英國最大的通信衛(wèi)星公司——國際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat）與美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）日前成功開展了首次合作。據(jù)英國廣播公司網(wǎng)站16日?qǐng)?bào)道，美國時(shí)間15日晚19時(shí)21分，SpaceX公司的一枚“獵鷹9號(hào)”火箭將Inmarsat的一顆巨型通信衛(wèi)星送入太空。SpaceX這次沒有嘗試回收火箭，但這次發(fā)射距離上次發(fā)射一顆軍事衛(wèi)星僅兩周，這意味著SpaceX開始追平3年前創(chuàng)造的最快發(fā)射頻率——兩到三周發(fā)射一枚火箭。
傳奇人物埃隆-馬斯克
作為SpaceX創(chuàng)始人，埃隆-馬斯克（Elon Musk）被稱為現(xiàn)實(shí)版的“鋼鐵俠”：從研發(fā)環(huán)保電動(dòng)跑車，到成立自己名下的太陽能公司；從參與創(chuàng)立和投資Paypal（目前全球最大的在線支付提供商），到研制可重復(fù)利用火箭和未來交通工具,馬斯克創(chuàng)造了太多的不可能。其中，最濃墨重彩的要數(shù)最近幾年馬斯克投入全部精力的SpaceX公司。
馬斯克和Space X
太空探索科技公司Space X
SpaceX公司成立于2002年6月。2008年12月，SpaceX獲得NASA價(jià)值16億美元的商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)合同，開始了它的高速發(fā)展之路。
SpaceX成立十多年以來，在航天領(lǐng)域異軍突起，成為一顆閃耀的新星，這是因?yàn)樗鼊?chuàng)造出了一種新的航天發(fā)展模式——低成本商業(yè)發(fā)射模式。公司的唯一目標(biāo)就是降低成本、提高可靠性，迅速研制出“能飛的火箭”。
馬斯克曾表示，制造能重復(fù)使用的火箭，才是人類航天的未來。一枚火箭的成本，燃料僅占很小一部分，火箭的導(dǎo)航控制系統(tǒng)、燃料儲(chǔ)箱和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等部分才是絕對(duì)的大頭。
如果一枚火箭可以重復(fù)使用，就可以大大降低發(fā)射成本?；鸺某晒厥諏⒐?jié)省資金高達(dá)75%以上，最終成本只有我國目前火箭發(fā)射成本的十分之一甚至更低。此外，它還將提高登陸的安全性能，使得火箭這種軟著陸技術(shù)手段在未來登陸火星上發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
Space X運(yùn)載火箭的垂直回收
默林火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和“獵鷹1號(hào)”運(yùn)載火箭Space X
默林火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是SpaceX研制的第一個(gè)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，采用燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)，使用航空煤油和液氧作為推進(jìn)劑。這款發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量輕，推重比大，并且價(jià)格低廉，它被用于“獵鷹1號(hào)”和“獵鷹9號(hào)”運(yùn)載火箭來實(shí)現(xiàn)海上回收和重復(fù)使用。
獵鷹1號(hào)火箭和它尾部的默林發(fā)動(dòng)機(jī)
“獵鷹1號(hào)”火箭由兩節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)組成，第一節(jié)使用默林發(fā)動(dòng)機(jī)，第二節(jié)使用Keserel發(fā)動(dòng)機(jī)?！矮C鷹1號(hào)”可不經(jīng)特殊處理就發(fā)射，第一節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)利用降落傘系統(tǒng)減速降落至海面，找回并重復(fù)使用。
在SpaceX的測試中，默林發(fā)動(dòng)機(jī)回收過程完美，相應(yīng)的發(fā)射金額也如預(yù)期的降低，每次只要670萬美元。然而在“獵鷹1號(hào)”的第一次發(fā)射中，默林引擎在發(fā)射中著火，回收結(jié)果失敗。
獵鷹9號(hào)火箭和它的回收技術(shù)
為了實(shí)現(xiàn)移民火星的理想，火箭的回收繼續(xù)成為SpaceX發(fā)展的重中之重。
2010年6月4日，SpaceX的“獵鷹9號(hào)”首次成功發(fā)射。它同樣有兩節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)，第一節(jié)有九臺(tái)默林火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，第二節(jié)則只有一臺(tái)。根據(jù)SpaceX的遠(yuǎn)期計(jì)劃，兩節(jié)皆可被完全回收重復(fù)使用。
“獵鷹9號(hào)”火箭發(fā)射時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)部分特寫
“獵鷹9號(hào)”火箭所采用的回收方案是采用動(dòng)力反推實(shí)現(xiàn)垂直下降。在返回過程中，第一級(jí)火箭通過箭上的液氮推力器來調(diào)整姿態(tài)，以應(yīng)對(duì)氣動(dòng)扭矩和旋轉(zhuǎn)的影響，防止箭體在下落過程中出現(xiàn)滾轉(zhuǎn)。同時(shí)，箭體的四周安裝了四個(gè)柵格翼，以增加火箭在回收著陸過程中的穩(wěn)定性，控制火箭向地面的平臺(tái)降落。
“獵鷹9號(hào)”一級(jí)火箭上的柵格翼
除了在下降過程中對(duì)火箭的姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整外，利用發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火來控制下降速度也是另一項(xiàng)極其重要的回收保障。
在第一級(jí)與第二級(jí)火箭分離后，第一級(jí)通過兩次重啟火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)減速。到火箭快要落入大西洋，重啟另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，使火箭從最初的1300m/s的速度減到2m/s，配合帶有液壓減震器的四個(gè)著陸支架，使其最終可以實(shí)現(xiàn)落地精度小于10m。
運(yùn)載火箭垂直回收的預(yù)期效果圖
“獵鷹9號(hào)”回收曾在最后部分出現(xiàn)了意外。主要是由于發(fā)動(dòng)機(jī)在減速控制上并不十分準(zhǔn)確，加上海上風(fēng)速較大，導(dǎo)致降落速度未能控制良好，使得箭體落在回收平臺(tái)上的速度仍然很大，最終箭體傾倒，未能實(shí)現(xiàn)完美的回收。但是距離最終馬斯克想要追求的效果已經(jīng)近在咫尺，SpaceX也在為下一次的火箭發(fā)射并回收積極準(zhǔn)備，蓄勢待發(fā)。
獵鷹9號(hào)”火箭著陸失敗
天龍?zhí)柼沾―ragon V2）
2015年5月30號(hào)，SpaceX公司發(fā)布第二代龍飛船（Dragon V2）。這是全球首個(gè)由私營公司推出的載人飛船，一次最多可運(yùn)送7名宇航員前往國際空間站。根據(jù)NASA和SpaceX的規(guī)劃，天龍二號(hào)有望在2017年正式飛往太空。
天龍?zhí)柼沾―ragon V2）駕駛員艙
據(jù)馬斯克介紹，天龍二號(hào)可以返回地球并能“像直升飛機(jī)一樣精確地降落在任何地面，并且它可以快速地重復(fù)使用。你只需要重新注入推進(jìn)劑，然后就可以再一次體驗(yàn)太空旅行”。
天龍二號(hào)載人飛船使用通過3D打印技術(shù)制造SuperDraco反推火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，每具發(fā)動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生16000磅的推力，這使得天龍二號(hào)能像直升飛機(jī)一樣，依靠推進(jìn)器精準(zhǔn)地降落在任何地面。
天龍二號(hào)有著陸支架，配合反推發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)后可以垂直降落，這種著陸技術(shù)與聯(lián)盟飛船、神舟飛船完全不同，可以實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用。這一點(diǎn)在未來的火星任務(wù)中體現(xiàn)，這也使得著陸火星正在成為可能。
此外，天龍二號(hào)的成本也十分有優(yōu)勢。據(jù)估算，Dragon V2每次飛行的成本在2000萬美元左右，相比較美國宇航局購買一個(gè)聯(lián)盟號(hào)座位要便宜很多。
天龍?zhí)柼沾―ragon V2）
雖然SpaceX運(yùn)載火箭的回收經(jīng)歷了多次失敗，但是每一次試驗(yàn)都距離成功更近了一步，差距不斷減小是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然，馬斯克移民火星的夢想不再遙不可及。
這位新時(shí)代的“鋼鐵俠”對(duì)未來充滿信心，相信在不遠(yuǎn)的將來，火星之上將出現(xiàn)人類的身影，太空之旅將成為更多人的全新選擇。
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