【行业资讯】马斯克的SpaceX又又又创造了人类历史,那接下来呢?

2016-05-05

【行业资讯】马斯克的SpaceX又又又创造了人类历史,那接下来呢?

2016年04月11日

编者按:从人类最初的时间开始,祖先们就仰望和崇拜着我们头顶的这片星空,随着人类文明的进化,心中的好奇心也从萌芽开始开花结果。1957年10月,前苏联发射了人类第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”,它标志人类真正意义上迈开了进军太空的步伐。从此航天技术一发不可收拾,送人去外太空,登月、发射空间站、探索火星等等,然而所有进一步的努力,都受限于两个字,费用。

  通常,小型运载火箭发射一次大约需要2000~3000万美元;中型运载火箭发射一次大约需要6000~15000万美元;大型运载火箭发射一次大约需要2亿美元以上。美国研制的用于登月的运载火箭,单枚成本高达1.85亿美元,“大力神”Ⅳ火箭发射一次的总成本高达3.5亿美元。成本,已经像当初的地心引力一样,成为人类奔向太空的最大制约因素之一。而可重复使用的火箭,无疑将是突破目前困局的利器,火箭回收技术可以让发射成本减少99%。因此该技术才得以入选“2016年麻省理工科技评论十大突破技术”。

  周五注定是要载入航天史的一天。一枚火箭发射进入了太空,这还不是大新闻。但是随后,它又飞了回来并降落在茫茫大海中一个无人控制的驳船上。

  这枚火箭是由埃隆·马斯克建立的商业航天公司SpaceX制造的猎鹰9号。就其本身而言,利用反推进系统降落已经是一个重大的科技成就。但是,这次着陆更大的意义在于,这是实现可靠地送人类离开,或许甚至是永久离开地球中的重要一步。

  马斯克在降落不久后召开的新闻发布会上说,“为了使我们能真正打开通向太空的大门,我们必须实现全面且快速的火箭可重复利用。”

  一枚猎鹰9号火箭耗资达6千万美元。据马斯克说,每一枚猎鹰9号理论上可以重复利用10到20次。向猎鹰9号加注燃料的成本仅为20—30万美元,所以即使考虑每次发射之间的修复成本,每次发射时的边际成本都将下降至少100倍。

  但是可回收火箭来之不易,这已经是这家公司第六次尝试在海中着陆了。在其峰值时,猎鹰9号推进器的速度达到了每小时6000英里,同时还搭载了120吨的负载。马斯克说,“这确实就和标枪一样。”同时,在运行至其轨道的最高点时,火箭几乎是沿着平行于地球表面的方向飞行。

  在其降落时,火箭需要旋转一定角度,以确保其引擎朝向正下方。随后它要穿越强劲的高层大气风。同时!同时!火箭的目标——那艘叫做“当然我依然爱着你”(Of Course I Still Love You)的驳船——位于茫茫大海中,这意味着它正随着波浪俯仰,翻滚和移动。幸运的是,这艘驳船配备了四个强大的,可360度旋转的底部发动机来保持稳定。

  自从Nasa开始将“水星”号宇航员送上太空以来,引擎与推进器最终都被抛弃于海洋中。这些火箭中的绝大部分最终都沉入了海底。当然,部分航天飞机的组件可以回收,轨道舱本身也能降落在跑道上。直到这个星期五之前,从未有过一个升入太空的火箭最后能够返回并垂直降落在海中。

  对于这个新一代的私人航天公司而言,这确实是一个激动人心的时刻。仅仅五个月之前,Blue Origin 将其“新谢泼德”号(New Shepard)火箭发射入太空中,并最终在德州西部实现垂直降落。SpaceX紧随其后,在去年十二月份将尺寸更大,动力更强的猎鹰九号火箭不仅飞向太空,而且将一颗卫星送入了轨道,然后在佛罗里达海岸边的发射场附近着陆。现在 SpaceX 又在海上降落方面迈出了极为重要的一步。

  他们究竟是怎么将发射火箭与降落火箭放在同一天的?下面就是怎么实现的。

  

  大约几周之前,主要的载荷,比格罗可充气活动太空舱(Bigelow Expandable Activity Module)装进了龙飞船的货仓中。

  

  在发射前一天,龙飞船与货物在4月8日飞往国际空间站之前。

  

  龙飞船被紧密的包裹住。

  

  转瞬即逝的发射窗口意味着猎鹰9号必须按时发射。

  

  对于发射来说,几乎是完美的一天,天上几乎没有云。

  

  猎鹰9号的9个引擎能提供超过一百五十万磅的推力。

  

  在着陆之前,埃隆马斯克在推特上分享了这张从自动无人船上发来的照片。

  

  猎鹰9号火箭在周五中午降落在无人驳船上的屏幕截图。

  

  那接下来呢?

  火箭已经降落了,那么现在有什么计划吗?

  马斯克说,“我们现在有点像一只刚刚赶上公交车的狗,我们现在应该做什么?”但是长远来看,SpaceX当然对计划心里有数:尝试真正的火箭再利用。

  在其降落之后,焊剂将火箭的支架与驳船(它拥有引擎,所以是一艘真正的船)固定在一起,以防止火箭因海风与海浪而发生倾倒。在驳船靠岸以后,一个起重机将会把火箭提起,收起其支架,并将其水平地放置在一个拖车上。拖车将带着火箭驶向卡纳维拉尔角的39A发射场,在那里工作人员将测试引擎点火。“如果一切顺利”,马斯克说,“我们将有信心进行轨道飞行”。

  在未来的几个月中,SpaceX已经计划再进行数次海上着陆。当然,还包括在陆地上的着陆,因为陆地着陆难度更小,同时也更容易回收。马斯克预计,未来SpaceX的着陆应该一半在海上,一半在陆地上。

  到今年年底,马斯克预计公司将每隔两到三个星期发射一枚火箭,以获得更好的数据来了解每次成功着陆或者不成功着陆的原因。马斯克说,“我认为当这变得很寻常时,我们就成功了。”他的意思是,每次火箭着陆都像飞机着陆一般寻常。最终,一次成功的着陆再也不会成为什么新闻。

  但是即使SpaceX成功的实现了重复利用猎鹰9号火箭,挑战依然存在。SpaceX的其他火箭,如猎鹰重型火箭,是按着将航天器送到更高的,地球同步轨道的目标设计的。这意味着,SpaceX需要同时实现三个独立的推进器的着陆,而且推进器的温度更高,速度也更快。“峰值热量的增加正比于速度的三次方,所以火箭很可能已经接近熔化温度了。”

  重型火箭同时也是通向其他世界的船票。马斯克说,今年晚些时候将在墨西哥召开的一个会议上,他将会宣布在火星上建立一个城市的路线图。前往火星,同样十分昂贵,同时难度很大。马斯克说,“但至少这将非常有趣。”

  文章来源:DeepTech深科技