电磁力能用于中国运载火箭发射视频第一级发射以节约成本吗?

此次为什么选择了在陆地回收而不是在海上的平台回收?全程视频:
美国SpaceX公司的猎鹰9号火箭,运送Orbcomm公司11颗通讯卫星进入轨道后,地面成功回收了返回的一级火箭,创造了人类太空史上当之无愧的第一。先来欣赏一下这精彩的瞬间: (来自SpaceX官网)这与日美国蓝色起源公司进行的New Shepard火箭回收实验形成了鲜明的对比,下图展示了两次回收的轨迹巨大区别。相比而言,猎鹰九号实现了一次标准的入轨轨迹,一级火箭在将剩余部分火箭送入既定位置后继续返回,返回高度已经超过200千米,飞行水平距离约95千米,而且剩余火箭成功完成了11颗卫星的发射任务,可谓是个让人极其信服的实验,相较之下蓝色起源的New Shepard还处在初级验证阶段。(图片来自Jon Ross所在的ZLSA工作室)先为回顾下猎鹰九号火箭的成功历程。首先,为什么要回收火箭?由于技术复杂,没有工业化批量生产,火箭的制造与发射一直是个极其昂贵的过程,动辄上亿乃至数亿美元。为了航天发射节省成本,上世纪美国和苏联在太空竞赛的背景下提出了利用可回收的优势发展航天飞机,然而事实证明由于系统过于复杂、再利用成本极其高昂,航天飞机成为一个失败的科研项目:美国航天飞机平均的发射费用达到了瞠目结舌的15亿美元,加上挑战者号和哥伦比亚号的失败,直接导致项目下马。而苏联人做的暴风雪号,则完全没有投入实际使用就宣告退役。这种背景下,重复回收火箭被人重新提出。因为从理论上讲,火箭的发射成本里面,燃料的费用非常低。以猎鹰九号为例,单次发射费用为5400万美元,但燃料费只有20万美元,所以如果能回收单看数据自然大大降低了成本。虽然由于系统设计难度增加、冗余及备份、牺牲发射效率(火箭内还要留有燃料)、无法预测的发动机翻新费用等系列缺点,但没有人敢断言在未来技术成熟和火箭发射频率要求提升的背景下,这是个会多有前景的黑科技。于是乎,各个航天大国的火箭回收项目又看到了曙光,由于火箭绝大部分成本都在一级(比如猎鹰九号一级带有9个发动机,二级只有1个),也从可行性方面考虑(二级及以上飞行距离过远过高回收几乎不可能),所有的火箭回收都针对一级火箭。但目前各国尤其是美国的航天科研重心并不在于此,这让背景为民营的SpaceX有了自己的科研空间。但要记住,航天永远是国之重器,SpaceX研究的火箭回收技术,只是美国宇航局出让出去的很小一部分而已。那么,SpaceX是如何做到的?说到这里,先简单回顾下SpaceX的成立。SpaceX是一家民营的私人航天公司,是的,你没有看错,刚开始这并不是政府重点扶持立项的企业。伊隆·马斯克是个超级天才,12岁已经在卖自己开发的商业软件,30岁不到已经两次创业成功赚到了第一桶金。他在2002年创立了SpaceX,4年后正式注资了一亿美元(他一个人持有整个公司三分之二的股份,标准的私人公司),然后便开始了他的航天之路。在逐渐获得成功之后,拿到了美国宇航局的合同和技术支持,才真正踏上了飞天之路。(图片来自SpaceX官网)火箭发动机的制造SpaceX的火箭发动机制造技术可谓是看家本领,短短数年间就开发出了Merlin、Kestrel、Raptor、Draco和SuperDraco几个系列火箭发动机。从煤油、甲烷到自燃类引擎几大系列,可谓是一个非常丰富的家族了,但一个Merlin系列就包含了六种版本,在这方面完全达到了航天大国水准。猎鹰九号上的一级火箭,则由9个捆绑的Merlin Vacuum (1D)型发动机构成,整个系统采用了非常先进的系统冗余和容错设计,可以在两枚发动机失效的情况下完成正常发射入轨任务,这也是SpaceX的杀手锏技术,前无古人。(图片来自SpaceX官网)可回收火箭及其返回的跳跃实验有了系列发动机,SpaceX最早做出了蚱蜢(Grasshopper)系列火箭。正如其名,这些试验机基本上采用“跳跃”的方式发射,然后关闭发动机系统让火箭下落,以进行垂直状态下的火箭控制与回收。从2012年9月到2013年10月,前后进行了8次试验,从最早的点火三秒高度1.8米,到点火80秒高度超过500米并有了横向机动,SpaceX获得了一系列重要试验数据,为未来成功奠定了重要基础。在这个过程中,他们已经从前期资金投入逐渐变为美国宇航局资助。(图片来自SpaceX官网)火箭整体实验在蚱蜢火箭测试之前,SpaceX的猎鹰九号火箭已经开始了实际发射任务,从最早的日为国际空间站发射龙飞船(货运),到最近的本次发射,已经实现了20次火箭发射任务,严格意义说只有一次失败(另一次有一半载荷没能成功入轨),但基本说明火箭整体技术已经日趋完善。而在火箭一级回收方面,作为8次蚱蜢火箭实验的延续,SpaceX在2014年进行了4次近地火箭整体实验,高度在1000米左右,但最后一次不幸失败,失之毫厘谬以千里,一个小小零件的故障导致了失败。实际发射任务——海上回收在实际发射任务中,SpaceX也进行了几次一级火箭在分离后的返回试验,这就是大家比较熟悉的海上平台回收。然而并非一切顺利,总共三次试验:第一次(2015年1月)单纯为了测试让火箭直接掉到了海里;第二次(2015年4月)使用了海上平台但火箭直接倾覆后爆炸在平台上;第三次(2015年6月)直接在空中爆炸。(2015年4月官方回收视频截图)陆地回收最终成功经过了众多失败,SpaceX决定采用陆地回收的策略并终于在12月22日迎来了首次成功,一系列投入终于换回了让人欣慰的回报。火箭采取了垂直回收的方式,降落过程中逐渐导航至下降通道,最后落地前火箭发动机将相对速度降为接近0的状态,采取四个支架平稳着陆。在回收视频中可以看到,现场由于火箭喷射气流产生了巨大的音爆,所有人刚开始都认为闪光中的火箭回收失败了,但后来火焰熄灭看到火箭平稳立住的那一刻,全场爆发了无尽的欢呼声。观看视频时看到那些现场观众疯狂的表情,让人真正发自内心为他们对人类航天事业的巨大贡献而自豪,这一天,一个新的时代,向我们张开了大门!(回收时落地的画面,来自SpaceX官网)火箭回收的意义到底是什么?是否能真正降低成本,值得商榷和进一步观察:a、为了回收,要增加额外的各种控制和导航空间,导致火箭的设计难度大大提高;b、火箭为了保全,需要留下不少燃料作为后续的“刹车”减速。这对整个推进系统的设计尤其是燃料推送系统的要求极高,要增加很多冗余设计,风险较大;c、火箭发射一个重要指标就是推重比,相当于有效载荷(卫星或飞船)所占比例越高越好,但如果考虑回收,相当于额外的一些燃料和系统设计会占掉有效载荷的空间,导致发射效率降低。或者是为了达到同样的发射能力,需要更大的火箭设计;d、类似航天飞机,回收过后的维护尤其对一级发动机的维护,恐怕成本不亚于直接换一个新的;e、节约成本从本质上讲是当发射频率达到一定数量之后才有意义,比如欧洲,一年恐怕就发射个位数的火箭,就算用可回收火箭,使用频率不够,也会使运营与维护成本占火箭发射总费用的比例极大增加。从这些方面说,在目前这个技术程度和航天发射需求下,SpaceX的火箭回收技术难以很大程度节约成本,或者只是成本略微降低而已。但这毕竟是人类航天史上一次划时代的成功,意义远远不止火箭成功回收这一技术上的胜利。SpaceX和之前蓝色起源的成功,让世间第一次意识到航天不再是一种遥不可及的领域。这个意义就好比,当初欧洲人航海,最早都是举全国之力,送出两三艘船,百年之内便发现了美洲、环游了全世界。但突然间,人类发现航海技术不再遥不可及,造船公司、航运公司成为了现实,人们可以买票做出一百多年前开拓者做出的创举。五月花号上的人,坐在船上,已然没有了当时开拓者们害怕的那种心境,他们只是买了在正常不过的船票,航海已经成为人类开拓新世界的工具,不再神秘。航天亦是如此,刚发展了不过70年时间,如今已经从国之重器、国之大业,慢慢走向了商业化、产业化,一个私人公司竟然能实现如此不可思议的成就,未来的航天将会更加普及,成本将会更加低廉,可靠性将会更加令人信服。航海用几百年普及下来,航天可能100年内即可实现,未来这些商业公司的航天,将会成为人类进入太空开发太空的一艘艘“五月花”号。这种意义上的贡献,是要远远超过SpaceX做出的任何一个产品的。向伊隆·马斯克致敬!向SpaceX的耀眼成功致敬!向所有推动人类航天事业的航天人们致敬!
好吧,亲自观看了发射-回收全程的必须回答这个问题,刚刚从高速上下来,累死累活。&br&可惜这次人太多太多,没拍到好的照片&br&&img src=&/e2e066cd96635c3ddc71790ffe219836_b.jpg& data-rawwidth=&1024& data-rawheight=&768& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1024& data-original=&/e2e066cd96635c3ddc71790ffe219836_r.jpg&&这是上升段手持长焦拍摄的,就这么一张不算太抖,九台Merlin1D的火力还是很燃的!&br&&img src=&/ea0f2d163f7_b.jpg& data-rawwidth=&1024& data-rawheight=&745& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1024& data-original=&/ea0f2d163f7_r.jpg&&下面那个亮点是分离后的第一级,上面仔细看能看到的小亮点是第二级。&br&&br&本来这次发射定在上周六的,先说推迟到一月,我就没在意,周日晚临睡前刷spaceX官网,发现居然改到了周一,于是匆匆忙忙赶过去,也没做特别的准备,本来计划的长曝光也作废了,只好拿两年前拍的一张回味&br&&img src=&/d8a7f3bf3ba472de22afd_b.jpg& data-rawwidth=&683& data-rawheight=&1024& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&683& data-original=&/d8a7f3bf3ba472de22afd_r.jpg&&这是两年前几乎在同一位置拍摄的Atlas V火箭发射,那个时候还没几个人知道卡拉维拉尔港这个风水宝地,结果今年路上堵车堵到附近高速入口里一大截。&br&&br&好吧言归正传,上次亚马逊老总贝索斯的私人火箭公司Blue Origin成功让Shepard着陆的时候,我就说“超越SpaceX还为时过早‘,(仅仅从回收火箭的角度)我当时的论据如下:&br&&br&1.Shepard只是送一个空飞船进入亚轨道,和Falcon 9这种成熟的商业火箭不能比;&br&2.Shepard的长度只有Falcon 9R第一级的三分之一,本身稳定性就好,而且为了回收专门设计,有专用稳定翼面,Falcon 9R则是在普通火箭基础上的改装;&br&3.Shepard是陆地着陆,而且从视频看,最终的着陆左摆右晃调整了很久,感觉着陆精度远差于Falcon9R的海上平台。Falcon 9作为商业火箭,第一级的剩余燃料相当少,调整机动必须简洁,稳稳当当直接落好,如果在狭小的海上平台着陆,难度极大(第一次试验就是垂直落下,速度很好,可惜落歪了一点点),但如果改成陆地着陆,估计早就成功了。&br&&br&结果今晚,果然被我言中。&br&&br&我当时离着陆点大约10英里,而且最终着陆位置被一辆该死的警车给挡住了,所以也是靠刷推才知道结果(233),从发布的视频看,这次着陆非常稳当,而且直落着陆点中央。&br&&br&开了6小时高速困得不行,明天来补充技术细节吧。&br&==================================啊我回来了=====================&br&从最早的grasshopper到如今Falcon9成功回收,SpaceX做过不少回收实验,大多数都是低高度的回收,还有一些是可控海上溅落,不过大家印象深刻的应该是今年初的两次失败的海上平台实验。&br&这两次实验代号分别为CRS5和CRS6,运送的都是NASA委托下给ISS送快递的“龙”货运飞船。该飞船自重就有4200kg,算上2317kg的货物,总重超过6.5吨,而轨道高度大约是400千米,轨道倾角51.65度。&br&&br&再来看看这一次任务,运送11颗ORBCOMM OG2卫星,单颗卫星质量172kg,即使算上固定/释放卫星的机构,估计总重也不会超过3000kg(纯推测,望打脸),轨道倾角差不多,虽然轨道高度要高一些(650km左右),但总的来说,这次任务的载荷要低很多,也就是Falcon 9可以有更多的剩余燃料。&br&&br&这次发射的火箭也是最新改进的Falcon 9 v1.2(或者叫v1.1全推力版)。第二级上的Merlin1D引擎采用了更大的喷口,可以提高真空中的效率(第二级给力第一级压力就要小一些)。可回收的第一级也采用了更成熟的推重比更高的完善版Merlin1D引擎。&br&&br&最关键的改进,在我看来还是“超冷却”的火箭燃料。Falcon 9的第一级和第二级都是液氧-煤油发动机,这次SpaceX把液氧冷却到了零下206.7度(66.5K),煤油(确切的说是RP-1燃料)冷却到了零下7度(266K),这让燃料的密度比之前稍微高一点,同样的体积下可以携带更多的燃料!第二级似乎也加长了1.2,米,于是Falcon9这次总长达到了70米,需要回收的第一级长度超过41米,作为对比,Blue origin的可回收火箭New Shepard只有不到16米。&br&&img src=&/fdc8bdd0a_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&455& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/fdc8bdd0a_r.jpg&&这是SpaceX之前进行海上回收的示意图。&br&&img src=&/9f74fc6c3fc_b.png& data-rawwidth=&640& data-rawheight=&480& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&640& data-original=&/9f74fc6c3fc_r.png&&&a href=&///?target=http%3A//www.flightclub.io/results.php%3Fid%3Da1-4a2a-b39a-f47bacadc6e3%26code%3DOG22& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&flightclub.io/results.p&/span&&span class=&invisible&&hp?id=a1-4a2a-b39a-f47bacadc6e3&code=OG22&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&这是本次任务火箭第一级的轨迹,原点是发射位置。也就是说,因为有更充足的燃料,这次火箭可以彻底掉头飞回发射地,然后再次掉头让发动机喷口冲下减速最终回落,上次达到这个水平的火箭,还是我国明代兵书《武备志》记载的“飞空砂筒”(大误,我是不信的)。&br&&br& SpaceX发布的关于Falcon9 Heavy可回收的动画,基本和本次任务相同,除了多了俩助推器:&br&&a href=&///?target=https%3A///watch%3Fv%3D4Ca6x4QbpoM& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://www.&/span&&span class=&visible&&/watch?&/span&&span class=&invisible&&v=4Ca6x4QbpoM&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&br&&br&昨天在现场的时候,最终落地时发出了极大的响声,好多人都以为落地失败,就连Elon Musk本人也以为发生了爆炸,跟技术人员确认之后才知道着陆成功。实际上那是火箭发动机喷流和地面平台作用产生的音爆。不过这也让人担心,如此回收的第一级火箭再次发射的成功率有多大?需要多少进一步检修才能发射?SpaceX承诺的低成本到底有多大优势?不过无论如何,我还是恭喜Elon Musk和SpaceX,你们真的创造了历史!
好吧,亲自观看了发射-回收全程的必须回答这个问题,刚刚从高速上下来,累死累活。可惜这次人太多太多,没拍到好的照片这是上升段手持长焦拍摄的,就这么一张不算太抖,九台Merlin1D的火力还是很燃的!下面那个亮点是分离后的第一级,上面仔细看能看到的小…
One small step for a man, one giant leap for mankind…&br&&br&&br&&br&打了一大段字,想想还是删了……&br&&br&&br&&br&可能大家觉得这么说过誉了,我还是解释一下&br&&br&&br&&br&————————————————————————————&br&&br&&br&&br&我不是说这次成功本身,有什么标志性意义。&br&&br&或者未来就此新的篇章怎么怎么的了。&br&&br&我想说的不是成功,而是失败。&br&&br&Musk从最初质疑NASA为何不作为,到希望捐钱发射一个温室舱段去火星,到自己亲自创立SpaceX,到跨洋到曾经的对手那里买弹道导弹,到猎鹰1的所有计划发射全部失败,到那次几乎倾家荡产的成功换来的订单,到屡次着陆失败而愈挫愈勇,到猎鹰9和龙飞船失败后的人们的对私人航天的不信任……&br&&br&到今天……&br&&br&一路坎坷,一件事能坚持十几年的人不多。&br&&br&我甚至不知道,作为一个航天大国,中国的航天事业又能承受几次失败?&br&&br&我依稀记得日本1997年探月失败后,10年之后才重启计划,我也清楚记得,嫦娥一号只有一颗备份星,总理当时略显轻松的说,失败不要紧,就当是科研试验。&br&&br&1969年的那个脚印让美国乃至全世界的一代人从大麻和战争的烟氲或硝烟中抬起头来,让人们相信技术可以改变世界,我们的未来在我们手中。&br&&br&之后是今天的互联网时代。&br&&br&我这么说有点牵强,但绝不仅仅是我这么说。&br&&br&今天世界依然充满了抱怨硝烟贫穷和撕逼,人们并不像从前想的那样比当年更有爱更聪明,人们开始怀疑当年的壮举其实是个阴谋,也渐渐嘲笑Musk说要死在火星上的话。&br&&br&今天普世观念里也没有情怀,人们不能理解为什么科罗廖夫在劳改房里画分级火箭,也看不懂钱学森软禁五年还有心思写工程控制论,相反却很关心他对亩产万斤和特异功能的看法。&br&&br&业内人员也如此,至于业外的,要么不关心,要么……嗯,算了,毕竟我也不清楚西部人民现在的饮食习惯。&br&&br&科幻也平淡而理所应当的沦为是娱乐的一种形式,虽然它曾经有那么一段时间不是。&br&&br&的确,登月在相当长的未来都是历史。&br&航天飞机和它的乘员也献身于人类对太空持续化最后的努力。&br&未来都未必能做的事,何必我们这一代完成。&br&&br&航天,和这个星球上唯一的文明在黑暗的深空里蹒跚。我曾想过Elon Musk或许永远也不会成功,我不知道他会在尝试多久之后,沦为人们饭桌上的谈资,和某些人眼里的继航天飞机退役之后又一个中国航天领域的国运。&br&&br&&br&我想起最初的那句话。&br&&br&的确,这个世界大部分时候既残酷又无趣。好在有一些能够让我们眼前一亮的东西——比如火箭,比如理想。&br&&br&&br&&br&无论成功与否。&br&&br&总有一天,&br&&br&SpaceX依然值得这个评价。&br&&br&&br&&br&&br&&img src=&/1bedfa1bf267_b.png& data-rawheight=&342& data-rawwidth=&600& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/1bedfa1bf267_r.png&&&br&(图片来源:&a href=&/coollabs/& class=&internal&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&/cool&/span&&span class=&invisible&&labs/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&)&br&&br&&img src=&/8cbec0ca0597edc3b34b3b4f86af06ff_b.png& data-rawheight=&310& data-rawwidth=&650& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&650& data-original=&/8cbec0ca0597edc3b34b3b4f86af06ff_r.png&&&br&&br&&br&&br&以前一个相关回复贴一些,顺便说下SpaceX要加分了。&br&&br&为什么美欧的航天计划重点都在火星、深空这些不着边际的领域:&br&&a href=&/question//answer/& class=&internal&&为什么美欧的航天计划重点都在火星、深空这些不着边际的领域,而不是更务实地推进近地轨道和月球的项目呢? - AESIR 的回答&/a&
One small step for a man, one giant leap for mankind…打了一大段字,想想还是删了……可能大家觉得这么说过誉了,我还是解释一下————————————————————————————我不是说这次成功本身,有什么标志性意义。或者未来就此新的篇…
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爱科学 爱运动答案:解析:
  答案:电视信号;因为电视信号所用的电磁波为微波,只能沿直线传播,此处受山地阻挡,因此必须在山顶建立转发站也就是中继站,把微波传出去,如图所示.
  分析:中波可以沿地球表面绕射,也可以沿直线传播,而微波只能沿直线传播.
本题考点:(1)载波;(2)中波与微波的传播特性;(3)中继站.
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科目:初中物理
23、三十年来,我国成功地发射了各种用途的航天器进入太空,这标志着我国的运载火箭技术水平已挤身于世界先进行列.某些航天器为研究的需要建有回收舱(或载人舱、返回舱),务必要保证它安全降落到预定的回收位置,当回收舱下落到地面附近时,由于空气阻力作用做匀速直线运动,则回收舱在匀速下落过程中它的动能、势能和机械能如何变化?
科目:初中物理
三十年来,我国成功地发射了各种用途的航天器进入太空,这标志着我国的运载火箭技术水平已挤身于世界先进行列.我国向国际市场提供的“长征三号”运载火箭的第三级,如图所示,氧和氢以液体状态装在火箭里,将它们液化的最大好处是什么?
科目:初中物理
题型:解答题
三十年来,我国成功地发射了各种用途的航天器进入太空,这标志着我国的运载火箭技术水平已挤身于世界先进行列.我国向国际市场提供的“长征三号”运载火箭的第三级,如图所示,氧和氢以液体状态装在火箭里,将它们液化的最大好处是什么?
科目:初中物理
题型:解答题
三十年来,我国成功地发射了各种用途的航天器进入太空,这标志着我国的运载火箭技术水平已挤身于世界先进行列.某些航天器为研究的需要建有回收舱(或载人舱、返回舱),务必要保证它安全降落到预定的回收位置,当回收舱下落到地面附近时,由于空气阻力作用做匀速直线运动,则回收舱在匀速下落过程中它的动能、势能和机械能如何变化?
科目:初中物理
来源:《第17章 电磁波与现代通信》2010年单元测试卷(解析版)
题型:解答题
三十年来,我国成功地发射了各种用途的航天器进入太空,这标志着我国的运载火箭技术水平已挤身于世界先进行列.我国向国际市场提供的“长征三号”运载火箭的第三级,如图所示,氧和氢以液体状态装在火箭里,将它们液化的最大好处是什么?美国火箭海上回收成功 中国专家怎么看? - IT - 长江商讯网
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美国火箭海上回收成功 中国专家怎么看?
低成本太空运输时代或从此开启人类历史上首次海上火箭回收实现,意味着火箭回收除陆地外,又多了一个新的选择,低成本太空运输时代或从此开启。在随后举行的新闻发布会上,SpaceX 创始人埃隆 & 马斯克表示,这是该公司探索火箭可重复利用技术的一个重要里程碑,是人类迈进宇宙的一大步。SpaceX 公司的 " 猎鹰 9" 火箭曾于去年 12 月在卡纳维拉尔角空军基地实现首次陆地回收。但海上着陆却历经波折,该公司先后在 2015 年 1 月、2015 年 4 月、2016 年 1 月和 3 月经历了 4 次惨痛失败。SpaceX 公司也设想过让所有火箭都在陆地上着陆回收,这样既能简化测试过程也能缩短重新起飞所需的时间。但陆地着陆往往需要携带更多的燃料,会相应减少货物运输量。海上着陆就更为灵活:火箭在将载荷送入轨道后自然降落即可,驳船可提前在落点位置停泊等待,燃料能用在更重要的降落减速上。SpaceX 公司的最终目标是在陆地完成三分之一的火箭回收,其余均通过海上平台完成。" 猎鹰 9" 火箭将于 10 日前被拖回陆地,届时 " 龙 " 飞船也将到达空间站。随后,SpaceX 计划对 " 猎鹰 9" 发动机进行 10 次点火试验以评估其重飞性能。马斯克还表示," 猎鹰 9" 火箭可能被重复使用到额外的 10 到 20 个任务中,稍加翻新,该火箭有望能支持 100 次发射任务。如果一切顺利,他们希望在 5 月或 6 月用同一支火箭重启发射任务,最终将火箭从着陆到重飞的时间缩短到数周以内,让此前 " 一次性 " 的第一级火箭实现多次重复使用。我国专家:方案可行,路还很长航天专家、《国际太空》杂志执行主编庞之浩向科技日报记者表示,这次成功,证明海上回收方案虽然受到一些条件的约束,但具备可行性。中国航天科工集团二院二部研究员杨宇光认为,SpaceX 这项工作的最大意义在于,打破了由于航天飞机成本方面的失败,对可重复使用运载工具发展造成的阻碍。庞之浩说,以往回收失败,一个主要原因就是燃料不够,影响到回收控制。此次发射的是 " 猎鹰 9"v1.2 火箭,推力、推进剂数量等方面均有增强;回收平台的位置距离发射场约 300 公里,将比以往略近,更符合火箭的自然弹道轨迹,因而回收时只需要进行姿态控制,无需较大范围的机动变轨,也可以减少燃料消耗。但海上回收面临海水腐蚀的问题。一位不愿意透露姓名的专家表示,火箭回收完全可以直接落在海面上,打捞后继续使用即可。但是这几次回收都要求回收到甲板上,目的是避免海水腐蚀,减少维修费用。" 但是,海面上的湿度、环境与甲板上的环境并没有本质的区别。其中的电器等设备还是会受到影响。" 中国工程院院士、中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师龙乐豪说。庞之浩还表示,此次回收时天气较好。" 海上天气情况往往比陆地更复杂;浮动平台本身具有不稳定性,更容易受天气影响。" 他说," 今后在发射窗口上应更多考虑天气因素。"虽然海上回收首获成功,但庞之浩表示," 猎鹰 9" 重复使用的路还很长,将要经历从一次成功到技术成熟的过程,比如未来发射高轨卫星能否成功回收、遇到不太好的天气能否成功回收等问题,都需要一步步解决。除了回收技术,火箭重复使用的可靠性和成本更是关键问题。" 能不能经过简单维修、在较短时间内实现重复使用,这是关系到可重复使用火箭技术是否具有实际应用价值。" 庞之浩说。着陆在驳船上的 " 猎鹰 9" 运载火箭第一级火箭重复使用到底能省多少钱?关于 " 猎鹰 9" 火箭重复使用的 " 经济账 ",SpaceX 此前笼统地宣称回收一级火箭能使发射成本降低 80%。近日该公司公布了较为具体的数字:如果将一级火箭重复使用一次,能降低 30% 的成本,即发射费用由 6000 万美元降至 4000 万美元。其负责人埃隆 & 马斯克则表示,这次回收的火箭将花费 300 万美元进行维修,并在今年再次发射。"300 万美元是个理想数字,靠不靠谱,还有待验证。" 庞之浩说。美国最初预测航天飞机单次发射成本为 5000 万美元,实际成本却达到 4 至 5 亿美元。如果不回收火箭,SpaceX 目前的发射费用为 6000 万美元。然而,20 年前龙乐豪团队制造的火箭发射费用已经达到 5000 万美元。SpaceX 所列出的节约开支的数据使中国科学家产生怀疑。专家表示,这些数据只是 SpaceX 公司单方面公布的数据,是否可以做到,还需拭目以待。" 火箭回收之前,航天飞船的回收实验也进行过多次,理论上可以降低费用 75%,但最终都以失败告终。" 龙乐豪坦言,SpaceX 公司是一家企业,这类实验虽然对火箭事业有一定的贡献,但个人认为有炒作之嫌。火箭去哪儿?此次 " 猎鹰 9" 火箭发射任务,是托举 " 龙 " 飞船向国际空间站运送物资,其中,将与空间站对接的充气式太空舱备受瞩目。这艘来自比格罗(Bigelow)公司的充气式太空舱,最大特点是体积小,质量轻,以节约发射成本。庞之浩介绍,这是人类首次发射充气式太空舱,也是 2011 年航天飞机退役后,首次发射舱段与国际空间站对接。他说,这艘太空舱重约 1.4 吨,发射时呈收拢状态,将与国际空间站 " 节点舱 3" 对接,计划于 5 月或 6 月进行充气。充气后体积可增大四倍,内部空间达 16 立方米。该舱计划工作两年,验证其防辐射能力及防空间碎片能力,航天员还将进入舱内开展短暂工作。这项技术已酝酿多年。此前比格罗公司曾经试验过起源 1 号和起源 2 号两个实验舱,这次的充气式太空舱虽然仍是试验性质,但具有了实际意义。庞之浩说,该技术将主要投入商业应用。比格罗公司计划利用多个充气舱,在 2020 年左右建造太空旅馆,由波音公司的星际快车提供天地往返运输服务。如果成功应用,未来可能还会用于月球、火星基地建设。(来源:科技日报 中国科学报 记者:田学科 王小龙 付毅飞 郭爽)
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