

Karena perusahaan menggunakan oksigen cair dan metana cair, yang sangat efisien, mereka dapat mengambil lintasan yang lebih langsung ke bulan. Pesawat ruang angkasa hanya perlu melewati Sabuk Van Allen, zona radiasi tinggi di sekitar Bumi, hanya sekali, sehingga mengurangi paparan pesawat ruang angkasa terhadap partikel berenergi tinggi yang berbahaya.

Dua mesin VR900 juga akan digunakan pada pesawat ruang angkasa “Nova-D” milik Intuitive Machines yang jauh lebih besar, yang akan membawa muatan 500-750 kilogram ke Bulan. (Pendarat Nova-C memiliki kapasitas muatan 100 kilogram.)

Pendarat Nova-C dan Nova-D bukanlah pesawat ruang angkasa terakhir yang menggunakan propelan kriogenik di luar angkasa. Tahap peluncuran Helios berenergi tinggi Impulse Space akan menggunakan kriogen untuk mengirimkan muatan langsung ke orbit geostasioner, CEO Tom Mueller menjelaskan dalam sebuah wawancara pada bulan Januari.

“Orang-orang telah membicarakan tentang penggalian hypergoal yang besar sebelumnya dan saya pikir yang Anda bicarakan adalah berton-ton bahan bakar dan harga serta biaya keamanannya terlalu tinggi,” katanya. “Jadi menggunakan propelan yang sangat murah dan berenergi sangat tinggi seperti oksigen cair dan metana cair adalah hal yang mudah.”

Salah satu dari enam muatan sains dan penelitian NASA yang dibawa ke permukaan oleh Odysseus juga memanfaatkan langsung sistem propulsi kriogenik. Pernyataan dari Pengukur Massa Frekuensi Radio Pusat Penelitian Glenn menggunakan gelombang radio dan antena untuk mengukur berapa banyak propelan yang tersedia di tangki mesin. Teknologi ini sangat penting untuk mengukur tingkat bahan bakar di pesawat ruang angkasa selama misi luar angkasa jangka panjang, terutama karena “slosh” dapat membuat pengukuran cairan dalam gayaberat mikro menjadi sebuah tantangan.

Masalah ini sangat penting bagi NASA karena misi Artemis untuk mengembalikan manusia ke permukaan bulan bergantung pada pesawat ruang angkasa yang menggunakan propelan kriogenik – terutama Sistem Pendaratan Manusia SpaceX dan Blue Moon milik Blue Origins. Misi-misi ini memerlukan pemindahan cairan kriogenik dalam jumlah besar dari penyimpanan orbital ke pesawat ruang angkasa; Meskipun cairan ini perlu berada di orbit lebih lama dibandingkan Odysseus dalam perjalanannya ke bulan, misi IM-1 masih membuka pintu bagi penggunaan kriogenik di luar angkasa.