SpaceX或將再創歷史:使用回收助推器發射火箭

SpaceX或將再創歷史:使用回收助推器發射火箭

BI中文站3月29日報道

馬斯克(ElonMusk)的SpaceX航空公司本週將再度嘗試創造歷史,它計劃在3月30日首次再發射和再回收一枚已經使用過的獵鷹9號火箭助推器。

此次的任務是將電信公司SES的一顆衛星送入地球軌道。一位太空飛行專家稱,如果一切順利的話,此次發射將在降低太空探索成本方面產生革命性影響。

這對於SpaceX來說是一個“成敗在此一舉”的關鍵時刻。

SpaceX將在3月30日嘗試兌現其大幅降低火箭發射成本的承諾。它的目標是再發射並回收獵鷹9號火箭的一級助推器。SpaceX曾在2016年4月8日發射過這枚火箭,當時它將一顆衛星送入了地球軌道,然後落回地球併成功地著陸於大西洋上的一艘無人船上。

SpaceX打算進行的這項嘗試是前所未有的,因為現在火箭發射之後,幾乎所有的火箭組件都會墜入大海,沉入海底。助推器通常是多級火箭中造價最高的組件,它的成本高達數千萬美元。

SpaceX公司CEO格溫·肖特維爾(GwynneShotwell)曾經說過,循環使用火箭助推器可以將獵鷹9號火箭發射任務的成本降低大約30%。現在發射一次獵鷹9號火箭的成本大約為6200萬美元。

SpaceX的軌道火箭系統的發射成本已經是全世界最低的,如果能夠循環使用火箭助推器,就可以將這個發射成本再降低1800萬美元。

喬治華盛頓大學太空政策學院的太空政策專家、歷史學家約翰·洛格斯登(JohnLogsdon)表示:“這可能會具有革命性意義,長期以來,回收再利用一直是太空探索行業努力想實現卻從未實現過的目標。”

洛格斯登之所以說“可能”是因為雖然SpaceX一直在回收使用過的軌道火箭助推器,但是從未再發射和再回收過它們。然而,這種情況可能會在本週四發生改變。

如何購買使用過的火箭

SpaceX或將再創歷史:使用回收助推器發射火箭

佛羅里達州卡納維拉爾角39A發射臺附近的獵鷹9號火箭一級助推器

雖然SpaceX已經演示過再發射和再回收已經使用過的獵鷹9號火箭的全過程,以此來證明火箭系統可以按計劃工作,但是這樣做仍然存在固有的風險,因為他們測試的新功能有可能失敗。

這就是為什麼很多演示發射沒有裝載任何有價值的負載的原因,因為即便發射失敗也不會造成任何嚴重後果。在大多數情況下,火箭裝載的是軌道衛星,這些衛星的造價通常高達數億美元。

然而盧森堡的電信公司SES主動要求SpaceX大膽嘗試,它的SpaceX的老客戶,它希望自己能夠成為利用回收的助推器來發射衛星的第一家公司。SpaceX這次將要發射的衛星是一顆SES-10通訊衛星,這顆衛星將被用於為中美洲和南美洲大部分地區提供互聯網和電視服務。

SpaceX將利用二次使用的助推器將火箭上半部分送至距離地表數十英里的高空,然後與火箭分離。火箭上半部分點火後再將SES-10衛星送入距離地表2.22萬英里(約3.57萬公里)的地球軌道。與此同時,火箭下半部分也就是一級助推器則落回地球並在船上著陸。

SpaceX或將再創歷史:使用回收助推器發射火箭

由AirbusDefence&Space公司製造的SES-10通信衛星

SES的全球通訊主管馬克斯·佩耶爾(MarcusPayer)稱,與SpaceX的交易早在2016年8月就敲定了,原本計劃在2016年晚些時候發射,但是由於9月1日發生火箭爆炸事故而被推遲。SpaceX對火箭爆炸事故進行了長達數月的調查。

佩耶爾表示:“不管我們能從哪個角度推動行業的變革,我們都會義無反顧地去做。我們甘願做嘗試創新的表率,我們並非不清楚其中的風險,要是不願意承擔風險,那我們乾脆別發射火箭了。”

對於SpaceX最近一次的火箭發射臺爆炸事故,佩耶爾持樂觀態度。他說:“我們並不是剛剛進入這個行業的新手,這種事情經常發生。爆炸事故從未讓我們動搖對SpaceX的信心。”

由於合同規定和行業競爭的緣故,SES拒絕透露它與SpaceX達成交易的價格。SpaceX對此未予置評。

但是洛格斯登表示,如果SES從SpaceX那裡得到的價格比通常情況下低30%甚至完全不用向SpaceX支付一分錢,我也不會感到意外,因為這是一次演示發射。

SpaceX正在佛羅里達州卡納維拉爾角翻新使用過的獵鷹9號火箭,洛格斯登最近參觀了SpaceX的翻新工廠。他說:“我認為這次的火箭發射成本會比較低,我沒理由質疑其可行性。”

SpaceX從一開始設計獵鷹9號火箭時就考慮到回收再利用的問題,火箭的大部分成本都集中在一級助推器上面。

馬斯克曾經說過,火箭使用的燃料主要是RP-1(一種煤油)和液氧,成本大約為20萬美元。

洛格斯登說:“助推器並不是捆綁式組件,火箭的第一級共有9個引擎,而第二級只有1個引擎。火箭引擎是造價最高的組件。”他補充說,獵鷹9號火箭在設計時還考慮到了便於維修和重複使用的問題。

他說:“因此,從一開始他們就考慮到了火箭的發射、回收和再利用。這是一個目標。”

SpaceX或將再創歷史:使用回收助推器發射火箭

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工程師們嘗試研製可回收再利用的發射系統已有數十年的歷史,最著名的案例就是美國航空航天局及其承包商研發的太空梭,但是他們並沒有成功。

洛格斯登說:“太空梭從概念上來說是完全可以回收再利用的。按照他們的設想,太空梭自己能夠進入軌道,著陸,返回然後再次被利用。但是事實證明,其中的困難比他們預想得大得多。”

然而,過去幾年人類在這方面還是取得了一定的進展,讓不少人重新燃起了研製可回收再利用的發射系統的夢想。

SpaceX已經取得了舉世震驚的成績,它研製的獵鷹9號火箭助推器已經8次成功自行著陸。SpaceX還在研發一種更大型的FalconHeavy發射系統,預計一年之內就會公開亮相。據說這種發射系統將使用3個自行著陸的助推器,進一步降低太空探索的成本。

與此同時,亞馬遜創始人傑夫·貝索斯(JeffBezos)的BlueOrigin航天公司也在研發可以回收再利用的火箭。BlueOrigin已經演示過它可以發射、著陸和再利用使用液態燃料的NewShepard火箭。

但是正如馬斯克所說,BlueOrigin的NewShepard火箭系統是一種相對比較小的亞軌道火箭,只能將遊客送到太空邊緣呆幾分鐘,不能將衛星送入地球軌道。

雖然BlueOrigin正在研製名為NewGlenn的重載軌道火箭,但在可回收再利用火箭領域,SpaceX顯然遙遙領先。

洛格斯登表示,不管選擇什麼樣的方向,任何想要研製可回收再利用火箭的公司都必須與物理定律進行長期的鬥爭。以每小時數千英里的速度將火箭發射出去,然後讓助推器安全著陸,並且保證助推器能夠再次使用,這絕對不是一件容易的事。

洛格斯登說:“火箭發射仍然是一個非常激烈的過程,回收的每一個助推器都可能發生不同程度的損壞,比如火箭引擎、燃料泵、導航電子系統、柱狀箭體等等。”

洛格斯登很想知道像SpaceX這樣的公司在巨大的市場需求推動下能夠以多快的速度來週轉使用助推器。

SpaceX的目標是發射4425顆互聯網衛星,組成一個覆蓋全球的衛星網絡;SES則打算拓展其衛星業務,在這兩者之間,對低成本衛星發射的需求也不會少。

佩耶爾說:“這並非一次性的。如果試驗成功的話,它將成為未來衛星發射的關鍵因素。如果一切順利的話,我們和SpaceX都會非常高興。”(編譯/林靖東)(編輯:alonliu)

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