spacex(猎鹰9号助力NASA,SpaceX有多强?)

提问时间:2022-10-11 18:38:38阅读数:881

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美东部地区时长10月5日在下午12点,SpaceX 应用猎鹰9号向国际空间站发送了搭乘四名航天员的 Crew Dragon 宇宙飞船。

宇宙飞船搭载了4名航天员,妮科尔?曼(美)、约什?卡萨达(美)、若田光一(日)和莉娅?股票基金娜(俄国)。这也是该宇宙飞船初次搭载了俄罗斯宇航员。

进到国际太空站后,航天员将于路轨试验室日常生活 5 月,然后进行 200 多种科学试验。

猎鹰9号多么牛?

猎鹰9号“不锈钢”埃隆马斯克集团旗下SpaceX企业的一款火箭,具备大推动力、可回收性等特点,是埃隆马斯克“火星计划”的动力源。

众所周知埃隆马斯克的特斯拉电动车,甚至还有许多网友早已开上这一款车辆。可事实上特斯拉电动车仅仅谋利专用工具,真真正正的高新技术是猎鹰火箭。

猎鹰9号火箭高70米,孔径3.7米,最大载重量15.6吨,近地轨道运输能力22.8吨,同步轨道运输能力为8.3吨,火花运输能力为4.02吨。

猎鹰9号15.6吨载重量纪录要在2019年11月11日创造出来的,在2021年4月初次执行了载客每日任务,将4名航天员送进外太空,猎鹰9号还能够一次将50多个星链卫星送进预订路轨。

但是,这些都不是猎鹰9号最强的地方,它“可回收”、“可多次重复使用火箭汽车发动机”技术,才是真的强大。

绝大多数火箭发送后,火箭汽车发动机、整流罩等基础就报废了,消耗比较严重,更形成了非常大的成本费,如果可以将火箭的一级回收,就可减少70%成本,将极大的推动航空航天事业发展。

SpaceX企业理解了可多次重复使用火箭汽车发动机技术,火箭推进器可以实现5次左右的多次重复使用,此外火箭整流罩也完成了多次重复使用,这能够降低火箭发送成本费。

2014年10月19日,SpaceX企业发送的“草蜢”火箭造就了一项新记录:火箭由发射塔打火后飞到744米上空,接着又垂直降落回发射塔,而且火箭外型完好无损,SpaceX完成了多次重复使用运输火箭的“关键一步”。

伴随着“可回收”技术成熟的,2016年7月此项技术很好地应用在猎鹰9号运输火箭上。

截止到2022年3月猎鹰9号共释放了145次,多次重复使用频次超过一半(83次)。

有关资料显示:2017年,雷影9号开始“多次重复使用”。当初就达到5次,2018年达到11次,2019年8次(新发送仅是3次),2020年21次(新发送仅是5次),2021年达到29次(新发送为2次),2022年一季度达到9次。

这足以证明SpaceX对火箭的重复使用在逐年递增,也反应出此项技术愈来愈娴熟。

2022年9月,一枚编码为B1058的猎鹰9号火箭取得成功执行了第14次发送每日任务,回收后,也要进行第15次发送,换句话说这也是人类航天史上第一枚15手火箭。

这颗火箭回收后,已经彻底成了灰黑色,SpaceX公司的标志又被遮没有了,底部9台梅林固件1D汽车发动机也黑得像底锅,但维修保养之后仍然能够应用。

而全部SpaceX企业,也有2枚14手、3枚13手,及其一堆10手左右猎鹰9号火箭。与此同时埃隆马斯克在自己的社交平台上说:“到现在为止,火箭复飞无明显(频次)限定”。

猎鹰9号回收技术

猎鹰9号使用了竖直回收技术,即火箭一级分离出来后,通过姿势调节、驱动力回飞、滑跑、驱动力再进、竖直降落五个环节,在高精度导航制导技术下,以预订速度与竖直姿势到达回收地址。

猎鹰9号回收地址能够在地面上,还可以在水上。

SpaceX企业成功克服了精确制导导弹、然料分派、发动机推力调整三大难题。

推动力调整层面:

在一级火箭最大的气体压力段实行了节流阀操纵,积极减少了发动机推动力,可以这么说壮烈牺牲一部分火箭特性做到减少气动式荷载的效果。

一级火箭达到目标待机后,在预订的时间节点及相对高度逐渐再次打火,开展姿势优化与降速姿势。

然料分派层面:

将第一级火箭的射速作出调整,使之更为竖直,那样能够减少航行,做到节省回程能源的目地。

这种计划方案也同样壮烈牺牲火箭的载重量特性,还好SpaceX企业做到了极致二者平衡。

精确制导导弹层面:

竖直回收计划方案,姿势调节、降落时间及竖直降落时间都比较短,这就需要精准的制导技术技术。

SpaceX企业也理解了这其中的秘密,精确的实现了竖直回收。

总体来说,SpaceX目前已经克服了然料最佳难题、驱动力降低难题、着陆点、运动轨迹提升等。怪不得埃隆马斯克还说要火星登陆,原先早有打算。

要实现国内火箭回收,加速我国航天事业发展趋势,网友也是脑洞大开给出了多种多样火箭回收计划方案:

第一种:类似航天飞船,提升火箭舱段外观设计,内嵌伸缩飞机翼。当火箭达到目标后,开启飞机翼,从万米高空立即飞回。

第二种:直升飞机上空爬取,SpaceX公司就选用过这种方法。火箭第一级分离出来后,开启滑翔衣,慢慢降低。直升飞机前去策应,外伸勾子勾住滑翔衣。

第三种:绳网回收,在地面上设定材料的绳网,当火箭的一级落到绳网地区时,传感器便会磁感应到绳网,随后操纵绳网积极野河用火箭。

第四种:立即在地面上找一个几十米深,多少公里宽深坑,填入缓冲材料,操纵火箭立即落到深坑中就行了。

那样国内火箭回收技术怎么样呢?与SpaceX企业差别又到底有多大呢?

中国火箭回收技术怎样?

中国有火箭回收技术吗?答案就是“有”

深蓝色航空航天号称是一共版SpaceX企业,该企业成立时间2017年,公司总部北京市,是一家商业航天领域内的初创企业。具有运输火箭研发、液态火箭汽车发动机研发、火箭回收能力。

在火箭回收层面,企业研制的“星轨-M”1号实验箭发送起飞后,完美完成起降到着陆。

“星轨-M”火箭抬升至1千米高度后,取得成功实现了横向和纵向挪动,着陆后,间距靶子定位误差不上0.5米。

这表明深蓝色航空航天涉及到了最少下列4种技术:

1、伞降回收技术;

2、“路面网系降速索”或“木筷夹紧”回收设备竖直回收技术;

3、火箭驱动力垂直发射、小型提升机回到、水准着陆技术;

4、竖直回收航行技术。

可以这么说深蓝色航空公司实现了火箭回收技术从0至1的创新,这真的是令人钦佩的。可是我们也应该高度重视与SpaceX之间的差距。

火箭回收的技术难度系数与火箭重量、推动力尺寸、速率、抬升相对高度正相关,

1、火箭越多回收难度系数就越大;

2、发动机推动力越多回收难度系数也就越大;

3、火箭的飞出速度、抬升相对高度越多回收难度系数也就越大。

深蓝色航空航天的“星轨-M”火箭仅有几米高,发动机推力也就只有多吨重。而猎鹰9号高70米,重549吨,载重量达15吨,近地运输能力也达到了22吨。

可以这么说从各方面看来,“星轨-M”和猎鹰9号都难以一概而论,把2款火箭放在一起的话,“星轨-M”便是一个玩具。

万里长征火箭打开回收实验

除开深蓝色航空航天这种民企,中国国家队还在抓紧科学研究火箭回收技术。

中国首创的绳网回收技术就极具看头,这一套系统软件由两个部分组成,一部分是“拖盘系统软件”,另一部分是“绳网系统软件”。

“拖盘系统软件”看上去是材料制作而成的栅格数据板,最底层是隔热保温隔板,中间排烟系统安全通道。能够防止火箭三角架跑偏,防止火箭尾焰烧灼,与此同时排出来粉尘。

“绳网系统软件”主要是由捕获绳网,均衡绳网、感应系统构成。传感器根据磁感应发觉火箭,绳网根据控制板移到火箭下边,精确捕获。

这一套回收在系统2022年2月被有关医学专家明确提出,其看上去实际操作更为简易,只要保持绳网系统软件清晰地勾住火箭就行了,拖盘系统软件只会在绳网跑偏时候用的上。

提到跑偏,SpaceX就遇到类似事情。

那时候猎鹰9号在做完运输任务完成后,逐渐竖直回收。当一级火箭着陆到没有人船里时,火苗并没灭掉,以后火箭出现了跑偏安全事故,点燃更为强烈,当场烟雾四起。

过后,埃隆马斯克表述:一级火箭降落后,出现意外瓦解,但无人艇完好无损。

而我们国家的绳网回收技术,最重要的是要提升捕获的精确度、敏感性、精确度。保证火箭在越过绳网的一瞬间,精确野河用,不然会出现捕获不成功,火箭瓦解风险。

为了保证火箭回收精确准确无误,在我国逐渐了很多的实验、论述。

2020年,对万里长征8号中小型火箭实行了回收实验。

万里长城8号运输火箭是中国国家队第一款总体目标回收火箭,高50米,重356吨,方案于2025年前后左右完成一级与推进器总体竖直回收及多次重复使用,变成国家队发送商第一款复所使用的回收火箭。

在超重型火箭回收层面,依然在研发阶段,预计2035年完成回收。超重型火箭型号规格便是服役的长征九号。

  • 长短110米,孔径达10.6米;
  • 起降品质达到4122吨,
  • 近地轨道投放水平为150吨,是猎鹰9号7倍;
  • 地月转移轨道投放水平为50吨,是猎鹰9号6倍;

选用三级汽车发动机技术,一级为6台200载重吨液氧甲烷汽车发动机;二级为4台120载重吨氢气补燃汽车发动机;三级为1台120载重吨氢气补燃汽车发动机。

中国火箭回收技术已经平稳的实施,但是和SpaceX有显著差别也是事实。

写到后来

NASA在火箭发送每日任务上一再受挫,在我们猜疑美国火箭技术,乃至阿波罗登月计划时,SpaceX企业迅猛发展,在火箭回收技术上名列前茅。

我们国家的长征系列火箭执行了数次艰巨的任务,在一次火箭行业技术领先,但在火箭回收技术层面仍需努力。

大家期盼着万里长征火箭再一次领跑!


我就是高新科技铭程,热烈欢迎一同探讨!

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