火箭回收技術

火箭回收技術

火箭回收技術,是指火箭發射後回收,並重複使用的技術。一次性使用的運載火箭發射成本很高,使用火箭回收技術能夠降低發射成本。

火箭回收技術是美國太空探索技術公司10日發射“獵鷹”九號火箭,成功將“龍”飛船送入飛往國際空間站的軌道驗證的。但此次發射更為引人注目之處,在於對火箭進行海上平台軟著陸回收試驗。最終火箭因回落速度失控,與平台碰撞而損毀。該公司CEO伊隆·馬斯克稱:“這次回收算不上成功。”

我國航天專家、《國際太空》雜誌執行主編龐之浩介紹,此次回收試驗實施之前,專家預計其成功率僅50%左右。但太空探索技術公司在未來12個月內還計畫進行12次發射,繼續進行嘗試。他表示,火箭回收並重複使用的技術如果被掌握,可節省宇航發射成本80%左右,將對宇航事業產生重大影響。

龐之浩介紹,目前的運載火箭都是一次性使用,發射成本很高。可重複使用的運載器此前只在美國的太空梭上出現過。按照設計要求,太空梭除外儲箱為一次性,軌道器可重複使用100次,發動機可以使用50次,兩個捆綁助推器可以使用20次,其中許多技術非常先進。

美國於上世紀60年代末提出研製太空梭,目的之一就是為了降低宇航活動的成本。然而太空梭返回後維修量太大,導致成本大大提高,原本估計每次飛行成本約3000萬美元,實際上達到了4、5億美元。30年間,美國5架太空梭共飛行135次,至2011年“亞特蘭蒂斯”號完成“謝幕之旅”,太空梭退出了太空舞台。不過其可重複使用助推器的技術,如今卻被沿用到火箭的重複使用上。

龐之浩說,太空梭的助推器每次用完後,是藉助降落傘落到海里,由海軍打撈。而“獵鷹”9號火箭的回收方式與之不同,是垂直降落,藉助反推發動機實現軟著陸。其中主要有四個難點。

他說,首先要控制好火箭姿態。由於火箭的造型細長,落地姿態不正很容易倒下。太空探索技術公司此前開展的回收試驗,就是因為火箭著陸後側翻毀壞了。

火箭回收技術 火箭回收技術

其次,火箭發動機除了可重複使用,還要具有推力可調的特性。就像嫦娥三號落月時採用的變推力發動機一樣,在不同高度,緩衝發動機的推力要能變化調節。

同時,箭體要採用新型複合材料,在保證較高強度的情況下進一步減輕重量。

此外龐之浩說,鑒於太空梭的“教訓”,可重複使用火箭在回收以後,需只經過簡單檢測維護就能滿足再次發射要求。

在太空探索技術公司此前進行的回收試驗中,火箭返回著陸範圍為十公里。此次試驗的著陸精度要求在十米以內,而且是落在海上平台上,技術難度非常高。發射時間也從去年12月起,先後三次被推遲。

龐之浩說,宇航發射視窗受多種因素制約,首先是看天氣情況;此次發射的“龍”飛船要向國際空間站運送物資,因此要根據空間站的位置確定發射時間,以便飛船能在幾天內趕上;由於火箭要進行回收,還要考慮海上天氣狀況等相關因素。此外還要考慮火箭自身技術性能情況,此前數次推遲發射,都是因為火箭發動機出現種種問題,沒有達到測試要求。

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