SpaceX|深度:SpaceX当年成功发射并回收火箭颠覆航天业,马斯克如何做到

马斯克的猎鹰9号火箭升级到了1.1版本 , 开始进行真实的回收试验 , 他每次都搞“搭便车” 。 也就是发射客户的载荷以后 , 一级火箭办完了正事儿以后 , 还有余力 , 那就多带一点燃料来做回收试验 。
你想啊 , 火箭如果从卡纳维拉尔角发射的话 , 肯定是朝着东边打 , 东边是海 。 火箭走的接近抛物线 , 等一级火箭快烧光了 , 这时候一级火箭的速度没有达到第一宇宙速度 , 就在这个时候 , 一级和二级分离 , 二级火箭加把力气 , 再推一把 , 把载荷加速到第一宇宙速度 , 进入预定的轨道 。
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一级火箭呢这时候已经完成任务了 , 速度也没达到第一宇宙速度 , 所以一级火箭还是会走抛物线弹道 , 落进大西洋 。 马斯克搞火箭回收试验 , 就需要在预定的落点放一艘平板大船 , 在那儿等着 。 一级火箭需要做的就是调整自己的姿态 , 屁股朝前 , 张开栅格舵 , 精确调整自己的弹道 , 千万别落歪了 。
等到了合适的时机 , 发动机再次点火 。 利用剩余的燃料 , 开始反推减速 。 一台梅林1D发动机的推力是提高到了67吨 。 火箭的空壳子其实没多重 。 所以 , 9台发动机只开一台都嫌多 , 必须把油门开小 。 而且回收过程之中 , 火箭剩余的燃料也是越烧越少 , 整体重量越来越轻 , 发动机必须跟着变 , 精确控制能力也是至关重要的 。
到最后 , 火箭已经很轻了 , 发动机推力要控制在只比重量小一点 , 火箭可以缓缓地降落在平板大船上 。 但是说起来容易 , 实际做起来却非常的难 , 因为稍有差池就完不成回收 。 比如说歪个几十米 , 火箭就掉水里了 。 即便是对准了平板大船 , 下来的时候细长的火箭不垂直 , 稍微歪一点 , 结果就没站住 , 最后摔在平板大船上 , 或者速度控制不好 , 直接砸坏了大船 , 早期这种事儿也没少发生 。
2015年的4月份 , 猎鹰9号的回收试验就是这种情况 , 火箭歪了 , 最后倒在了船上爆炸了 。 所以马斯克领着手下的工程师们就盼望着下一次回收试验 , 火箭能稳稳当当地站在船上 。
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SpaceX|深度:SpaceX当年成功发射并回收火箭颠覆航天业,马斯克如何做到】下一次是6月28号 , 猎鹰9号发射龙飞船 。 这一次出动的平板大船是“我依然爱你如故”号 , 这艘船上的工程师们左等火箭不来 , 右等火箭还是不来 , 后来才知道 。 哪知道 , 这一次根本没有任何做回收实验的机会 , 猎鹰9号火箭升空以后3分钟就炸了 , 万幸的是龙飞船马上和火箭分离 , 开降落伞落在水里 , 里面运的货物没什么大的损失 。
SpaceX自己当然是展开了调查 , 他们认为是外包厂家做的火箭二级液氧储箱氦气瓶支架螺栓不合格 , 导致氦气瓶泄露 , 液氧储箱压力过大而破裂 。 NASA调查了足足3年才给出了报告 , 他们认为不仅仅是外包厂家的问题 , 而是SpaceX发包的时候是按照工业标准选用了螺栓 , 而不是按照航天标准下达的要求 , 你要什么样的货 , 人家就给你造什么样的 , 这事儿怪不得别人 。
针对这个缺陷 , SpaceX很容易采取补救措施 , 但是 , 这个思维方式是改不了的 , 因为用便宜的工业级标准 , 而不用昂贵的航天级标准 , 这是SpaceX的既定方针 。
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猎鹰9号全推力版
马斯克他们足足憋了半年多没有再发火箭 。 他们的特点就是快速迭代 。 猎鹰9号全推力版本正式亮相了 , 长度已经拉长到了70米 , 近地轨道运载能力达到了22.8吨 。 我们的长征5B运载火箭近地轨道运载能力是25吨 。 也就是说 , 猎鹰9号的运载能力已经接近长征5B这种大火箭了 。 人家全推力版本起飞重量是550吨 , 长征5B是八百多吨 , 我们的火箭比人家大好多 , 但是近地轨道的运送能力大不了多少 。 这就是因为猎鹰9号在减轻自身重量上下了死功夫 。 我们的火箭设计方案并没有那么激进 。
不过呢 , 长征5B是一级入轨 , 没有第二级 , 猎鹰火箭是有第二级的 , 猎鹰9号的第二级只有一台真空版梅林发动机 , 相对弱一点 , 所以如果是打GTO轨道 , 也就是同步转移轨道 , 只能打8.3吨 , 而长征5号能打14.5吨 。
梅林1D发动机也进行了改进升级 , 推力可以在大范围内进行调节 , 甚至可以超水平发挥 , 推力达到额定值的110% , 也就是86吨 。 假如猎鹰火箭的9个发动机有一两个熄火了 , 没关系 , 其他发动机超水平发挥 , 也照样把载荷送进轨道 。