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SpaceX二次回收火箭

隨著技術進步,收火開弓沒有回頭箭已成為過去式。收火回收火箭可以節約成本,收火關鍵是收火——減少垃圾丟棄。太空垃圾越來越多,收火有些國家都準備專門去清理,收火我們是收火不是要從源頭做好呢?

SpaceX二次回收火箭

獵鷹9號火箭升空(右)與返回(左)軌跡,非常漂亮!收火

火箭緩慢降落,收火猶如夜空里的收火星星。

火箭著陸瞬間

在沉寂了一個多月后,收火北京時間7月18日午間12時45分(美國當地時間18日凌晨0點45分),收火美國著名航天私企太空探索技術公司(SpaceX)成功用獵鷹9號火箭將一艘貨運龍飛船送上太空,收火而這枚火箭在升空后不到8分鐘成功實現陸上著陸,收火這距離去年12月21日首次完成陸上回收僅過去半年的收火時間。

豎立在發射臺上的獵鷹9號火箭,今天當地天氣情況非常好。圖片來源:SpaceX

不同于今年幾次海上著船回收,這次發射與著陸地點都在佛羅里達州卡拉維拉爾角,當晚天氣狀況非常好,有90%機會允許火箭升空。這次發射也是SpaceX與NASA簽署的20次國際空間站貨運任務中的第九次,完成全部20次發射NASA將支付給SpaceX約31億美元。

國外網友制作的獵鷹火箭矗立在SpaceX霍桑總部前的效果圖,可以說是SpaceX最好的“招牌”,也可以成為當地著名地標,抬頭就能看到。

今年秋季真正實現火箭復用

目前SpaceX一共有五枚“二手火箭”,包括陸上回收的兩枚,海上回收的三枚。根據《佛羅里達今日報》7月9日的消息,去年回收的首枚火箭已經運抵SpaceX公司位于加州霍桑市的總部,并計劃將其作為永久性“紀念塔”矗立在公司門口,目前美國聯邦航空管理局(FAA)已批準該計劃。這枚近49米高的一級火箭也將是霍桑市機場跑道附近最高的物體,但FAA確認其并不影響機場的運行,不過也要求在日落與日出之間,該火箭需裝備紅色障礙燈以讓飛行員引起注意。

有兩名美國記者在推特上透露,SpaceX將在今年秋季真正完成火箭復用。

7月17日,有美國記者在推特上透露:SpaceX任務保證副總裁漢斯·庫尼斯曼(Hans Koenigsmann)稱,來自今年4月9日CRS-8任務中的回收火箭將于今年秋季再次進入太空,并且已經于有意向的客戶進行洽談,而且他對這次陸上回收的成功率非常有信心。CRS-8任務完成了世界首次海上回收火箭,因為是低地球軌道的發射任務,火箭推進劑余量很足,在著陸后檢查火箭狀況非常好,因此首枚重返太空的火箭是它也在意料之中。

一旦這枚“二手火箭”再次重返太空并成功安全返回,將真正實現人類商用太空火箭的復用,會大幅降低人類進入太空的成本,SpaceX將創造人類航天史上的又一個第一次。在今年3月的一次會議上,SpaceX總裁兼首席運營官格溫?肖特維爾(Gwynne Shotwell)表示:火箭復用可以削減30%的成本,而且多次復用還能更便宜。

獵鷹火箭發射與陸上著陸演示圖,圖中一級火箭返回需要進行“boosterback burn”操作,反推掉頭返回著陸場。

為什么這次不進行海上回收?

SpaceX發射任務的網友會發現,今年7月之前成功的三次火箭回收都是在大西洋上的海上回收平臺進行的,為什么這一次選擇返回著陸場呢?

海上平臺甲板面積不足5000平方米,回收對火箭落點精度要求非常高。另外火箭垂直返回海面,對姿態控制要求較高,復雜海況如天氣、海浪等也會對火箭著艦穩定產生影響。而之前三次海上回收的飛行任務都是要把衛星送往3.6萬千米高的地球同步軌道,衛星大部分較重,一級火箭飛行軌跡更低平速度更快,沒有足夠推進劑返回陸地著陸,剩余的推進劑只剛夠消耗在精準度要求較高的著艦上。

而今天發射任務的載荷僅4.5噸重,目標軌道是不到400千米高的國際空間站,一級火箭推進劑余量更充足,有能力進行陸上著陸獨有的“boosterback burn”操作,可以從距離發射場幾百千米遠的大西洋上空返回卡拉維拉爾角。

發射前的IDA,內徑達1.6米寬,宇航員可以輕松通過。圖片來源:NASA

送給國際空間站的“快遞”都是些什么?

此次龍飛船運送的物資包括一款用于飛船與空間站的新型對接裝置IDA,這個金屬環形裝置內徑160厘米,高106厘米,主要用途是為飛船提供進入國際空間站的端口,有足夠大的口徑讓宇航員與貨物通過。由于IDA上配備了一系列傳感器與智能系統,宇航員乘坐的載人飛船可以自動化完成與空間站的交會對接,不需要輸入任何指令。當然,備份的手動操作系統一直存在,以備不時之需。

IDA也是第一個全球飛船通用的標準化對接口,未來與其對接的第一批用戶將是波音公司的星航線飛船與SpaceX的載人龍飛船,這兩種飛船將在一兩年內首飛并均具備自主對接能力。比較有意思的是,IDA的制造商和運輸商恰好分別是波音與SpaceX,不過IDA的主件卻是來自俄羅斯的制造商能源公司(RSC Energia)。

IDA(黃)與空間站和諧號節點艙(灰)對接后的樣子。圖片來源;NASA

IDA被放置在龍飛船后部的非加壓艙,與空間站對接后,加壓艙內的貨物由宇航員開啟艙門搬運至站內,而非加壓艙的IDA則由空間站機械臂從龍飛船尾部抓取,移至和諧號節點艙上的一個對接口對接。在今年夏末,宇航員將出站進行一次太空行走,完成IDA與節點艙連接的最后操作,在那之后,IDA就可以與飛船對接了。在未來,空間站將有兩個IDA對接口。這兩個IDA對接口是完全相同的,它們會是未來新一代載人飛船與空間站交會對接任務的主要端口。

除IDA外,龍飛船加壓艙內還攜帶了3.5噸物資,包括空間站實驗室與宇航員的補給物資,其中有一個被稱為“TangoLab-1”的機架,能在太空中讓各項小型科學實驗在只有紙巾盒大小的罐內完成,并且一次可以進行20多種這樣的實驗,大大增強了空間站科學實驗能力。

此外,龍飛船還攜帶了一個能在太空工作的DNA測序儀,它有能力識別微生物,進行疾病診斷并評估宇航員健康。這款儀器甚至能夠發現太陽系其他區域基于DNA組成的外星生命。

資料圖:被空間站機械臂抓取的貨運龍飛船,龍飛船也是目前唯一有下行能力(將空間站物資送回地面)的貨運飛船。圖片來源:SpaceX

兩天后抵達空間站

龍飛船從發射臺起飛到進入前往空間站的軌道大概需要10分鐘,而龍飛船抵達國際空間站還需要兩天的時間。抵達后,龍飛船會被空間站的宇航員使用機械臂抓取并對接。而在昨天凌晨5時41分,俄羅斯的進步MS-03貨運飛船也已升空,本周國際空間站將迎來兩艘貨運飛船。

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