在半空中接住坠落的火箭并将其带回岸上
火箭实验室——美国的一家小型火箭公司
在新西兰东海岸的最近一次发射中
完成了这一壮举,
准确的说只完成了前一半。
火箭实验室朝着火箭可重复使用的目标
迈出了第一步,
目前实现轨道级火箭重复使用的公司
只有伊隆·马斯克的太空探索技术公司。
火箭实验室能否迎头赶上?
他们的回收方式有何不同?
在2015年马斯克曾经说过,
如果人们能实现像飞机一样有效地重复使用火箭,
那么进入太空的成本将降低100倍。
从来没有哪家机构实现火箭的全部复用,
能做到火箭的全部或部分复用,
将革命性地改变进入太空的版图。
从那时起,SpaceX一直致力于火箭复用,
目前猎鹰九号火箭着陆和重复使用,
已经成为家常便饭,
SpaceX创造了一个火箭复用的新时代。
实际上,NASA的航天飞机也是部分重复使用的,
但是每次飞行后,
需要进行大量且昂贵的检修工作,
它们从来没有兑现像客机一样运营的初衷。
在2015年,蓝色起源成为第一家
将可重复使用的火箭落在着陆场的公司。
蓝色起源表示,未来的太空旅游
和人类要居住在其他星球,
依赖于可重复使用的交通工具;
蓝色起源已经将创始人贝佐斯送入太空(亚轨道),
但是蓝色起源还未完成一次轨道级发射。
回到SpaceX的火箭可重复使用问题上,
结果一目了然。
在2022年的一季度,
一家分析公司的数据表面,
SpaceX在所有指标上均领先于其他机构。
目前,2022年已经过了5个月,
SpaceX正在坚定不移的朝着CEO马斯克
制定的全年每周一次猎鹰火箭的发射目标而努力。
SpaceX火箭重复使用的威力确实震撼了世界。
一旦火箭重复使用
不再被视为无法解决的难题,
重复使用将极大增加发射效率,
降低发射成本,
这对于任何火箭创企来说,
都是不可抗拒的诱惑。
火箭实验室CEO彼得·贝克曾扬言,
如果火箭实验室走上重复使用的道路,
他将吃掉一顶帽子。
在复用带来的红利诱惑下,
去年贝克改变了主意,
他将帽子放进搅拌机,
吃掉了帽沿的一些碎屑。
贝克透露,火箭实验室的工程师
对火箭复用的问题
进行了更加仔细的研究,得出结论:
电子火箭的回收比方案设想更具有可行性。
在最近的一次发射直播中,
火箭实验室使用一架改装的直升机
成功在半空接住了
一枚执行轨道发射任务的电子火箭一级,
但火箭实验室的可重复使用技术
和SpaceX究竟有什么不同?
随着贝克对复用态度的转变,
火箭实验室成为继SpaceX公司之后,
第二家认真研究回收
和复用轨道级液体火箭的公司。
而像电子火箭那样的小型火箭的回收
与猎鹰九号火箭的回收方法完全不同。
电子火箭需要使用所有推进剂,
将载荷送入轨道,
这排除了其采用像猎鹰九号那样反推着陆的可能性。
猎鹰九号采用了返回过程中多次点火、
超音速飞行逆向推进、可操控栅格翼,
反推着陆和着陆腿技术实现回收,
而电子火箭只能依赖于几个降落伞来减速,
采用小型冷气推进器来进行姿态控制,
在半空中被一架改装的直升机捕获。
电子火箭与猎鹰九号巨大的尺寸差距,
令二者的回收无法直接对比。
从质量上看,电子火箭的回收
更接近猎鹰九整流罩的回收,
猎鹰九号每瓣整流罩重量为1吨左右,
空载燃料再入的电子火箭也是这么重。
猎鹰九的整流罩只是通过冷气推进器控制其姿态,
完全被动再入大气,
并部署一个受GPS系统制导的翼伞,
减速后缓慢溅落在海水表面。
然后等待的船只将整流罩从海中捞出。
这和火箭实验室之前的几次电子火箭试验
在太平洋海水中回收流程基本一致。
曾有一段时间,SpaceX尝试使用几艘
改装的带有大网的船
来捕获半空中返回的整流罩,
但当SpaceX发现从海水中打捞出来的整流罩
也很容易重复使用的时候,
SpaceX就放弃了这种看起来费力不讨好的捕获尝试。
SpaceX觉得整流罩空中抓捕是事倍功半,
而电子火箭依然追求这种基于空中捕获的回收,
这是因为液体火箭发动机在海水中浸泡后,
可靠且经济性得重复使用的可能性几乎为零,
这是火箭回收与整流罩回收不同的地方。
从这个角度来说,
火箭实验室的首次火箭发射实战回收
并不能算得上是成功,
虽然火箭实验室成功在半空实施了抓捕,
但当直升机驾驶员注意到
火箭的负载特性与其测试阶段相差甚远时,
选择按下释放火箭的按钮,
提早将电子火箭扔在了海水中。
电子火箭软着陆于海水中,
由一艘回收船打捞回基地,
经海水浸泡后,
这枚电子火箭箭体几乎不可能再复用了。
有趣的是,这并不是人类第一次尝试
从半空中捕捉从太空中返回的物体。
在20世纪60年代,美国在运输机后面拖一条长钩,
来抓捕装有间谍卫星胶卷的罐子,
目前火箭实验室采取的技术与冷战时期的技术很相似。
胶卷罐子从太空再入地球大气,
并使用降落伞不断减速,
达到飞机可以捕获的下落速度。
NASA在2004年也尝试在半空中抓捕
一个装载有太阳风粒子的样品返回舱,
但是直升机空中抓捕失败,
因为返回舱的降落伞没能打开,
最终样品舱坠毁在犹他州的沙漠。
火箭实验室的这次回收虽未能以成功收场,
但电子火箭仍将几个付费用户的34颗
小卫星或载荷送入了轨道,
在半空中短暂抓捕了火箭,
也算为下次成功积累了经验。
接下来,火箭实验室只需要进行
更多的练习和一些小的优化,
就可能实现完美的回收。
这样火箭实验室就可以把重点移到下一个目标:
电子火箭的首次重复使用,
这将是火箭实验室的一个里程碑事件。
火箭实验室复用成功后,
下一个问题就会是,
火箭实验室能动摇SpaceX在小卫星市场的地位吗?
火箭实验室的定位和目标是
提供比SpaceX的猎鹰火箭更便宜的运载器,
目前它在小卫星市场的主要竞争者
正是可执行小卫星拼单发射的猎鹰九号。
火箭实验室目前从美国太空军那里
签署了一笔2440万的合同,
需研发一款能够发射当前电子火箭运力25倍的火箭。
火箭实验室的中子火箭,
目标为可发射7650千克载荷,
仍然无法与SpaceX的猎鹰九号相匹敌。
贝克意识到如果想要在航天工业中与SpaceX竞争,
就必须拓展火箭实验室的业务,
公司需要大胆前进。
这就是本篇文章的全部内容了,
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