“猎鹰重型”发射的唯一瑕疵 也是亮点！

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“

今天早上
地理君的朋友圈

被最强运载火箭“猎鹰重型”的成功发射刷了屏
在为马斯克和Space X喝彩之时
不得不说
这次大成就当中还是有些小瑕疵的
——火箭芯级没能顺利在无人船上着陆
不过两个助推器却顺利返回地球
并实现了垂直降落

”

来

我们先一起回顾一下

两个火箭助推器垂直降落的精彩瞬间

实现火箭垂直降落

有多难？

怎么样？够震撼吧？

其实Blue Origin公司早在2015年底

成功发射亚轨道飞船New Shepherd时

就实现了火箭第一级使用助推器减速成功垂直着陆

图片来自：123rf.com.cn

图为实现火箭主推进器和助推器回收的示意图

你肯定会问：
这种降落很难吗？
答案是肯定的。
长征七号运载火箭总体设计邓新宇早前接受采访时就曾指出其两大难点：
一是定点难
火箭要从高空精准降落在着陆场
难度堪比百步穿杨
二是点火时机难掌握
点火早了
火箭速度减到零之后
可能又飞回去了；
点火晚了
火箭落地时速度太快
会摔成碎片

早前
麻省理工学院实验室

曾针对自主返回式火箭的着陆技巧
开发出一款软件
玩家可以控制火箭降落
由此了解让火箭垂直降落在平台上有多难：
玩家需利用标准键盘的上下左右键控制火箭的方向
同时左手控制W键控制推进器的推力
H键用于控制火箭前进方向的速度矢量
它需要双手精确微操控制

怎么样？

是不是想想就觉得手忙脚乱了？

实现了火箭垂直降落

意义为何？

既然火箭垂直降落这么难

那研究它究竟有什么意义呢？

去年年末举行的中国航天高峰论坛上

中国航天科技集团公司给出的

每公斤约5000美元的诱人预期报价就是答案

——可重复使用火箭能大大降低发射成本

我们上面解释的垂直降落

其根本目的就是回收火箭

以实现其重复使用

从而降低火箭发射的成本

目前
运载火箭的成本很高
其中大部分成本集中在发动机

以及结构控制等部件上
燃料在所有成本中占比较低
所以国内外专家基本上都认为：
如果能把火箭本身回收
即使牺牲部分推进剂
整个发射成本也有可能会降低

图片来自：123rf.com.cn

鉴于航天飞机发射成本高、风险大，加之政策改变，美国选择了放弃。

火箭回收方式有

三种

中国航天科技集团公司五院研究员庞之浩

早先接受采访时
就曾这解释过这三种回收方式：

壹

降落伞垂直下降

在火箭分离后先进行空中制动变轨
进入返回地球大气层的返回轨道
然后在低空采用降落伞减速
最后打开气囊或用缓冲发动机着陆

图片来自网络

中国运载火箭技术研究院研发中心进行运载火箭子级回收群伞空投试验。

贰

动力反推垂直下降

其空中变轨制动同上
在低空时则采用了发动机反推减速
以垂直下降方式降落地面
此次“猎鹰重型”火箭两个助推器采用的就是这种方案
多数专家认为这一技术可用于太空旅游
既相对简单可靠
又经济实惠

叁

滑翔飞行水平降落

箭体采用翼式飞行体
在变轨制动后
火箭像飞机一样水平降落返回

火箭的垂直降落

有缺点

通过上述对火箭回收的解释
不难看出垂直降落的巨大优势
那为何很多火箭研究机构不加快研究及早使用呢？
邓新宇曾指出
垂直起降技术大约会损失20%-50%的运载能力
简单来说：
第一次火箭能发射10吨的卫星
回收后可能只能发射5-8吨的卫星了

而且

火箭回收后的翻修成本比较高

因此其吸引力对于研究使用大推力、少台数火箭的机构就少得多了

（头图来自：123rf.com.cn，为海上平台回收火箭示意图。未标注出处图片均来自网络。）

微信编辑、排版/Jackie

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