为什么spacex火箭海上回收意义重大

作者&投稿:向聪 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
现代军事火箭最初是由哪个国家发明~

德国的V2火箭是原型
二战后 美国和苏联从德国获得了技术。 苏联一开始比较重视,所以出现了第一位航天人。美国后来居上

我国宋朝时开始大量使用。 北宋后期,民间流行一种能高飞的“起火”,它就是利用了火药燃烧后的反作用力,这些“起火”类似于玩赏的火箭。南宋时期,特别是12世纪中叶,这项技术开始大规模用于战场,出现了最早的军用火箭。

SpaceX 选择在海上回收火箭,这主要是因为海上回收能够为火箭发射提供更多选择。

虽然在陆地上回收会简单一些,但只有一小部分任务适合让猎鹰 9 号在陆上回收。还有一个原因,火箭降落时返回发射台需要额外的燃油量,这无疑增加了火箭的负担,减少了有效荷载。如果在海上着陆,由于回收船是机动灵活的,会让火箭省下许多燃料。

火箭发射之后,一旦进入太空,火箭上部分就会与之分离,进入轨道。剩余的部分则需要返回陆地,着陆在离发射台不远的地方。但如果海上着陆,猎鹰 9 号可以「随便」掉在任何地方,回收船只需要准备在预定地点附近。这样子的话,就可以为一些高速飞行、或携带沉重货物的任务节省出空间和燃料。因此,海上着陆显得相当具有诱惑力。

除了燃料因素,还有一个原因是:SpaceX公司没有获得政府的许可对美国加州的范登堡空军基地——猎鹰 9 号发射地附近进行回收作业。



  1.火箭海上回收技术难度非常大。

  首先控制火箭降落姿态很难。要使细长的箭体垂直精确着陆在指定地点很难。在返回过程中,第一级火箭是通过箭上的液氮推力器来调整姿态的,以应对气动扭矩和旋转的影响,使其几乎没有任何滚转,在降落过程中一直与地面保持垂直状态。有人形容其难度犹如“在狂风中让扫帚柄直立于手掌上”。另外,箭体上还有4个可展开的侧翼,它用于通过卫星制导来协助控制火箭朝平台降落,使其最终落地的精度在10米以内。
  第二大难点是要使高速下降的火箭实现软着陆。“猎鹰9号”是通过部分主发动机的2次点火来减速的。在火箭主发动机的控制软件中设置了矢量推力点,它能控制火箭的下落速度。第一级与第二级火箭分离后第一级要2次重新启动火箭部分主发动机,以制动减速。第一次重启旨在降低第一级的降落速度,使其能够降落到距离卡纳维拉尔角数百公里的海面;当第一级火箭快要落入大西洋时,再重启它的另一台发动机,以进一步减速。最终要使火箭的速度由初始的1300米/秒减到2米/秒。另外,在第一级接近海上浮动回收平台前,安装在第一级底部的4个着陆支架要打开,它带有液压减震器,可进一步减少垂直着陆时的巨大冲击,从而在回收平台上软着陆。此前四次回收失败就是由于火箭姿态或下降速度控制不佳导致的。
  2.回收火箭可将发射成本降低至1%
  航天发射成本一直居高不下,送1公斤物质上天的成本在1万~2万美元,重要原因就是发射航天器的运载火箭是一次性使用的。如果运载火箭可以重复使用,就可以大大降低成本,使人类的航天活动产生质的飞跃。就拿“猎鹰9号”火箭来说,其总造价约为5000万美元,而其推进剂的成本只有20万美元。所以如果能回收并重复使用第一级,可节省资金80%;如果第二级也能回收并重复使用,发射成本将降至目前的1%。发射费用降低意味着可以设计比现在便宜得多的卫星,而不必再花费大量资金来确保其拥有很长的寿命,因为发射费用很便宜,如果卫星坏了,再发射一颗填补空缺便是。
  从长远看,可重复使用的火箭还能使人类探访甚至移居其他星球的梦想成真。现在载人航天最大的一个瓶颈就是成本太高,限制了进入太空的人数。如果可重复使用航天技术取得实用性进展,未来会大大加速人类进入太空的步伐。

这个意义得看对谁、以及以后的发展方向。

对于想以一己之力玩火星殖民 (太空叉) 或轨道工业化 (蓝色起源) 的私人老板,频繁地用巨型火箭发射载荷是无论如何都需要的,而建造如此多的巨型火箭、用一次扔一个的成本也是无论如何都承担不起的;为了最终得到可以重复使用的巨型火箭,从当下已经投入商业发射的廉价中、大型火箭上做渐进性改动,利用每一次商业发射后的剩余能力完成回收和复用试验是个不错的选择。

而对于普通发射服务商来说,普通商业发射用的火箭成本已经够低,如果不追求火星殖民、轨道工业化、月球基地之类高大上得近乎飘渺的目标,一次性使用倒也是非常合适的。

对于工业基础薄弱的国家的航天单位来说,由于火箭本身的性能所限,满足本国基本航天目标已是勉力而为,如果一定要追加复用能力、从而使火箭有效载荷减半、进而拖累国家航天发展进程,反而是得不偿失了。

再具体到太空叉的海上回收,其手中的合同决定要发射大量重型同步轨道卫星,在此情况下火箭是无力返回发射场的,海上回收的意义在于令公司在绝大多数发射任务中都能做回收试验,极大地增加了回收试验的机会,进一步摊薄研发和试验成本;火箭生产成本能直接节省多少暂且不论,这么多回收试验的机会可不是随随便便就能得到的。



目前基本上所有的运载火箭都是一次性的,用一次就废了,没法多次利用,这就导致资源的浪费和成本的增加,而马斯克的可回收火箭就可以很好的解决这些短板,一旦技术成熟推广开来,无疑将是革命性的。

2016年4月9日历经四次失败后SpaceX成功实现世界首次海上回收火箭




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凤阳县18283085311: 为什么spacex火箭海上回收意义重大 -
蹉樊瑞联: 火箭回收技术,是指火箭发射后回收,并重复使用的技术.一次性使用的运载火箭发射成本很高,使用火箭回收技术能够降低发射成本.SpaceX表示,实现了火箭的重复利用后,未来发射成本将降低30%.——常识科技篇.

凤阳县18283085311: SpaceX火箭回收成功创历史 有何意义 -
蹉樊瑞联: 意义在于证明“此路已通”. 对于普通发射服务商 / 发射机构来说,意义不是特别重大,因为目前常用的火箭已经足够好了,而发射报价也是被常规客户接受的;由于发射报价中火箭成本往往只占一半,所以即使火箭成本大降也没法令发射报价产生同等降幅. 但对有志于频繁发射巨型火箭的发射服务商 / 发射机构来说意义重大.巨型火箭价格昂贵,打一发扔一发难以承受;而早早就用廉价中、大型火箭做试验的发射服务商 / 发射机构利用试验经验开发可反复回收复用的巨型火箭,可以节省巨额成本.

凤阳县18283085311: SpaceX为什么又一次在海上回收火箭 -
蹉樊瑞联: 为什么 SpaceX 的猎鹰九号火箭要在海上回收?去年 12 月份,SpaceX 好不容易成功回收了火箭.但在海上,这已经是第三次让火箭垂直着陆在回收船上失败了.前两次 SpaceX 尝试海上回收时,火箭悲剧性的爆炸,就更谈不上回收了.海...

凤阳县18283085311: space x 为什么要海上回收火箭 -
蹉樊瑞联: 火箭里面的很多组件非常昂贵,相对而言燃料则要“廉价”很多.如果火箭使用后能回收,可以很大的降低发射成本.

凤阳县18283085311: 成功回收火箭意义有多大 -
蹉樊瑞联: 研发火箭回收技术的目的其实很简单:节约成本.目前,比如马斯克的SpaceX已经算是低成本火箭发射商了.但要把什么东西送进太空,收费还是高达每次6000万美元.成功回收火箭,SpaceX有可能把价格降低到600万美元一次——毕竟那些价格昂贵的火箭部件不用用完就丢了.不要觉得600万美元依然不是个小数字.在这个价格下,商业航天工业就会彻底发生转变.对于许多公司来说,从事太空旅游、太空研究甚至其他与太空相关的业务,都将成为可能.

凤阳县18283085311: spacex成功回收火箭能降低多少成本 -
蹉樊瑞联: 美国SpaceX公司成功实现了火箭的回收着陆,这大大降低火箭的发射成本.但究竟能降低多少成本呢? SpaceX的火箭回收为民营航天业节约了大量的成本.之前,火箭在用于发射任务后,一般会作为垃圾丢弃.这样一来,太空公司的每一次...

凤阳县18283085311: 火箭为什么需要回收 -
蹉樊瑞联: 因为火箭太贵了,几亿美元发射一次,燃料才几千万美元.

凤阳县18283085311: spacex回收火箭成功,会给世界航天带来多大影响 -
蹉樊瑞联: 重复利用可以大幅度的降低成本,可火箭发射的成本降低了不好,以后可以商业化运作,从而提高火箭的使用效率.

凤阳县18283085311: 为什么spacex的火箭不用降落伞回收 -
蹉樊瑞联: 就算是只回收的第一级火箭,其体积和质量都是很大的,如果是选用降落伞式回收,为了减速,就需要面积相当大的降落伞,可能还要多个降落伞一起使用才能有较好的效果,而且地球上海洋的面积占了绝大部分,用降落伞的话,要么是火箭消耗一点能量做姿态调整,返回时降落到陆地上,这样会消耗宝贵的能量,减少有效载荷,要么是直接降落到海里,被海水泡一泡,火箭的发动机就可能被损坏,回收就没有意义了.如果发射后,火箭的最终只能降落在海上,那么就可以搭建一个海上平台,给火箭降落,但是降落伞是不能控制的,所以“猎鹰9号”就被设计成了靠反推减速,这样能靠火箭上的格栏网调整姿态,最后平稳的降落.

凤阳县18283085311: 美国海上回收火箭,有什么意义 -
蹉樊瑞联: 自己家的东西,掉海里了,捞起来拿回去晒晒呗,还能有什么意义……

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