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美國火箭首次在船上軟著陸 發(fā)射成本有望降至1%

   2016-04-11 船海裝備網(wǎng)3170
核心提示:  北京時間9日凌晨,美國太空探索技術(shù)公司在屢次嘗試失敗后,終于讓獵鷹9運載火箭第一級在一艘無人船上成功實現(xiàn)軟著陸,這在火
  北京時間9日凌晨,美國太空探索技術(shù)公司在屢次嘗試失敗后,終于讓“獵鷹9”運載火箭第一級在一艘無人船上成功實現(xiàn)軟著陸,這在火箭回收史上還是第一次。此次海上回收成功具有重要的象征意義。它如何能實現(xiàn)?對未來航天發(fā)射將產(chǎn)生怎樣的影響?
  “獵鷹”回收先進在哪里?
  回收技術(shù)以著陸支架、姿態(tài)控制技術(shù)、推進劑交叉供應(yīng)和高效發(fā)動機為亮點
  回收航天器并不新鮮,但回收火箭的難度要遠大于航天飛機、飛船和返回式衛(wèi)星。這是因為越是細長的飛行物,越不好控制其空中姿態(tài),要使細長的火箭箭體精確地在海上平臺垂直著陸,是難上加難。
  中國航天專家龐之浩介紹說,實現(xiàn)這一突破需攻克兩大關(guān)鍵技術(shù):一是通過運載火箭上的液氮推力器來調(diào)整飛行姿態(tài),使火箭幾乎沒有任何滾轉(zhuǎn),在降落過程中一直與地面保持垂直;二是火箭發(fā)動機要具有推力可調(diào)、多次啟動等功能,以便軟著陸。“獵鷹9”火箭可通過主發(fā)動機3次點火制動減速,來控制火箭的下落速度,由每秒1300米減速為每秒2米。
  在不久前中國“遠望智庫”、《國際太空》雜志合辦的“遠望論壇”上,有資深航天工程師指出,“獵鷹9”一級火箭的回收技術(shù)以著陸支架、姿態(tài)控制技術(shù)、推進劑交叉供應(yīng)和高效發(fā)動機為亮點。
  這些技術(shù)單項看來與一些航天大國的現(xiàn)有技術(shù)相比并沒先進到哪兒去,但將它們組合起來的系統(tǒng)卻非常優(yōu)異。這意味著不論火箭技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù),還是探測器外星著陸技術(shù),都可以集成在一起,系統(tǒng)更優(yōu)化、指標(biāo)更先進,這體現(xiàn)出火箭系統(tǒng)設(shè)計的出色能力。
  對未來航天有何影響?
  一旦火箭第一級達到有效快速重復(fù)使用的程度,發(fā)射成本有望降為百分之一
  對“獵鷹9”海上回收成功,太空探索技術(shù)公司創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克歡呼:“這是通往星空的又一步。”美國商業(yè)太空飛行協(xié)會發(fā)表聲明說,快速可重復(fù)使用的火箭是更經(jīng)濟可行的未來太空飛行的關(guān)鍵,今天的成功是在這個領(lǐng)域“邁出的一大步”。美國空間新領(lǐng)域基金會說,這次降落不僅將對航天產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生影響,也將對未來的人類創(chuàng)新產(chǎn)生影響。
  去年12月,太空探索技術(shù)公司曾成功在陸地回收“獵鷹9”火箭第一級。但是海上回收火箭難度大,因為海面無人船只有足球場那么大,且不斷移動搖擺。此前4次海上回收嘗試均以失敗告終。
  當(dāng)被要求評價此次成功回收的意義時,馬斯克說:“要走向太空,就需要獲得(火箭)完全而且快速的可重復(fù)使用性能。一旦火箭第一級可以這樣做,這將對發(fā)射成本產(chǎn)生重大影響。”
  按計劃,此次回收的火箭第一級將在10日運回陸地。馬斯克說,這枚火箭將進行10次點火測試,如果一切情況良好,最早將在今年6月再次發(fā)射。他表示,火箭可重復(fù)使用很重要,但可能還要再過上幾年才能有效地做到這一步,在這期間仍將會見到一些失敗。
  展望未來,馬斯克說,一個目標(biāo)是讓火箭第一級重復(fù)用上10到20次,然后經(jīng)過整修再用上100次左右;另一個目標(biāo)是火箭第一級重復(fù)使用的時間間隔縮短至幾個星期。“獵鷹9”火箭本身成本在6000萬美元左右,而每次加注燃料的費用在20萬到30萬美元之間。因此一旦火箭第一級達到有效快速重復(fù)使用的程度,屆時發(fā)射成本將有望降到現(xiàn)在的百分之一。
  一次成功的海上回收距廉價太空發(fā)射還遠得很,也不是所有人都相信火箭回收就能降低發(fā)射成本,美國的航天飛機就是反例。但無論如何,正如馬斯克所言,這次軟著陸成功至少證明海上回收技術(shù)上可行。
  ■分析
  為何“獵鷹”能成功?
  近些年來,在美國航天局等政府機構(gòu)的支持下,美國軌道ATK公司、內(nèi)華達山公司、藍色起源公司等一批美國私營航天企業(yè)獲得了長足發(fā)展,太空探索技術(shù)公司更是它們中的佼佼者。
  與股東多為金融機構(gòu)的上市企業(yè)洛克希德-馬丁公司、波音公司不同,太空探索技術(shù)公司是完全屬于其創(chuàng)始人的未上市企業(yè),其特點是企業(yè)高度一體化,有意識地模糊部門界限以促進信息交流;采用高效扁平化管理結(jié)構(gòu)和優(yōu)秀個體組成的小型團隊;其成員能通過交叉培訓(xùn),更多地參與開發(fā)過程,敢于采用創(chuàng)新的設(shè)計和技術(shù);在火箭里采用可靠性高的工業(yè)級元件,而不用成本高5倍的航天級元件;在一年內(nèi)進行4次火箭回收試驗,即使失敗了官方也未追責(zé)和取消訂單。
  馬斯克創(chuàng)建太空探索技術(shù)公司的目標(biāo),是以低成本火箭發(fā)射與傳統(tǒng)航天機構(gòu)競爭,搶占商業(yè)發(fā)射市場。迄今,這家公司以低成本為國際空間站送貨、發(fā)射衛(wèi)星、成功回收火箭等業(yè)績都說明,在航天的某些領(lǐng)域采用商業(yè)模式有利于推動創(chuàng)新、降低成本、高速發(fā)展。
 
標(biāo)簽: 獵鷹9號
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