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作者:淘小白1-8 10:46分类: 互联网

美国宇航局(NASA)同意未来用二手猎鹰9号火箭助推器执行载人任务,从2021年春天的第二次商业载人发射(Crew-2)开始。

图1:2020年12月13日,SpaceX猎鹰9号火箭发射了天狼星XM-7任务,这是其火箭助推器的第七次飞行

腾讯科技讯 1月7日,可重复使用火箭的想法终于在2020年成为主流。随着时间的推移,SpaceX的发射客户明显已经对搭乘猎鹰9号火箭的二手或经过多次“飞行验证”助推器抱以更大信心。

2020年12月份,商业客户Sirius使用发射过六次的猎鹰9号火箭助推器将其XM-7卫星送入轨道。与此同时,美国国家侦察办公室也搭乘五次发射的猎鹰9号火箭助推器发射了其NROL-108任务,这也是美国首个国家安全有效载荷搭载多次重复使用的助推器发射。

美国宇航局(NASA)也同意未来用二手猎鹰9号火箭助推器执行载人任务,从2021年春天的第二次商业载人发射(Crew-2)开始。美国太空军表示,未来也将使用二手助推器发射GPS III卫星。这些都是美国政府机构最有价值的发射任务之一。

当第二家美国发射公司Rocket Lab开始展示可重复使用火箭技术时,标志着又迈出了重要的一步。该公司在整个2020年都在试验如何在重返地球大气层期间保护其Electron火箭助推器返回。在2020年11月份,该公司首次回收了助推器。

The Aerospace Corporation负责发射和企业运营的副总裁兰迪·肯德尔(Randy Kendall)表示:“当我们回顾2020年时,我们会说今年是个分水岭年份。商业、民用和国家安全机构都已发出信号,表示他们打算用回收火箭来发射他们最宝贵的有效载荷。”

NASA在可重复使用太空飞行方面的开创性工作值得称赞。航天飞机是世界上首款可重复使用的发射系统,轨道飞行器和固体火箭助推器经过重大翻新后能够进行多次飞行。但成本并不便宜,对航天飞机在整个项目生命周期内成本的最佳估算现实,每次发射成本约15亿美元。

图2:在进行第七次成功发射和回收后,SpaceX猎鹰9号火箭助推器B1051搭乘回收船进入卡纳维拉尔港

上世纪90年代,NASA资助了“三角洲快艇”(Delta Clipper)计划,以测试垂直起飞和垂直降落技术。最终,该机构从新墨西哥州白沙导弹靶场发射可重复使用的DC-X飞行器12次,最大高度达到3公里。但由于缺乏资金,该项目在1996年发生事故后被取消。

通过猎鹰9号火箭,SpaceX发扬了垂直发射和着陆火箭的概念。从航天飞机上,SpaceX公司了解到,仅仅制造可重复使用的火箭还不够,运载火箭还必须能够快速重复使用,而且成本更低。SpaceX正在实现这个目标,因为其已经将猎鹰9号内核的使用周转时间缩短到不到两个月。虽然猎鹰9号火箭比航天飞机更小,运载能力也更差,但它的每次任务成本约为5000万美元,仅相当于航天飞机飞行成本的3%。

肯德尔说:“在这个行业工作了一段时间的人都在关注这件事,并认为可能还需要很长时间,然而突然之间我们就接近了临界点。毫无疑问,物理学是可以被征服的,问题是经济学能否被征服。未来,我认为大多数公司都会有些零部件可以再利用。我交谈过的每个人都在考虑这一点。欧洲人、中国人和俄罗斯人都有在未来10年内重复利用火箭的计划。”

自2015年12月SpaceX成功回收猎鹰9号火箭助推器以来,时间已经过去了5年。从那时起,该公司已经回收了大约70枚火箭,并重新飞行了49次助推器。在同一时期,SpaceX的主要竞争对手联合发射联盟公司(ULA)已经发射了26次一次性的Atlas V火箭。

SpaceX总裁兼首席运营官格温·肖特维尔(Gwynne Shotwell)说:“我们试飞的助推器比Atlas V过去五年里飞行总数还要多。”由于回收的猎鹰9号火箭助推器已经多次重复使用,并百分之百成功地完成了主要任务,SpaceX的客户和他们的保险公司对这款火箭的信心越来越强。

肖特维尔表示:“我们正在证明所演示的东西。在商业方面,保险界对此做出了适当的回应,商户没有必要为飞行验证支付保费。我记得第一次向保险公司做简报时说过:‘听着,你们会希望人们使用经过飞行证明的火箭。你会发现,当你使用回收火箭的时候,发射会变得更容易。而且,你可以在第一次飞行中解决问题。’”

通过投资于回收再利用能力,SpaceX不仅能够大幅削减每次发射的成本,还腾出了加州霍桑主要工厂的大量工厂空间,因为它不再需要为每次飞行建造9个新的梅林发动机和助推器。

肖特维尔说:“猎鹰9号火箭不用在1年内生产多达40个核心,因为我们正在努力弄清楚工厂的布局来做到这一点,而助推器的生产显然需要大量的空间。不用在1年内制造40个助推器,这对公司的灵活性和其他项目的推进非常有帮助,这一点毋庸置疑。我们把许多猎鹰火箭团队员工转移到了龙飞船项目上。现在,我们正在把这两个团队的员工转移到星际飞船项目中。”

Rocket Lab也在寻求通过可重复使用技术来提高其生产能力,该公司联合创始人彼得·贝克(Peter Beck)表示,哪怕只重复使用一次助推器,也意味着公司的生产能力翻了一番,可以帮助满足客户的需求。

贝克说,他最初对重复使用持怀疑态度,特别是对较小的轨道火箭来说更是如此。近十年前,当Rocket Lab首次开始开发Electron火箭时,SpaceX还没有成功回收猎鹰9号火箭。事实上,当SpaceX制造第一枚火箭时,体积更小的猎鹰1号就曾被尝试重新使用。但SpaceX从未接近成功地将完整的猎鹰1号火箭助推器从海洋中打捞出来。

直到2017年和2018年,随着Electron开始飞行,贝克研究了飞行数据,他才开始相信他的火箭可以安全地返回地球。现在,在完成了一些初步测试并计划在2021年进行更多回收后,贝克已经对此深信不疑。他说:“如果Rocket Lab建造了新火箭,它从一开始就基本上可重复使用。当我看到现在正在研发的新火箭不能重复使用时,我真的感到很惊讶。” (腾讯科技审校/金鹿)

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