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“猎鹰九号”一定要在海上回收吗?   

2016-01-19 21:24:20|  分类: 天文航天 |  标签: |举报 |字号 订阅

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昨天凌晨,SpaceX公司尝试海上回收火箭失败。相比较上一次陆上成功回收火箭,为什么这次选择海上回收呢,中国航天人对SpaceX的火箭回收技术怎么看?

“猎鹰九号”一定要在海上回收吗?
 

在海上平台着陆瞬间的“猎鹰9号v1.1”火箭,因为一条腿没锁定而失败,非常可惜。

 

  北京时间18日凌晨,美国太空探索技术公司(SpaceX)在加利福尼亚州范登堡空军基地,用猎鹰九号火箭成功将Jason-3海洋观测卫星送入轨道。但在随后的海上回收试验中,该公司没能延续此前陆地成功回收的好运。一子级火箭降落海上平台后倒下爆炸,试验功亏一篑。

  航天专家、《国际太空》杂志执行主编庞之浩认为,此次试验面临几种不利因素。

  一方面,这是“猎鹰九号”首次在范登堡空军基地发射,回收地点气候不好,甚至导致转播信号中断。而形态细长的火箭在垂直着陆时,受气流影响非常大。

  另外,上次成功回收的是新版猎鹰九号v1.2火箭,推力、推进剂数量以及精度、姿态、软着陆等控制方面都有增强。而此次试验用的是v1.1系列最后一枚火箭。“过去有两次回收失败,实质上都是火箭反推力不够导致硬着陆。”庞之浩说。

  关于这次SpaceX海上回收火箭失败的原因,目前有两种说法。有人认为仍是火箭反推力不够,着陆速度过大,使支架损坏。但SpaceX称火箭着陆轻柔且精准,是因三号支架没有完成锁定而倾覆。

  庞之浩表示,该公司此前的回收试验中,有过因结构部件问题导致失败的先例,民营航天公司还应在质量管理方面进一步改进。

  当然,SpaceX的脚步不会停止,其计划在2月6日再次发射猎鹰九号v1.2火箭。

  但是一定要在海上采用垂直的方式回收吗?

  中国航天科工集团二院二部研究员杨宇光对此并不看好。他表示,相比在陆地回收,海上回收对火箭落点精度的要求高得多;选择垂直回收方式,对姿态控制要求非常高。加上气候、海浪等,要在这么多影响因素之间找到交集很困难。“即使这次成功,并不代表能提高下次的成功率。要满足的条件太多。”他说。

  但海上回收的最大优点,是在回收点的选择上限制很少,更便于选择火箭一子级的自然落点。

  杨宇光介绍,针对大多数轨道的发射任务,火箭都是向东飞行;飞行过程中,子级分离时运行轨迹通常是向斜上方,分离后会继续向前飞,其落点会比分离点更远离发射点。

  对于“猎鹰九号”来说,大多是从位于美国东南海岸突出半岛的佛罗里达州升空,再往东飞。要想回收只有两个选择:海上回收,或者让火箭飞回陆地。

  2015年12月22日,猎鹰九号火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地起飞,大约2分30秒后一子级分离,调头返回并垂直降落在距发射场不到10公里处。

  杨宇光说,那次发射的载荷质量远低于火箭运载能力,一子级分离后还有足够多的燃料,以调整速度和方向返回发射场。

  有报道称,对于本次任务,SpaceX也曾申请陆地回收,但火箭着陆前要飞越一片濒危野生动物保护区。为避免危及这些动物,美国联邦航空管理局没有批准这项申请。

  由此看来,坚持海上回收并不完全是SpaceX一意孤行、博取眼球之举,其中不乏无奈。

  在2015年举行的第66届国际宇航大会期间,杨宇光与SpaceX负责发射业务的副总裁罗森有过交谈。罗森说该公司有设想在德克萨斯州建发射场,火箭发射后可以在佛罗里达州回收。杨宇光认为,按其思路火箭发射后确实会飞越佛罗里达州,但是该地区形状细长、人口密集,可选择的落点有限。

  他建议在澳大利亚西海岸建发射场,火箭一子级落点正好在陆地上。而且澳大利亚人烟稀少、地势平坦,很适合进行火箭回收。“在前进的方向选择地面着陆点,这是我更推崇的方式。”他说。

  对于此次试验失败,杨宇光觉得非常可惜。他表示,火箭回收方式有很多种,许多国内航天专家更倾向于水平回收方式,可以避免垂直回收固有的不稳定性。

  此外他认为,可回收不代表可重复使用,可重复使用不代表低成本。

  “航天飞机的教训太惨痛了。”杨宇光说,航天飞机的可回收程度非常高,但成本仍高得惊人。“两个固体火箭助推器落入大洋,用船打捞,费用很高。收回来的部件还需全面检测,更换损坏的零件,比如轨道器上安装的24000块防热瓦,要一块块检查。”他说,“各种成本加起来还不如一次性使用划算。”

  庞之浩也认为,未来火箭回收技术还要攻克一大难关,即火箭回收后只需经过简单低成本维修和加注燃料就能再次发射,就像飞机发动机那样。但这是极大的挑战。

  “航天器可重复使用技术应该发展,但采取什么样的设计思路和途径,还有待进一步探索。”杨宇光说。

来源:腾讯太空

  更多阅读:http://www.yunzhitai.com/list-15.html

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