SpaceX回收火箭究竟能降低多少成本?

  次阅读 作者:智能小宝 来源:互联网 2015-12-27 17:02 我要评论(0)

SpaceX回收火箭究竟能降低多少成本?

12月25日据外国媒体消息,美国SpaceX公司成功实现了火箭的回收着陆,这大大降低火箭的发射成本。但究竟能降低多少成本呢?

SpaceX的火箭回收为民营航天业节约了大量的成本。之前,火箭在用于发射任务后,一般会作为垃圾丢弃。这样一来,太空公司的每一次发射任务,都需要花费数百万美元生产全新火箭。SpaceX CEO伊隆·马斯克(Elon Musk)表示,“猎鹰9号”火箭的制造成本高达6000万美元,燃料成本仅为20万美元。他认为,可重复利用火箭可以不断降低这部分成本。从理论上讲,只需要给一枚火箭重复灌入燃料,即可执行多次发射任务。

但是,实际上非如此。SpaceX需要确保它所回收的火箭仍然具备再次发射的条件。“猎鹰9号”在飞行时经历了大幅的温度变化,而且要承受极高的压力和振动等环境中的诸多极端因素的影响。这些因素都会对火箭本身造成磨损,所以,回收之后的火箭或许需要进行维修和更新,才能再次执行发射任务。翻修火箭引擎往往成本高昂。如果翻修时间太长,SpaceX就无法频繁地发射。

翻修成本是是航天飞机成本高昂的主要原因之一。航天飞机使用巨大的一次性燃料箱和两个可以重复使用的火箭助推器完成发射。一旦完成太空任务,航天飞机可以像飞机一样在返回地面。航天飞机的可反复使用设计是为了节约资金,因为除了外部燃料箱外,其他的组件都可以反复使用。“可惜的是,并没有达到预期效果。”美国宇航局委员会成员兼航前天飞机项目主管维恩·海勒(Wayne Hale)表示,“这是一台极其复杂的设备,需要进行大量翻修才能再次升空。”航天飞机的主要引擎经过几次发射之后必须更换。这种飞行器还需要在两次任务之间展开许多检修。另外,在从海洋中回收之后,其火箭助推器也需要不断更新,而且每次都要使用新的外部燃料箱。总体而言,这将把每次发射任务的成本推升到4.5亿至15亿美元之间。

SpaceX回收火箭究竟能降低多少成本?

“猎鹰9号”火箭的复杂程度远不及航天飞机,所以检修工作肯定会少很多。但这种运载设备也经历了与航天飞机相同的飞行环境。曾经任职于航天飞部门的美国宇航局前项目经理史蒂夫·保卢斯(Steve Poulus)表示,“猎鹰9号”火箭的第一级,SpaceX回收的14层楼高的火箭主体,所经历的温度变化在-250至1,000华氏度(-157至538摄氏度)之间,前者发生在太空中,后者则会在返回大气层时出现。“正因如此,设计过程才至关重要。”保卢斯说,“SpaceX很可能使用了金属,某些部分可能是复合材料,可以承受这些温度压力,而不会遭受任何破坏。”猎鹰9号还要承受大气层中气体的巨大压力和阻力。猎鹰9号一级火箭的最高飞行速度可达到5.5马赫至7.5马赫。它在穿越大气层时会承受高空风的压力,还会振动,可能导致箭体受损。“这些大气负荷可达到数百磅,”保卢斯称。

不过,在之前SpaceX的确多次发射过火箭。该公司借助“蚱蜢号”火箭测试了“猎鹰9号”火箭的回收着陆系统,总共发射了8次。然而,“蚱蜢号”火箭的飞行高度只有2,440英尺(约合743米),不会飞入太空,所以并没有经历“猎鹰9号”所经历的那种严酷环境。"实际上,火箭的设计是很重要的。如果“猎鹰9号”在着陆时没有受到太大破损,检修的成本可能会降低,耗费的时间也可能会缩校SpaceX在去年表示,该公司相信可以在无需检修的情况下重新发射经过回收的火箭。现在,该公司的工程师必须研究他们的设计能否达到这一目标。倘若真的能达到预期效果,回收火箭就很有意义。

这也是SpaceX研究周一回收的“猎鹰9号”的原因,他们希望了解这枚火箭遭受的破坏程度。马斯克表示,这枚火箭不会再次发射,但的确能够帮助该公司了解两次发射过程中所需进行的翻修工作。保卢斯表示,翻修成本肯定远低于制造新火箭的成本。他认为,多数翻修工作都是专项检修,并对某些部位进行细微调整,使得回收后的火箭能够重新符合航天标准。这些成本应该不到50万美元,远低于一枚新火箭所需的6000万美元成本。保卢斯说“这仍然可以大幅降低成本。”。(秋燕)

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