03.01 SpaceX火箭垂直回收技术用于返回舱返回末段,是否可以提高返回舱着陆的准确性?

大卫Hans


返回舱返回末段其实是靠精确的着陆控制,返回舱和SpaceX火箭垂直回收技术有很大的不同。返回舱是从轨道上返回地球,需要经过黑障,返回舱通过多台火箭发动机控制再入大气层,要对弹道进行精确计算,最终进入着陆场上空,打开降落伞减速。因此返回舱的着落精度不高,是有偏差的,而SpaceX火箭垂直回收技术还没有重返大气层,只是在大气层内进行返回,降落精度要求很高。

需要降落在一个驳船上,一艘船能有多大?因此对精度的要求是很高的。SpaceX火箭垂直回收技术用于返回舱返回末段,对提高返回舱着陆的准确性没有太多的贡献,这是两种返回技术,垂直回收技术也会大大增加返回舱的质量,得不偿失。目前SpaceX寻求选择在墨西哥湾进行第一级返回,根据今年4月5日发布的SpaceX火箭垂直降落环境评估草案,SpaceX正在寻求美国联邦航空局的许可,每年在墨西哥湾降落和回收6个龙式返回舱。龙式返回舱也不是垂直降落,而是溅落在海面上,然后由水面船只去打捞。美国宇航局已聘请SpaceX和波音一起为国际空间站执行人员转移赋予,

在墨西哥湾溅落龙返回舱需要FAA向SpaceX颁发再入许可证,授权在墨西哥湾水域每年进行六次返回操作。每次着陆操作都将包括轨道再入、溅落和打捞恢复。由此看出,即便是SpaceX也只有在火箭垂直回收技术上进行垂直降落,而对于龙式载人返回舱,也是溅落海面,然后去打捞。


深空电报


SpaceX公司以其可垂直回收猎鹰火箭的炫酷技术一举闻名。但要把这种技术用到飞船的返回舱是不合适的。

目前的飞船返回技术已经可以做到相对比较精确了,飞船着陆区域完全可以处于陆地或海上搜救力量可以比较快地到达的地方,再把它精确到定位在某一个点是没有必要的。

首先,它将大幅度增加飞船的重量。

我们知道,猎鹰火箭在返回的过程中是需要经过多次点火操作的,尽管这个时候火箭比发射时要轻很多,但发动机点火仍然需要消耗大量的燃料,对于火箭来说这些燃料有地方装,但对于寸土寸金的飞船返回舱来说它就实在是太多了。

其次,这需要强有力的火箭发动机来进行减速。

跟上面的道理一样,飞船返回舱同样没有地方安装大推力的火箭减速发动机。它将大幅度地增加返回舱的体积和重量。

第三、速度不同。

猎鹰火箭目前回收的一级推进器,在一二级分离的时候,一级还没有出大气层,它从上升到下落的转换瞬间速度为零,发动机重新启动点火比较容易,更不会出现热障等等问题。但飞船返回舱面临的情况要恶劣得多,由于它需要通过与外层大气剧烈摩擦来达到减速的目的,返回舱的底部的隔热大底会烧得通红,整个返回舱会被炙热的等离子体包裹。在这种情况下,别说火箭发动机启动困难,连它携带的大量推进燃料都将被高温引爆。

即使是在返回舱出了热障区,到了距离地面10公里的地方,它的下落速度也有200米/秒。如果要想把一个3吨多重的返回舱在10 公里的高度逐渐减到零,是需要大量的燃料和强有力的发动机的。

所以神州飞船上面只安装了四台小型的反推装置,它可以在飞船距离地面1.2米的瞬间点火,将下降的速度从8-10米/秒减到 2米/秒以内,以最大限度地保护宇航员不会受伤。

第四、大幅度增加成本。

飞船返回舱最重要的功能是保障舱内人员和物品的安全,为此返回舱大部分的体积和重量都分配给了生命保障系统。现在如果为了所谓的“精确返回”另外准备火箭发动机和大量燃料,不仅会大幅度增加飞船的体积和重量,还将大幅度增加建造和发射成本。

第五、牺牲安全性。

我之所以把它放在最后说,因为它是最最重要的因素。飞船最根本的指标就是可靠性和安全性,为了安全可靠需要最大限度地把它做到简单,从这一点来看,昂贵复杂的火箭发动机可靠性远不如体积小重量轻简单便宜的降落伞。

综上所述,利用炫酷的“垂直回收技术”来代替降落伞回收返回舱,是脱裤子放屁多此一举。

欢迎你发表观点。关注我,请回到本文开头,点“关注”。谢谢!


分享到:


相關文章: