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“筷子夹火箭”成功了,这回真被马斯克装到了

作者:科技每日推送发布时间:2024-10-14

马斯克牛X了! 

北京时间10月13日晚上20点,以后将成为人类的历史性时刻。 

SpaceX星舰第五次试飞,成功上演“筷子夹火箭”,首次尝试了超重型火箭助推器的回收!

就在超重型火箭助推器被接住的同时,SpaceX的发射中心爆发出了前所未有的欢呼声。 

美国宇航局局长比尔·尼尔森,第一时间发帖祝贺,并开始畅想以后前往月球和火星的未来。 

中国航天科工集团火箭技术有限公司市场部部长曹梦,对此感叹到:“太厉害了......”,并为中国航天加油。 

与大家的激动相反,马斯克只是云淡风轻地发了一条帖子:“Good morning”。 

真被他装到了。 

“筷子夹火箭”,助推器回收的一大进步

星舰系统主要分为两级: 

第一级,底部的超重型助推器(Super Heavy),它的目标是反复发射将星舰飞船送入轨道; 

第二级,顶部的星舰航天器(Starship),这个才是人类前往火星要坐的。 

这次“筷子”夹住的是超重型助推器,星舰则是受控溅落在印度洋。 

为什么“筷子”夹住超重型助推器这么让人激动? 

在第五次试飞之前,SpaceX已经通过猎鹰9号火箭(Falcon 9)的助推器回收技术大幅降低了发射成本。 

传统的猎鹰9号回收主要依赖着陆腿缓冲,在火箭减速后,利用反向推力发动机,使火箭垂直降落在海上平台或陆地上。 

然而,这种方式需要专门的海上平台,且回收地点受天气影响较大。 

同时,火箭的着陆腿增加了火箭的重量,降低了其有效载荷能力[1]。 

而且,火箭着陆后,需要工作人员上船固定火箭,然后需要短辄几天,长辄十几天的时间运回港口。回收船靠岸后,还需要吊机起吊转运放平,收拢或拆卸回收腿,才能回到厂房开始翻修过程。 

这样的回收转运过程使猎鹰9号的翻修周期大幅拉长。 

受上述原因影响,且星舰项目涉及的超级重型助推器比猎鹰9号大得多,传统的海上平台回收方式已无法适用。 

由此,SpaceX着手寻找新的解决方案,这才有了“筷子夹火箭”。 

被网友们戏称为“筷子”的,其实是发射塔的两个巨大的机械臂,叫mechazilla,机械哥斯拉。 

机械臂单个长36米、高18米,通过塔底的超大型绞车系统驱动,可以在塔架的轨道上下移动,通过液压油缸的伸缩带动机械臂的打开与合拢。 

此外,机械臂还搭载了液压缓冲机构以保持稳定,用以承担并分散回收飞船时的冲击力。前端距勤务塔固定处约34.8米,接驳台面长约20米,以适应降落位置的偏差。 

整个“筷子夹火箭”的流程就是,离地面800米时,助推器关闭6台发动机,凭借剩余3台发动机使其保持垂直状态。离地面65米时,只保留1台发动机。 

当助推器的三分之二部分落到机械臂之下时,会保持悬停状态,机械臂靠拢,通过助推器格翼下的托握点和两侧的辅助稳定插口“接住”并固定助推器。最后,将助推器放置到发射架上[2]。 

“筷子夹火箭”的第一大难点在于,助推器需要精确地按照预定路径返回到塔架附近,并将速度控制在安全范围内。 

第二大难点在于,机械臂需要能够快速移动并承受火箭的重量,同时必须具备极高的稳定性,以确保能够安全抓住返回的火箭。 

要知道,超重型助推器极为庞大,它的直径10米,高度69米,跟一栋23层楼高的房子从天而降差不多。 在机械臂接住从天而降的助推器瞬间,由于超重作用,助推器瞬时会产生远大约275吨的作用力[3]。 

但即便如此,“筷子”依然稳稳当当夹住了火箭,科小编夹菜都没有这么稳! 

坐火箭像坐飞机一样简单的未来

在马斯克的蓝图里,抓捕助推器后,机械臂只需用几分钟将其送回发射台。加注燃料后,火箭可以短短半小时内再次发射。 

如此高效的“筷子夹火箭”的成功,意味着SpaceX真正能使火箭重复使用,实现航天飞行商业化。 

接下来,按照马斯克和SpaceX的计划,将在占地超过 100 万平方英尺的星舰工厂里,把原先分散建造的火箭各部分整合建造,像汽车生产线一样批量生产星舰。 

目标是每年生产超过 1000 艘星舰,从而实现一周双飞,到 2050 年之前成功实现火星殖民。

这样的未来,已经越来越近了。 

参考资料: 

[1] 马斯克“筷子夹火箭”为何震撼,留美学子 

[2] 历史性一刻!SpaceX首次尝试“筷子夹火箭”成功!,经纬创投 

[3]  “筷子夹火箭”成了!SpaceX星舰五飞顺利完成测试,马斯克曾吹过的牛成为现实,腾讯科技 

本文来自微信公众号 “科技每日推送”(ID:apptoday),作者:何煦阳,36氪经授权发布。


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