今天我们来聊火箭回收,提到这个话题,我们必须要承认,美国在这个领域处于领先的地位。
2015年12月21, SpaceX的猎鹰9火箭就成功的实现了第一节火箭的软着陆。
可回收式火箭有很多的优势,不仅成本低,发射效率也比传统火箭高很多,所以,目前世界各国都在积极的发展这种技术。因为一旦掌握了成熟的可回收火箭技术,就可以在短时间内,发射更多的卫星进入地球轨道,完成各种太空项目。
不过火箭回收看似简单,实际上很难,主要是因为在回收过程中,需要使用发动机让火箭速度在短时间内下降,这会导致火箭底部会产生推力瞬间倍增的气垫或者乱流,从而影响火箭姿态,容易导致降落失败。所以目前研究火箭回收技术的国家挺多,但取得技术突破的则是少之又少。
而今天我要说的火箭回收技术是来自一位粉丝朋友。
他在这项技术上花费了很多的功夫,设计了一个非常具有创意的想法,今天我就来跟大家分享一下他的回收方案,同时也希望各位朋友可以积极的参与讨论,看看这个技术的优势和劣势都在哪,可行性有多高,也欢迎大家能够畅所欲言,可以打弹幕里,也可以留言,谢谢了。
这位粉丝朋友给我的资料其实很详尽,但因为篇幅的关系,我这里只是简单地总结了一下,有想了解详细资料的朋友可以到视频下方的评论区里去看看。
他的火箭回收方法是把原来火箭着陆时需要同时完成的姿态控制任务和减速控制任务拆开,先完成火箭姿态控制,再进行减速控制,两个任务互不干扰,这样可以大幅提高火箭的回收成功率。
姿态控制主要对火箭进行快速柔性捕捉,在回收基地的顶部设计有可移动式的捕捉绳,它就像一只大手样,可以根据火箭实时状态进行调整,并控制住火箭顶部。
然后用平台底部的气囊对火箭进行柔性刹车,这里还设计了鱼叉缓冲机构,可以与升降平台上方的栅格板配合,用来对接固定住火箭,防止火箭底部脚滑摔倒。另外支撑平台内部设计有排烟通道,帮助火箭发动机产生的气流顺利通过,不会产生气垫和乱流。
以上都是借助火箭回收基地内部的大推力升降组合平台来实现的,如图所示。
那么完成上面两个动作的同时,平台会像电梯一样下降,持续给火箭减速,最终完成降落回收。这种先合体再减速的着陆方式,对于火箭十分友好,程序优化后火箭着陆撞击速度也会更小,缓冲效果将会得到大幅提高。
其实美国目前也在研究无支撑脚的第二代火箭回收方案,也就是使用两只巨大的筷子控制火箭顶部,帮助火箭调整着陆姿态,这个方案的优势在于,能在地面能完成的任务,尽量都交给了地面完成,这样火箭就可以轻装上阵,更好的完成速运输任务。
那么这位网友认为,他设计的电梯式回收方案,可以更快地帮助我国实现火箭回收,例如我国现有的长征系列火箭,几乎不用改变现有状态,就可以使用新方案更好更安全的实现回收,另外这套方案还可以实现海上回收任务。
总之,这种火箭回收方案的优点很明显,那就是火箭上不用再安装较多的其他设备,有效地降低了火箭任务,优化了火箭的结构,同时增加了火箭的载荷能力。而且,这个平台可以结构化生产,整体来说技术难度低、成本也低。
同时,这个回收平台既可以回收火箭,还可以发射火箭,因为配置了两种动力,一个是万吨推力的伸缩气囊,另一个是帮助发动机推力倍增的气垫控制机构,通过它们,可以给火箭完成初始加速,并且也可以实现在海上发射。
那么看到这儿,不知道大家对这套火箭回收方案有什么想法?我被这位粉丝朋友的执着精神,以及愿意为祖国的航天事业贡献一份力量的精神深深地打动了。所以,虽然这套方案还停留在纸面阶段,但我想不管怎样,这些都是值得点赞的。因为中国的科技发展,绝对离不开这样的小伙伴,也需要有志向的年轻人勇敢地进行技术探索。
头一段时间,有一位南京航空航天大学大二的同学,自制了一枚火箭,不仅成功发射,还通过降落伞的方式实现了回收。我想这些都展示出了,我国年青一代在科技方面的潜力是巨大的。
另外,我国还有多家民营企业在进行可回收火箭的研究,例如,2019年3月27日,翎客航天成功完成了公里级低空飞行回收试验。
再例如,星际荣耀开发了一款名为双曲线-3的重型运载火箭,它的各方面参数都接近甚至超越猎鹰9号,可以重复利用20次。
头一段时间,深蓝航天星云-M1号试验箭完成了百米级垂直起飞及降落飞行试验。
说道最后,我们不得不说,可回收火箭技术有很多的优势,对于我国的发展来说意义十分重大。
例如,我们目前正计划搭建鸿雁全球卫星星座通信系统,由300颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成,具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力,可为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务,鸿雁计划于2023年建设骨干星座系统。如果我们有了成熟的可回收火箭,那么建设鸿雁系统的成本将大幅下降,而效率将大幅提升。
另外,我国还有一个更加大胆的计划,那就是太空电站计划。也就是说,我们要在太空建立一座太阳能电站。并且,在今年6月,空间太阳能实验基地已经开工建设,也就是说,虽然世界很多国家都提出了类似的建设太空电站的想法,甚至有的国家还给出了时间表,但我们中国人已经在路上了,相信随着时间的推移,这一次能够说道做到的还是我们中国人。那么同样,成熟的可回收火箭技术,将会在这些大项目的建设中发挥巨大的作用。
最后,也希望这位粉丝的火箭回收方案可以受到更多人的关注,也欢迎感兴趣的朋友,可以互动和交流对这项技术的看法,不怕批评和不同意见,因为只有通过思维的碰撞,才能看见火花。
大家一起加油!