星艦回收表演“筷子”夾火箭:馬斯克的“十月驚奇”所圖者何?
在預期發射時間窗口前僅48小時,FAA突然通知SpaceX可以在周日發射,被笑稱為“火速拿證”。
火箭發射的時間窗口,涉及地球軌道、氣象測量、設備調試、飛控程序反復測試、燃料/氧化劑加注、安保協調等等,是非常復雜、精細的科學,一般需要提前兩周準備。
而“有關部門”沒有想到的是:馬斯克、SpaceX偏偏不是一般的其它公司。那幫拼命三郎發揮霸王硬上弓精神,硬是在短短時間內,完成了幾乎不可能完成的任務,贏得了震撼世界的試驗成功。
責任編輯:陳斌
北京時間2024年10月13日晚8時30分許,美國SpaceX的巨型運載火箭星艦(Starship)第五次實驗,再次取得巨大進展:發射6分多鐘后,第一級被發射塔架上的“筷子”機械臂夾住,成功回收,稍后,上面級在印度洋預定海域成功濺落。Elon Musk在X上發文稱“飛船精準著陸了!實現了兩個目標中的第二個?!?/p>
“星艦”總長121.3米,直徑約9米,近似一座40層的摩天大樓,最大發射重量達5000噸,起飛推力7400噸,LEO近地軌道最大運載能力150噸,第一級SpaceX Super Heavy(超級重型)助推器空重超過200噸。
芝加哥大學航天史學家Jordan Bimm解讀道:使用航天基建去捕獲返回助推器,而不是像獵鷹火箭那樣著陸,這是航空航天歷史上從來沒有嘗試過的事情。CNN報道稱“星艦”第一級“超級重型”助推器已在發射臺完成“歷史性著陸”。馬斯克用不容置疑的成功,制造了他的“October Surprise”(十月驚奇,本指美國大選年十一月初投票日前夕可能出現影響選情的突發事件)。
可復用火箭:從“獵鷹9”到星艦
既然已經有了可復用火箭“獵鷹9”,SpaceX為何還要發展用“筷子”在空中抱住Super Heavy的回收方式呢?僅僅是為炫酷嗎?事實上,這項看起來如科幻電影般的“筷子空中夾”是第二代可復用科技,當競爭對手尚未實現可復用火箭回收技術突破時,SpaceX已經領先了兩代。
第一代可復用火箭“獵鷹9”,自帶可張開的回收支撐腳架,這不但增加了火箭的結構復雜度,而且也增加了艦體結構重量、限制了運載效率?!矮C鷹9”只能回收第一級助推火箭,上面級不能回收,所以回收率尚未做到最優。且其在降落后,要運回港口、放倒運輸、返廠檢修、再度運往發射場、起樹、灌注燃料和氧化劑,然后才能再次發射。這一切都大大增加了金錢和時間成本,1枚箭體每年僅能發射幾次,成本降低仍不夠理想。Musk希望將發射成本從先前約1.5萬美元/公斤,降低到0.1萬美元/公斤,“獵鷹9”目前已降到約0.4萬美元/公斤,但再進一步降成本,就得發展更新第二代回收科技。
“星艦”的“筷子空中抱”就是第二代可復用火箭回收科技:“星艦”不直接落地,省去了開合式支撐腳架,簡化了箭體結構、減輕了結構重量、提高了運載效率。Super Heavy不再經過繁瑣的返廠維修、運來運去的流程,而是被“筷子”抱住后,直接放在發射架上,檢查維修、燃料和氧化劑灌注、再次發射任務的上面級吊裝……同時在豎起的發射架上進行,大大節省了金錢和時間成本。Musk宣稱每個發射/回收塔架每天可發射3艘“星艦”,可能有夸大宣傳成分,但若能做到1周后進入下一次發射循環,1艘“星艦”每年就能進行50次發射,周轉效率提升了一個數量級,這將大大降低運載火箭發射成本、提高經濟效益。
“星艦”的第一級、上面級、火箭主體結構、昂貴的火箭發動機……都可反復多次使用,每次發射僅消耗廉價的甲烷和液氧
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校對:吳依蘭