SpaceX可重复火箭大获成功 对手纷纷效仿

10月28日消息,最近的星舰飞行测试表明,公司持续专注于开发可重复使用的 火箭 系统。这项技术被普遍认为有助于降低成本并增加发射频率,许多竞争对手也在跟进。

SpaceX公司在星舰发射升空后不久就捕获了巨大的超级重型助推器,这是一项重大成就,也是对竞争对手的警告。

为猎鹰系列火箭开发可重复使用的助推器是SpaceX公司降低太空飞行成本的重要举措。利用体积更大推力更强的“星舰”火箭进一步推进可重复使用火箭的技术,埃隆·马斯克(Elon Musk)领导的SpaceX公司可以在成本优势方面进一步超越竞争对手,尤其是在SpaceX和其他公司运营卫星的近地轨道发射领域。

在SpaceX的推动下,存在竞争关系的火箭发射公司都在努力开发可重复使用的助推器,力图在飞行后回收火箭发动机二次利用,或者开发其他能执行多次任务的火箭硬件。然而,竞争对手在提升这些系统性能、试图在可重用性方面赶上SpaceX的领先地位时面临着重重障碍。

“我们需要可重复使用的火箭,就像我们需要可重复使用的汽车、飞机、自行车和马的一样,”马斯克在SpaceX公司今年早些时候发布在网上的一段视频中说。

几十年来,几乎所有火箭都依赖于一次性助推器,这种被广泛验证的传统技术已经支撑了成千上万次发射。使用一次性助推器的火箭高管表示,一次性助推器将 航天器 送入轨道后被丢弃,这在需要更多动力和燃料的深空探索任务中仍然至关重要;可重复使用的助推器也存在固有问题,比如着陆后为其他任务翻新助推器所需的时间和资源等。

在SpaceX的实践中,可重复使用的猎鹰火箭助推器确实能让太空飞行更频繁,对公司的卫星网络“星链”而言更是如此。使用同一枚助推器执行更多飞行任务,能使公司分摊飞行成本,从而提高利润率。今年8月份,SpaceX公司发射的一枚猎鹰9号助推器顺利完成了第23次飞行任务。密切跟踪太空活动的天体物理学家乔纳森·麦克道尔(Jonathan McDowell)统计数据显示,截至上周四,今年SpaceX公司已经执行了100次猎鹰9号火箭发射任务。

SpaceX在其官网上表示,专用猎鹰9号发射的标价约为7000万美元。航天行业高管表示,联合发射联盟(ULA)的新型火神半人马座运载火箭(Vulcan Centaur)单次发射任务预计将耗资约9700万美元。一些发射公司正在研制单次发射成本约为5000万美元的运载火箭。

政府机构的发射价格通常更高,因为它们的任务往往比商业客户更具挑战性,而且要为确保安全送达货物支付更多费用。

ULA发言人拒绝就定价置评,SpaceX公司也没有回应置评请求。

Orbital ATK前首席执行官戴维·汤普森(David Thompson)说,“猎鹰系列火箭彻底改变了航天发射的经济学模式,并给业内其他公司带来了巨大压力。”

星舰的重复使用

今年10月中旬,在星舰发射升空大约七分钟后,SpaceX公司成功引导232英尺(约70米)高的超级重型助推器安全返回位于得克萨斯州的发射塔,被两个机械臂稳稳抓住。

SpaceX公司关于星舰的长期飞行计划犹如科幻小说。超级重型助推器被捕获后,公司将加注燃料,堆叠另一艘 飞船 ,并迅速将整合后的航天器再次发射到近地轨道。SpaceX设想通过这种方法将大量货物、卫星或人员送入太空。对于更远的深空探索任务,航天器将在轨道上加注燃料。

最近的一次发射让我们得以一瞥这一计划,但克服技术挑战和增加飞行次数可能还需要数年时间。除了让星舰飞船安全着陆以及确保飞船和助推器可以快速重复使用等难题外,SpaceX公司从位于得克萨斯州的星舰基地和佛罗里达州的太空海岸开展飞行任务时还存在监管方面的限制。

航天业高管表示,完全可快速重复使用的星舰将减少制造新硬件的需求,并缩短飞行之间的停机时间,从而显著降低SpaceX的成本。市场咨询公司贝恩(Bain)估计,星舰将把每公斤货物送入近地轨道的成本降低50到80倍。

“他们会准备好的。它会成功的。我们必须重视这一点,”法国火箭公司阿丽亚娜太空(Arianespace)公司首席商务官史蒂文·罗格斯(Steven Rutgers)在今年6月份的一次行业活动中谈到星舰时说。“我们需要不断提高自己。”

开发星舰的成本并不低,这给SpaceX公司带来了不少压力,迫使公司加速推进星舰的运营飞行。尽管SpaceX公司从NASA获得了一项与探月任务相关的星舰合同,但公司在最近的一份法庭文件中表示,星舰项目和星舰基地每年的开支约为15亿美元。

推动行业发展

SpaceX公司的同行们都在朝着可重复使用的方向努力,但他们的进展比马斯克的公司要慢。

杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)投资的蓝色起源公司正在开发的“新格伦”号(New Glenn)轨道火箭将采用可重复使用的大型助推器。这枚火箭计划于下月首次发射升空。

波音公司和洛克希德·马丁公司合资成立的火箭运营商ULA计划回收为新型火神半人马座运载火箭第一阶段主发动机的两台发动机。阿丽亚娜太空公司的新型火箭虽然仍用了一次性助推器,但母公司也投资了一家开发可重复使用助推器的初创公司。

去年,美国公司火箭实验室(Rocket Lab)在其“电子号”火箭(Electron Rocket)的一次飞行中用了二手火箭发动机,目前公司正在研制一种名为“中子号”(Neutron)的新型火箭,配备了一枚可以重复使用的助推器。

萤火虫航天(Firefly Aerospace)首席执行官杰森·金(Jason Kim)表示,公司正在与诺斯罗普·格鲁曼公司合作开发可重复使用的飞行器,将为发射客户提供更多灵活性和更优惠的价格。

“这真的取决于承受能力和日程安排,”金在最近的一次采访中说。

目前,可重复使用的助推器并不适用于所有任务。SpaceX公司也执行过使用一次性助推器的任务,比如今年10月14日SpaceX公司发射了一艘NASA航天器去研究木星卫星。

据SpaceX公司官网称,星舰也将有一次性版本。(辰辰)


美国SpaceX成功回收可重复用龙飞船?

美国太空探索蚂模袜技术公司(SpaceX)在上个月首次发射了一艘已在之前任务中闷激使用过的翻新版“龙”货运飞船,向着最终重复使用载人飞船的目标迈出了一大步。 然后2017年7月4日,美国加利福尼亚圣佩德罗,SpaceX的龙飞船胶囊返回舱。 这是人类历史上第一个从国际空间站返回后还将重复利用的太空货运飞船。

据报道,SpaceX公司于美国东部时间2日上午8时成功回收货运“龙飞船”的胶囊返回舱,这是人类历史上第一个从国际空间站返回后还将重复利用的太空货运飞船。

除了这次的返回舱,该公司此前也重复使用了回收后的一级火箭。

报道指出,SpaceX太空业务的重要特点是研发可重复使用的空间飞行器,以码缓此大幅降低航天飞行成本,这是该公司在商业航天领域具有巨大影响力的重要原因。 除了这次的返回舱,该公司此前也重复使用了回收后的一级火箭。

不过,SpaceX公司也不是万能的,7月2日下午原计划在佛罗里达肯尼迪航天中心使用“猎鹰9号”火箭发射波音公司制造的Intelsat35e通信卫星,但在发射倒计时9秒时取消了发射。 SpaceX公司宣布发射任务延迟,表示将会在7月4日再次发射,但在发射前10秒,任务又一次被推迟一天。

如果人类把月球上的大量资源运回地球,会发生什么?

月球是地球唯一的天然卫星,自古以来,人们对月球的好奇从未停止,而 探索 也一直在路上,在中国有嫦娥探月、吴刚伐树一说,而古希腊神话中有月亮女神阿蒂米斯一说。 后来,在现代技术的推动下,人类向月球发射探测器,从刚开始的人类第一个空间探测器月球1号到第一个拍得月球背面照片的航天器月球3号。

再到后来的1969年7月,美国人借助阿波罗11号实现了人类第一次登陆月球,而尼尔·阿姆斯特朗也成为第一位在月球上漫步的人。如今更有我国的“嫦娥系列”在进行着月球 探索 ,据以往的月球勘测来说,发现月球存在许多资源,而如果人类把月球上的大量资源运回地球,会发生什么呢?

月球上存在什么资源?

月球表面有许许多多的陨石坑,而这些陨石坑是由于宇宙中的流星通过陨石撞击月球表面产生的,为什么说月球是地球的天然卫星呢,就是因为在宇宙活动中,很多次陨石撞击地球都被月球给挡住了,才没有对地球造成伤害,所以月球背面简直是惨不忍睹,好像被什么东西啃了一样。

并且相对于地球来说,月球没有显著的地质活信绝迅动,因此,月球表面有着各种各样丰富的矿物资源,每一座环形山(月坑,近似于圆形)、每一个陨石坑都相当于一个天然的矿床,如果人类开发了月球上的这些堪称资源宝库的地方,那么会获得丰厚的矿产资源!

硅在宇宙中的储量排在第八位,月球滑此尘土中20%的成分是硅,而硅是制作半导体材料的重要资源。

月球上的铁的冶炼程度很低,这是因为月球上的铁主要是以氧化铁的形式存在的。

稀土元素

稀土元素广泛用于冶金、机械、电子等产业,应用稀土可生产荧光材料、激光材料等,具有很好的应用前景,而月球上存在很多的稀土元素。

氦的同位素氦-3

He-3,是一种可用于核聚变的氦同位素,在地球上很少,也可以说几乎不存在,但是在月球上就很丰富,大约有100万吨蕴藏在月球表层,这种元素可以用来进行核聚变,也可以作为人类宇宙探测的主要燃料,清洁高能,如果可以在月球上实现大规模开采并带回地球,那么可以非常大程度的解决能源问题。

月球上极地部分,也就是我们看到的月球两极全年阴影的部分,可能存在冰冻水,如果这些资源被人类开采运回地球,可大大解决地球水资源紧张的问题。

月球上其实还存在许多资源,未一一列举出来,不过知道个大概后,我们回过头来重新思考一下问题。

现在人类对于月球资源的 探索 还处于起步阶段,未到开发的时候,不过发现了高价值资源,比如氦的同位素氦-3,如果到时候人类可以对月球进行开发,相信人类的 科技 水平一定发展的非常先进了,不过时间可能会是很多年以后了。那么现在我们来做个设想,试想一下人类未来真的做到了,那么会产生什么影响呢?

对于地球来说:

第一,如果人类把月球上的大量资源运回地球,资源储备量会增加,地球质量也会增加,这就会改变某些资源的供给结构,进而影响整个经济结构,比如:珍稀宝石会由于供应量的增大而贬值,铝、铁也会因供给增多而贬值。

第二,地球质量增加后,引力会增加,而人类需要一段时间去适应引力的变化,久而久之,人类会根据环境进行进化,比如肺活量会增大。 而引力的变化也会带动工业技术的革新,比如推动发动机的改革。

对月球来说

第一,地球由于质量增加,与月宏告球之间的引力会发生变化,这会在一定程度上引起月球的轨道的缩小。 月球上的资源被大量运回地球后,月球质量减小,引力就会减小,其与地球的引力关系会发生改变,运行轨道也会发生变化。

第二,我们知道,潮汐是由月球的吸引力造成的,这是因为月亮绕着地球转,会将地球的海水吸引,形成涨潮的现象,它是海水的周期性涨落现象,白天称之为“潮”,晚上称之为“汐”,一旦月球质量减小,那么地球上潮汐的程度肯定会随之减小,而地球上那些由潮汐引起的洋流所产生的效果会变得不明显,这就会造成地球部分地区内陆循环发生变化,会对降水、季节更替产生影响,也会影响海洋的生态环境。

总之,人类未来可能真的会将月球上的资源运回地球,不过在此之前,人类必须综合考虑这个做法对于地球自然、人文等的影响。

月球上的大量资源其实有些是地球上稀缺的,但也有些不是,比如铝在月球土壤中储量达到14%,但是在地球也更多,月球上多的资源比如氦3,地球上较少。 使用月球土壤可提炼出高强度的复合材料,这些都是月球资源的有利之处。 根据美国宇航局登月宇航员的介绍,月球土壤的气味可能就像是火药味儿,在舱外宇航服脱掉的时候,一些月球土壤的尘埃进入到宇宙飞船舱内,火药味就这么出来了。

月球土壤已经在那里静静躺了数百、数千万年,只要没有天体撞击,那么表面土壤就这么呆在那儿。 月球资源已经引发了私人航天企业的注意,美国宇航局最近重复月球也是基于对月球资源的考虑,美国等国家正在进行利用月球资源的各种测试,未来在月球上建立工厂将是不可避免的。 美国宇航局前高级顾问Charles Miller等人认为,美国宇航局可和目前的商业合作伙伴合作,开发月球。 这些合作伙伴包括SpaceX公司、波音公司、蓝色起源公司等。 SpaceX公司的可重复火箭可大大降低登月的的费用,开采月球资源在未来数十年内将成为现实。

月球极地可能存在冰冻水,如果冰冻水得到了开采,那么水的问题也解决了,不需要从地球再运输水前往月球。 如果月球被证实冰冻水可以开采,那么前往火星的水资源问题也得到了解决,在月球上建造一座永久性水资源基地,基本上可以满足深空 探索 的需要。

如果提问者能够将标题中的“会发生什么?”改为“会带来什么?”会恰当些。 因为,人类搬运月球的资源,只是替代地球即将枯竭的资源,不是去毁灭什么。

我们人类登陆月球,还是开发月球,必须要有所回报。 不然,我们的科学家付出这么大的努力,不只是为了去上面看下是不是有嫦娥和玉兔,或露一回脸。 说到去月球运资源,也需要看哪些资源值得我们运。 月球的资源有很多,最具得说的当属地球上稀缺的氦-3。 这种人类未来的新能源,在月球上面极为丰富,够人类用上万年,几十吨量就够全人类使用1年,。 因此,未来谁能够从月球搬回来资源,谁就是老大。 因而,美国也在计划重返月球。

如何去月球运资源?首先需要掌握先进的宇航技术。 要想把月球的资源运回来,首先需要在月球建立一个科学基地,这样才能够形成地月联络运输站,才能顺利实现返回地球。 其次,就是需要大推力比的火箭系统,需要将庞大的资源运输仓从地表发射升空到预定轨道,再飞往月球,这只是其一方法。 其二方法,在太空打造一座科学制造城,任何大物件都在太空组装完成,这样就可以摆脱引力对大物件的限制,以太空城为资源的中转站。

月球的资源氦-3,可以为现在的核电站解毒。 目前,核电站的存在,在很多人心目中,就是代表着一种死亡,主要是运转核电站的核燃料存在致命的放射性。 将月球取回的氦-3替代先有的核燃料,将会把核电站变为无任何危害的清洁能源。 在石油、煤等地球资源枯竭的时候,氦-3将是人类的希望。

成功回收的猎鹰9号一级火箭不再发射是出于什么考虑?

除了样品存档和文物价值之外,首发回收的火箭还要被大卸八块,检测各部分的损伤和老化情况,算出各部分相应的预期寿命。 这样才能确定未来正式的复用版火箭的设计(局部可能要加隔热层?)、复用次数、定价策略。 业余爱好者和地面试车台已经这样做了整整一百年了。 今后的发射任务会继续回收火箭,也可能再发射。 但回收的火箭再发射的时候多半不敢送客户的卫星(否则炸了负不起责任)。 “放空炮槐粗”试验比较有可能,直到正式的复用版火箭设计来临。 铝锂合金气球箭体以5马赫高超音速近似裸奔再入造成的受热退火和金属疲劳问题,NASA的风洞都未必能做完整地面试验,SpaceX必须自己互相拟合各种实测和仿真的的数据。 煤油富燃燃气发生器驱动涡轮的积做明带炭清理难度也远超“航天飞机保养换三滤”,WD-40和TDI清洗剂纯芦一起用都洗不干净。 苏联和中国都绕着走,官方用富氧补燃、山寨烧酒精。 SpaceX的对手BlueOrigin也不碰这茬,BE-3用氢氧、BE-4用甲烷富氧补燃。 SpaceX把旧火箭回收到手只是新的开始,复用技术需要独步世界。 商业重复发射,次数少了浪费、次数多了火箭老化容易出事故。 而且客户的偏好差异极大:你愿意自己的卫星坐旧火箭吗?几亿美元十年磨一剑的家伙还是几千颗装一卡车的cubesat和手机卫星?注意全球卫星市场营业额比火箭大几倍,这意味着平均一次发射卫星比火箭贵几倍。 所以复用降低火箭成本和增加失败率之后给卫星买保险的保费会成为发射费用的主要组成部分之一。

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