當(dāng)?shù)貢r間4月23日5時50分左右,美國太空探索技術(shù)公司載人“龍”飛船由“獵鷹9”火箭,從佛羅里達州肯尼迪航天中心發(fā)射升空,執(zhí)行商業(yè)載人航天任務(wù)Crew-2,將4名宇航員送至國際空間站,進行為期6個月的任務(wù)。據(jù)美國航天局介紹,“龍”飛船在經(jīng)過近一天飛行后,于美東時間24日5時08分飛抵國際空間站并與之順利對接。
△“龍”飛船首次搭載了兩個他國航天合作機構(gòu)的宇航員升空。除了美國宇航局的謝恩·金布羅和梅根·麥克阿瑟外,還包括來自歐空局的托馬斯·佩斯奎特,以及日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)的星出彰彥。
相比于SpaceX此前的載人航天任務(wù),此次的特別之處就在于,無論是飛船還是火箭均是“二手”。這也是人類航天史上繼2011年航天飛機退役之后,首次重復(fù)使用載人航天器。
“二手”火箭+“二手”飛船
=首次重復(fù)使用
△圖片來源:SpaceX
此次任務(wù)使用的“獵鷹9”火箭和 “奮進”號“龍”飛船都是之前空間站任務(wù)的“老兵”。SpaceX表示,使用曾經(jīng)執(zhí)行過飛行任務(wù)并回收的航天飛行器對于增加飛行可靠性、降低飛行成本起到關(guān)鍵作用。
“獵鷹9”高70米,現(xiàn)已有5個版本,是SpaceX最常用的運載火箭。搭載過包括星鏈衛(wèi)星、國際空間站的大量補給、機密軍事載荷等。此前總共參與過112次發(fā)射任務(wù),著陸回收72次。
此次使用的“獵鷹9”的火箭助推器曾在去年11月執(zhí)行Crew-1任務(wù)。
“獵鷹9”是史上第一枚可多次重復(fù)使用一級助推器的液體燃料運載火箭,迄今為止,SpaceX已經(jīng)成功回收并翻新了大部分“獵鷹9”火箭的助推器,其中一些還多次反復(fù)使用。但在本次載人發(fā)射任務(wù)之前,所有之前回收過的助推器都只是用于運載貨物。
△“奮進”號“龍”飛船
“龍”飛船直徑4米、高8.1米、最多可搭載7位宇航員。側(cè)面有由8個發(fā)動機組成的推進器,能產(chǎn)生約1.5萬磅推力;船身則集成了傳統(tǒng)的火箭逃逸塔設(shè)計。
目前,“龍”飛船主要用于運輸人員、貨物往返于國際空間站,此前總共參與過25次發(fā)射任務(wù),23次到達國際空間站。
本次執(zhí)行任務(wù)的“奮進”號載人“龍”飛船曾于2020年5月搭載2名美國宇航員前往國際空間站,執(zhí)行SpaceX的商業(yè)載人測試任務(wù)(Demo-2),同年8月返回地球。
SpaceX的絕活:
重復(fù)使用火箭
火箭回收
是SpaceX的絕活,為其商業(yè)計劃的推行節(jié)省了大量的成本。
SpaceX在其成立之初就瞄準了火星開發(fā)的市場空白,而實現(xiàn)火星開發(fā)的最基本前提就是大規(guī)模的航天發(fā)射。于是,
可重復(fù)使用的火箭第一級就成為了其航天戰(zhàn)略的核心?;鸺谝患壷破髟诎l(fā)射幾分鐘后與火箭的其他部分分離,并自行返回地球,安全著陸。
SpaceX還設(shè)法通過重復(fù)使用有效載荷整流罩進一步降低了向低、中和極地軌道發(fā)射的成本。整流罩是
兩片用來包裹衛(wèi)星,造價高達600萬美金的復(fù)合材料。
△整流罩分離
在火箭發(fā)射過程中,當(dāng)火箭加速穿過地球大氣層時,整流罩就位于運載火箭的頂部。這個部件的目的是保護火箭有效載荷不受氣動力、氣動加熱及聲震等有害環(huán)境的影響。當(dāng)有效載荷被送入太空的預(yù)定軌道,
火箭整流罩與之分離后,會使用自身的推進器調(diào)整姿態(tài),自由返航,在一定高度打開整流罩自帶的降落傘減速,之后落入大海。
△“獵鷹9”的火箭第一級助推器在將有效載荷發(fā)射到軌道后不久就從太空返回,在船上進行垂直降落
△整流罩落入大海后,SpaceX的打撈船會從大海中撈起它,避免其因海水造成材料損傷。
SpaceX的首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克曾表示,一旦“獵鷹9”火箭第一級被重復(fù)使用,火箭的邊際成本就會下降到1500萬美元。這一成本涵蓋了全新的第二級以及助推器和整流罩回收、燃料和其余的翻新成本等方面。
此前,一旦火箭升空,就會被廢棄,導(dǎo)致火箭成了“一次性”的航天器。馬斯克稱,“獵鷹9”火箭的制造成本高達6000萬美元,燃料成本僅為20萬美元。重復(fù)利用火箭可以不斷降低制造成本。從理論上講,只需要給一枚火箭重復(fù)灌入燃料,即可執(zhí)行多次發(fā)射任務(wù)。
當(dāng)然前提是,SpaceX必須確保所回收的火箭仍具備再次發(fā)射的條件。“獵鷹9”在飛行時經(jīng)歷了大幅的溫度變化,同時要承受諸多極端因素的影響,這些都會對火箭本身造成磨損。回收后的火箭要進行維修和更新,才能再次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。
△當(dāng)?shù)貢r間4月16日,在美國佛羅里達州肯尼迪航天中心進行發(fā)射準備工作的“龍”飛船和“獵鷹9”火箭
美國科技博客The Verge曾撰文稱,雖然SpaceX的“獵鷹9”火箭在回收之后可能仍會產(chǎn)生不菲的檢修成本,但與建造一枚新的火箭相比,仍然可以大幅降低成本。
靠節(jié)省成本
拿下NASA登月獨家授權(quán)
運載火箭的再利用是美國航天局與私人企業(yè)結(jié)盟的一項重要目標,其目的就是在于節(jié)約成本。而SpaceX在此方面的成熟的技術(shù)發(fā)展,幫助其贏得了NASA的登月獨家授權(quán)。
△NASA正式宣布將選擇SpaceX及其星際飛船為Artemis計劃提供載人登月系統(tǒng)將用于執(zhí)行一次無人繞月和一次載人登月任務(wù),最快在2024年將宇航員送至月球。這也是NASA史上首個商業(yè)月球登陸計劃。
NASA稱,SpaceX除了技術(shù)更為成熟外,能夠重復(fù)利用部份的火箭組件也是其獲得青睞的原因之一。
在人類探索太空的過程中,隨著技術(shù)的發(fā)展,對航天器和火箭進行回收和再利用都是必不可少的,此次發(fā)射的成功證明了可復(fù)用載人飛船的可行性。有網(wǎng)友評論說:“SpaceX作為世界商業(yè)‘航天快遞’的一哥,這一次是正常發(fā)揮”,但卻改變了國際商業(yè)航天的格局市場。
當(dāng)?shù)貢r間4月23日5時50分左右,美國太空探索技術(shù)公司載人“龍”飛船由“獵鷹9”火箭,從佛羅里達州肯尼迪航天中心發(fā)射升空,執(zhí)行商業(yè)載人航天任務(wù)Crew-2,將4名宇航員送至國際空間站,進行為期6個月的任務(wù)。據(jù)美國航天局介紹,“龍”飛船在經(jīng)過近一天飛行后,于美東時間24日5時08分飛抵國際空間站并與之順利對接。
△“龍”飛船首次搭載了兩個他國航天合作機構(gòu)的宇航員升空。除了美國宇航局的謝恩·金布羅和梅根·麥克阿瑟外,還包括來自歐空局的托馬斯·佩斯奎特,以及日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)的星出彰彥。
相比于SpaceX此前的載人航天任務(wù),此次的特別之處就在于,無論是飛船還是火箭均是“二手”。這也是人類航天史上繼2011年航天飛機退役之后,首次重復(fù)使用載人航天器。
“二手”火箭+“二手”飛船
=首次重復(fù)使用
△圖片來源:SpaceX
此次任務(wù)使用的“獵鷹9”火箭和 “奮進”號“龍”飛船都是之前空間站任務(wù)的“老兵”。SpaceX表示,使用曾經(jīng)執(zhí)行過飛行任務(wù)并回收的航天飛行器對于增加飛行可靠性、降低飛行成本起到關(guān)鍵作用。
“獵鷹9”高70米,現(xiàn)已有5個版本,是SpaceX最常用的運載火箭。搭載過包括星鏈衛(wèi)星、國際空間站的大量補給、機密軍事載荷等。此前總共參與過112次發(fā)射任務(wù),著陸回收72次。
此次使用的“獵鷹9”的火箭助推器曾在去年11月執(zhí)行Crew-1任務(wù)。
“獵鷹9”是史上第一枚可多次重復(fù)使用一級助推器的液體燃料運載火箭,迄今為止,SpaceX已經(jīng)成功回收并翻新了大部分“獵鷹9”火箭的助推器,其中一些還多次反復(fù)使用。但在本次載人發(fā)射任務(wù)之前,所有之前回收過的助推器都只是用于運載貨物。
△“奮進”號“龍”飛船
“龍”飛船直徑4米、高8.1米、最多可搭載7位宇航員。側(cè)面有由8個發(fā)動機組成的推進器,能產(chǎn)生約1.5萬磅推力;船身則集成了傳統(tǒng)的火箭逃逸塔設(shè)計。
目前,“龍”飛船主要用于運輸人員、貨物往返于國際空間站,此前總共參與過25次發(fā)射任務(wù),23次到達國際空間站。
本次執(zhí)行任務(wù)的“奮進”號載人“龍”飛船曾于2020年5月搭載2名美國宇航員前往國際空間站,執(zhí)行SpaceX的商業(yè)載人測試任務(wù)(Demo-2),同年8月返回地球。
SpaceX的絕活:
重復(fù)使用火箭
火箭回收
是SpaceX的絕活,為其商業(yè)計劃的推行節(jié)省了大量的成本。
SpaceX在其成立之初就瞄準了火星開發(fā)的市場空白,而實現(xiàn)火星開發(fā)的最基本前提就是大規(guī)模的航天發(fā)射。于是,
可重復(fù)使用的火箭第一級就成為了其航天戰(zhàn)略的核心。火箭第一級助推器在發(fā)射幾分鐘后與火箭的其他部分分離,并自行返回地球,安全著陸。
SpaceX還設(shè)法通過重復(fù)使用有效載荷整流罩進一步降低了向低、中和極地軌道發(fā)射的成本。整流罩是
兩片用來包裹衛(wèi)星,造價高達600萬美金的復(fù)合材料。
△整流罩分離
在火箭發(fā)射過程中,當(dāng)火箭加速穿過地球大氣層時,整流罩就位于運載火箭的頂部。這個部件的目的是保護火箭有效載荷不受氣動力、氣動加熱及聲震等有害環(huán)境的影響。當(dāng)有效載荷被送入太空的預(yù)定軌道,
火箭整流罩與之分離后,會使用自身的推進器調(diào)整姿態(tài),自由返航,在一定高度打開整流罩自帶的降落傘減速,之后落入大海。
△“獵鷹9”的火箭第一級助推器在將有效載荷發(fā)射到軌道后不久就從太空返回,在船上進行垂直降落
△整流罩落入大海后,SpaceX的打撈船會從大海中撈起它,避免其因海水造成材料損傷。
SpaceX的首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克曾表示,一旦“獵鷹9”火箭第一級被重復(fù)使用,火箭的邊際成本就會下降到1500萬美元。這一成本涵蓋了全新的第二級以及助推器和整流罩回收、燃料和其余的翻新成本等方面。
此前,一旦火箭升空,就會被廢棄,導(dǎo)致火箭成了“一次性”的航天器。馬斯克稱,“獵鷹9”火箭的制造成本高達6000萬美元,燃料成本僅為20萬美元。重復(fù)利用火箭可以不斷降低制造成本。從理論上講,只需要給一枚火箭重復(fù)灌入燃料,即可執(zhí)行多次發(fā)射任務(wù)。
當(dāng)然前提是,SpaceX必須確保所回收的火箭仍具備再次發(fā)射的條件。“獵鷹9”在飛行時經(jīng)歷了大幅的溫度變化,同時要承受諸多極端因素的影響,這些都會對火箭本身造成磨損。回收后的火箭要進行維修和更新,才能再次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。
△當(dāng)?shù)貢r間4月16日,在美國佛羅里達州肯尼迪航天中心進行發(fā)射準備工作的“龍”飛船和“獵鷹9”火箭
美國科技博客The Verge曾撰文稱,雖然SpaceX的“獵鷹9”火箭在回收之后可能仍會產(chǎn)生不菲的檢修成本,但與建造一枚新的火箭相比,仍然可以大幅降低成本。
靠節(jié)省成本
拿下NASA登月獨家授權(quán)
運載火箭的再利用是美國航天局與私人企業(yè)結(jié)盟的一項重要目標,其目的就是在于節(jié)約成本。而SpaceX在此方面的成熟的技術(shù)發(fā)展,幫助其贏得了NASA的登月獨家授權(quán)。
△NASA正式宣布將選擇SpaceX及其星際飛船為Artemis計劃提供載人登月系統(tǒng)將用于執(zhí)行一次無人繞月和一次載人登月任務(wù),最快在2024年將宇航員送至月球。這也是NASA史上首個商業(yè)月球登陸計劃。
NASA稱,SpaceX除了技術(shù)更為成熟外,能夠重復(fù)利用部份的火箭組件也是其獲得青睞的原因之一。
在人類探索太空的過程中,隨著技術(shù)的發(fā)展,對航天器和火箭進行回收和再利用都是必不可少的,此次發(fā)射的成功證明了可復(fù)用載人飛船的可行性。有網(wǎng)友評論說:“SpaceX作為世界商業(yè)‘航天快遞’的一哥,這一次是正常發(fā)揮”,但卻改變了國際商業(yè)航天的格局市場。
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