整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了

整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了
本文图片

7月21日 , 登月纪念日+航天飞机谢幕纪念日 , 新添SpaceX破天荒双船网捕整流罩的奇迹日!
美东时间7月20日17:30 , SpaceX发射今年第12发 , 为韩国部署首颗专属军用通信卫星的同时 , 顺手创下首次双船双网捕获整流罩的航天回收奇迹 。
当火箭发射升空大约40分钟后 , 两艘网捕船树女士、女酋长姊妹船 , 在大约距离发射场775公里的海域范围 , 尝试空中网捕两片从天而降的整流罩 , 结果出现奇迹——首次上演魔幻般的双船双网捕获Bingo !
马斯克第一时间公布这一重大突破 , 不过实拍视频及照片没有及时公布 。 直到次日SpaceX官方发推 , 现在补上 , 一睹为快 , 奇迹影像 。

截至目前 , 两艘网捕船成绩单:树女士(Ms. Tree)4次成功网捕半个整流罩;女酋长(首席女士 Ms. Chief)1次成功 。 也就是说SpaceX总计成功空中网捕4次整流罩 。
回看SpaceX成功网捕整流罩一览——
首次成功网捕半个整流罩出现在2019年6月25日 , 第三枚重鹰火箭发射之际 , 由原来史蒂文先生改造升级的网捕船树女士 , 第一次大显身手便破天荒地成功网捕半个整流罩 , 这是经过16个月不断尝试失败与技术迭代之后 , SpaceX创造的回收新奇迹 。
第二次成功网捕重现于2019年8月7日 , 发射AMOS-17任务 , 树女士再度上演梦幻般的高难度动作 。
第三次成功再现是在2020年1月29日部署Starlink-3之际 , 树女士三度空中网捕整流罩 。
整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了
本文图片

第四次终于实现魔幻版空中网捕 , 2020年7月21日注定是要创造多个伟大事件的高光日子 , 首度创造双船双网空中网捕整流罩!
从2018年2月首次尝试受控回收整流罩 , 一直到2019年首次成功网捕 , 历时1年半时间 , SpaceX回收团队先后升级三款支架 , 更换4套网罩 , 跨越两个大洋 , 5次试图回收皆失败 , N次直升机空投整流罩测试……直至首度成功 , 仍然不断技术迭代、设备升级 。
问题来了 , 为啥SpaceX要拼命回收整流罩?
毫无疑问 , 就是节省发射成本!
2018年开始采用新版整流罩 , 制造成本高达600万美元 , 接近猎鹰9号B5火箭发射价6200万美元的10% 。
整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了
本文图片

而B5火箭发射价构成比例约为:一级火箭占60%;二级火箭占20%;整流罩占10%;发射服务费占10% 。 这其中推进剂只有30~40万美元!
这意味着 , 各种回收越多、复用次数越多 , 发射成本越低 。
这就是马斯克为什么敢放话:SpaceX未来将会实现每次发射价500~600万美元的超低价 。 引入民航客机营运思路 , 来做火箭发射、太空快递 。 只有这种模式 , 才能实现超低价 。
所以 , 回收造价600万美元的一对整流罩 , 是现阶段SpaceX必须要搞定的 。 至于下一代星舰飞船省掉整流罩 , 还需要时间 。
整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了
本文图片

所谓整流罩 , 就是运载火箭最前端的那部分 , 因为需要穿过大气层 , 为了保护卫星/航天器免受高温和电磁强辐射 , 所以在外层套上一种保护罩 。 你可以理解为火箭头盔 。
而全球航天界历来都把整流罩当成一次性消耗品——当它在太空展开 , 露出太空巴士和航天器 , 随后会坠入大气层 , 多半没烧毁的残骸 , 幸运的就坠入海洋里 , 不幸的就砸到花花草草 , 甚至房屋人畜 。
各国也不是没脑子不想安全回收 , 只是回收技术太高难 , 各种成本太高昂 , 远比砸到房屋人畜 , 花花草草赔的钱要多得多 。 所以呢 , 最简单粗暴地处理:把整流罩变成一次性太空垃圾和危险品 , 也就见怪不怪了 。
整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了
本文图片

直到马斯克和SpaceX表示不服 。
就像火箭回收那样 , 非要闯出一条路不可 。
于是就有了一套全球首创的整流罩回收系统——
整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了
本文图片

自带辅助推进器、降落伞的整流罩从天而降 , 与此同时 , 在降落海域部署一艘装备超大网、高速行驶的网捕船 , 试图做到上下呼应 , 同步到位 , 恰到好处 , 一网兜住昂贵的整流罩 , 哪怕就是半个也好 。
但事实很残酷 。
整流罩从天而降 , 最高降速高达8倍音速 , 即使有降落伞减速和小型推进器调整方向 , 最大限度地降低坠落速度以及尽可能调整飞行方向 , 但还会受到高空复杂气流的影响 。
与此同时 , 还得让网捕船跑得快 , 最高时速可达30节(55.56公里/小时) , 对于大型运输船来说 , 已经相当快了 。
网还要足够大 , 升级后的大网已经超过2000平方米 , 比此前扩大了4倍 , 但在茫茫大海中 , 要想网到从天而降的半个整流罩 , 就像大海捞针 。
整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了
本文图片

这种天地大配合的回收模式 , 只有两种结果:
最佳回收方式——就像打棒球那样 , 精准网捕回收 。
次级回收方式——错过网捕 , 受控海上溅落 , 再打捞整流罩 。 这需要整流罩具备超强的抗压、防水能力 , 尤其海水浸泡也无害 。 目前已实现4次复用海上溅落回收的整流罩 , 全部用在自家星链任务上 。
SpaceX一直在不懈努力尝试回收整流罩 , 这背后绝不是简单节省300万美元(半个整流罩)的成本问题 , 更重要的这是全球航天创新性技术突破 , 人类宇航史上前所未有地回收整流罩!为今后环保无害化的航天发展趋势指明路径 。
马斯克心里很清楚 , 只有最大限度压低成本 , 算到骨头里 , 才有可能部署完成史无前例的巨型星座 。 千里之行始于足下 , 从每一次发射、每一枚火箭、每一台发动机、每一片整流罩做起……
只有敢于正视失败 , 才能不断创新 , 笑到最后 。 保持好心态 , 微笑曲线让SpaceX变得更强大 。
【整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了】整流罩|双网捕获整流罩,魔幻视频来了
本文图片


    推荐阅读