星舰“五飞”成功之后,大家都在学习SpaceX火箭回收技术。

2024-10-30


最近,SpaceX第五次试飞了其新一代重型运载火箭“星舰”,并在发射后不久成功捕获了重型推进器。这是一个意义重大的成就,也警告了竞争对手。


SpaceX是为猎鹰系列火箭开发可重复使用的推进器,是降低太空飞行成本的重要手段。为了促进这项技术的进一步发展,该公司正在开发更大、更强的星舰火箭。这将显著提高SpaceX向近地轨道发射卫星的成本优势,进一步巩固其领先水平。


在SpaceX的推动下,其他火箭发射企业也开始开发自己的可重复使用推进器,试图在航行后回收火箭发动机,以便重复使用,或者在火箭上制造其他硬件,可以执行几次任务。然而,当这些竞争对手在提高系统性能和追求SpaceX的可重用性方面处于领先地位时,他们面临着巨大的挑战。


马斯克在今年早些时候的一段网络视频中说:“我们应该像汽车、飞机、自行车和马一样,火箭可以重复使用很多次。”


在过去的几十年里,火箭的发射基本上依赖于一次性推进器,这项技术已经支持了1000多次发射,并且已经被证明是可靠的。使用一次性推进器的火箭公司高管表示,一次性推进器在需要大量动力和燃料的深空任务中仍然发挥着关键作用。然而,重复使用推进器面临着重大挑战。例如,在重新执行其他任务之前,需要时间和资源进行翻新。


SpaceX可以重复使用猎鹰推进器,特别是对于其卫星网络星链,为客户提供更加频繁的飞行服务。SpaceX可以通过多次使用同一推进器,将成本分配到多个任务中,从而提高利润率。例如,猎鹰9号推进器于今年8月完成第23次重复发射。根据天体物理学家乔纳森·麦克道尔(Jonathan McDowell)数据显示,截至上周四,SpaceX已执行猎鹰9号发射任务100次。


SpaceX在其平台上表示,猎鹰9号火箭的发射价格约为7000万美元。相比之下,联合发射联盟公司的新“半人马火神”(Vulcan Centaur)预计运载火箭的发射价格将达到9700万美元。一些发射公司正在开发一次性运输工具,其成本约为5000万美元。


对政府机构而言,由于其任务往往比商业客户更复杂,而且需要支付更多的费用来确保敏感有效负荷的安全交付,所以发射价格普遍较高。


SpaceX没有回应置评请求,因为美国联合发射联盟公司的发言人拒绝发布定价问题。


火箭公司Orbitalalital诺斯罗普·格鲁曼公司 戴维·汤普森,前CEO。(David Thompson)“猎鹰系列火箭队大大改变了太空发射的经济性,给这个行业的其它企业带来了巨大的压力。”



星舰的可重复使用


十月中旬,星舰在SpaceX位于得克萨斯州的一个发射塔指引下,发射7分钟左右后,其70米高的推进器首次被“筷子夹住”(空中回收)。


SpaceX对星舰的长期飞行计划堪比科幻小说。捕捉推进器后,企业会为其补充燃料,然后在其上堆叠另一艘飞船,并立即将其发射到附近的轨道上。SpaceX希望通过这种方式将大量的商品、卫星或人员送到太空。对于更远的太空旅行,星舰计划在轨道上给油。


虽然最近的发射让我们窥探了这一壮举,但可能需要几年的时间才能克服技术挑战,提高航行频率。SpaceX在从得克萨斯州的星际基地和佛罗里达州的太空海岸飞行时,除了让星舰推进器和飞船成功着陆并证明它们可以快速重复使用之外,还面临着控制的限制。


美国航天行业高管表示,星舰一旦完全快速重复使用,将减少对新硬件的需求,缩短两次航行之间的等待时间,从而大大降低SpaceX的成本。据咨询公司贝恩估计,星舰预计将每公斤货物运送到近地轨道的成本降低50到80倍。


史蒂文·罗格斯,法国火箭公司Arianespace的首席商务官(Steven Rutgers)当我们在今年6月的一次行业活动中提到星舰时,我们说:“他们会做好准备,他们会成功的。我们应该尊重这一点,不断提高我们的技能。”


然而,开发星舰的成本并不低,这给SpaceX带来了尽快投入使用的压力。最近,该公司在一份法院文件中透露,星舰项目和星际基地的年成本接近15亿美元。


SpaceX的高管透露,星舰的初步任务可能在明年开始,关键是发射自己的星链互联网卫星。目前,这项业务已经成为推动SpaceX收入增长的重要动力。


促进产业发展


SpaceX的同行和竞争者都在朝着可重复使用的方向努力,但是他们的进步在一定程度上受到了马斯克企业成就的推动。


杰夫·贝索斯亚马逊创始人(Jeff Bezos)旗下的蓝色起源公司,正在开发下个月首次发射的轨道火箭“新格伦号”(New Glenn),它的巨大推进器被设计成可重复使用。


联合发射联盟公司作为波音公司和洛克希德·马丁公司的火箭运营商,正致力于回收新火箭“半人马火神”上级部分的两台发动机,实现重复使用。


与此同时,Arianespace的总部也投资了一家开发可重复使用推进器的创业公司,尽管它的新飞机仍然由一次性推进器增加动力。


去年,美国火箭实验室(Rocket Lab USA)在它的“电子”中(Electron)在一次飞行中,火箭成功地使用了一个以前使用过的发动机,并且正在开发一种新型的火箭“中子”,可以重复使用推进器。(Neutron)。


Firefly 杰森·金金,AerospaceCEO(Jason Kim)该公司与诺斯罗普·格鲁曼公司合作开发可重复使用飞机,这将为发射客户提供更大的灵活性和更优惠的价格。他强调:“这真的取决于客户的压力和日程安排。”


然而,值得注意的是,目前可重复使用的推进器并不适用于所有任务。例如,SpaceX已经完成了使用一次性推进器的任务,例如10月14日,NASA发射了一个探测器,用于研究木星轨道上的卫星。


根据SpaceX的说法,这家公司的星舰也有不可重复使用的版本。


本文来源于“腾讯科技”,作者:金鹿,36氪经授权发布。


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