屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败

宇宙奥秘 2016-03-17 15:29宇宙的奥秘www.qiwenkd.com

 屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败在经历了四次推迟后,北京时间今天早晨7时35分(美国东部时间3月4日下午6点35分),SpaceX公司成功用猎鹰9号火箭发射卢森堡通信卫星SES9,并在发射过程中再次尝试海上回收猎鹰9号一级火箭。但在返回海面的过程中,火箭没有准确降落在驳船中心,箭体在驳船甲板上硬着陆,海上回收火箭失败。

 
屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败
 
▲当地时间3月4日下午6点35分,猎鹰9号火箭搭载SES9通信卫星从卡纳维拉尔角升空。
 
屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败
 
▲网友制作的发射危险区域通告图,这次实施海上回收的驳船停泊在卡纳维拉尔角以东650公里的大西洋上,也是距离海岸最远的一次。图片来源:网络
 
此次发射地点位于美国佛罗里达州卡纳维拉尔角,SpaceX在第40号发射台用猎鹰9号火箭成功发射卢森堡通信卫星SES9,并事先在卡纳维拉尔角以东650公里的大西洋上停泊了一艘条驳船(海上回收平台)预备火箭着陆。发射约8分钟后,火箭从太空返回大气层降落到驳船上,但尝试软着陆失败。
 
屡败屡战 SpaceX第四次海上回收火箭仍失败 
 
▲SpaceX之前进行的海上回收尝试都失败了,画面下方的驳船即是海上回收平台。
 
此次也是SpaceX公司第四次尝试海上回收火箭,此前三次海上回收的尝试都在最后接近成功时失败。今年1月17日,猎鹰9号第三次尝试在海上平台软着陆,火箭精确着陆在驳船中央且着舰过程很轻柔,但是火箭三号支架没有完成锁定,最终倾覆导致回收失败。
 
虽然历经多次失败,SpaceX一直没有放弃,该公司将在今年其他发射任务中继续尝试回收火箭。
 
屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败
 
▲2月28日因为一艘船闯入发射危险区,引发一系列问题导致火箭紧急关机。
 
此前该发射任务推迟了四次,可谓历经波折。第一次推迟是在当地时间2月24日,因为天气原因推迟24小时发射;第二次是在当地时间2月25日,在发射前1分钟因为液氧加注出现问题,SpaceX在网络视频直播中宣布发射终止。
 
第三次是在2月28日,一艘冒失的船突然闯入发射危险区,虽然SpaceX有派出直升飞机驱离该船,但等到船只离开已超原定发射时间35分钟。火箭因为等待太久导致箭体内液氧贮箱温度升高,产生气泡引发推力不足,发射团队在火箭点火后紧急关机,取消了当天的发射。如果没有那艘船的闯入,28日发射本该如期进行。第四次取消是在3月1日,因为高空出现风切变。
 
屡败屡战 SpaceX第四次海上回收火箭仍失败 
 
▲2015年12月21日,猎鹰9号一级火箭返回地球软着陆过程,犹如科幻大片。图片制作:POCKN
 
去年12月21日,SpaceX公司成功实现陆上回收火箭。这也是人类历史上首次在载荷发射到太空后,火箭成功软着陆返回地球,创造了航天史上的奇迹。
 
在今天的发射任务中,猎鹰9号火箭需要将5.3吨重的SES9通信卫星送往近4万千米高的超地球同步轨道,同时还要完成一级火箭的海上软着陆。
 
相比较去年12月21日的发射,虽然当时猎鹰9号一级火箭成功软着陆返回地球,但那次发射的卫星轨道高度只有六七百公里,今天的发射要比上次远上50倍。因此这次猎鹰9号火箭在升空后一级工作时间更长,一二级分离时的高度更高、速度也更快,剩余燃料也更少,而且这次是在海上平台软着陆回收,难度相当大。
 
屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败
 
▲马斯克确认卫星送入4.06万千里高的超同步轨道,卫星发射成功。
 
SpaceX也在发射前暗示这次回收的成功几率比以往要低,所以此次火箭回收失败SpaceX也有心理准备,好在卫星发射成功,回收失败并不影响SpaceX的商业发射。
 
屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败
 
▲发射前屹立在卡纳维拉尔角40号发射台上的猎鹰9号火箭。(腾讯太空配图)
 
这次发射是猎鹰9号火箭自2010年首次亮相以来的第22次飞行,也是该型火箭升级后的第二次发射,携带更多的燃料产生更多的推力将重型卫星送入轨道。同时本次也是SpaceX公司2016年的第二次发射,今年在卡纳维拉尔角的首次发射。
 
本次搭载猎鹰9号火箭升空的SES9通信卫星由波音公司制造,归属全球最大的卫星运营商——卢森堡SES公司。这颗卫星将为亚太地区用户提供广播电视服务,并为印度洋上的船员与乘客提供通信服务,该卫星将在2016年中旬正式向用户提供服务。
 
屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败
 
▲火箭实现重复使用意义重大,人类前往太空不再昂贵,载人火星任务也将变得经济可行。(腾讯太空配图)
 
SpaceX为什么要回收火箭
 
火箭回收重复使用将给全球太空商业发射带来革命性变化:回收一级火箭将大幅降低火箭发射费用,人类前往太空不再昂贵,廉价太空时代指日可待。因为一枚火箭的成本,燃料仅占很小一部分,火箭的导航控制系统、燃料储箱和发动机等部分才是大头。如果一枚火箭可以重复使用,将大大降低发射成本。
 
此前SpaceX每次发射费用约6000万美元,其中燃料费用仅20万美元。实现火箭回收技术后,发射价格有望降低一个数量级,每次仅600万美元甚至更低。SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)曾表示:“我想我们将很快积累像一个舰队一样多的回收火箭,这将使我们花费数年的时间去使用它们,并确保它们都工作的很好。”
 
屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败
 
▲去年12月SpaceX成功在陆上回收火箭,这是猎鹰9号一级火箭从发射到返回地球降落全过程的图解。(腾讯太空配图)
 
SpaceX为什么要在海上回收火箭
 
相比较陆上回收,因为驳船甲板面积很小,海上回收对火箭落点精度要求非常高;另外火箭垂直返回海面,对姿态控制要求较高,复杂海况如天气、海浪等也会对火箭着舰稳定产生影响,但海上有陆地回收不具备的优势。
 
各国发射的火箭几乎都是向东飞行,飞行过程中子级火箭分离时运行轨迹都是在斜上方,分离后子级火箭会继续向斜上方飞行一段距离,随后沿抛物线自然落下,其落点位置要比分离时更远离发射场。
 
海上回收使火箭不需要消耗宝贵的燃料飞回陆地着陆场,直接自然降落即可,驳船可以提前在海上火箭落点位置停泊等待,火箭可以将剩余燃料消耗在最重要的降落减速上,确保着陆成功。
 
屡败屡战:SpaceX挑战海上回收火箭再失败
 
这次实施回收火箭的海上驳船刷有风趣的标语“Of Course I Still Love You(我当然还爱着你)”,源自伊恩·班克斯(Iain Banks)的科幻小说《The Player of Games》,他也是SpaceX公司CEO马斯克最喜欢的科幻作家之一。另外,这艘船是无人驾驶的。(腾讯太空配图)
 
SpaceX公司此前回收火箭的尝试
 
2013年9月29日,“猎鹰9号”火箭首次尝试受控再入返回。这次飞行中火箭成功完成了第二次点火减速、但火箭进行第三次点火之后很快关机,最终火箭以45米/秒的速度摔坏了。
 
2014年4月22日,“猎鹰9号”火箭在向国际空间站的货运任务中,进行了第二次受控再入试验。此次,火箭姿态得到了很好的控制,并将下落速度降到很低,火箭落水后还发送了8秒的信号,可惜当时海上风浪太大,箭体最终还是损坏了。
 
2015年1月10日,“猎鹰9号”火箭在向国际空间站的货运任务中,进行了第三次受控再入试验,但火箭在的姿态没能得到控制,砸落在驳船的甲板上。
 
2015年2月12日,SpaceX继续尝试了一级火箭在海上软着陆,但由于风暴的原因,驳船没有出来,火箭以垂直的姿态降落在预定海面上,误差10米。
 
2015年12月21日,SpaceX成功发射新型“猎鹰9号FT”火箭,并在发射10分钟后一级火箭非常完美地实现陆上软着陆,火箭成功回收并创造了人类太空史上的第一。
 
2016年1月17日,SpaceX第三次尝试在海上平台上回收猎鹰9号一级火箭,但回收失败。SpaceX数据显示,火箭着陆过程很轻柔,但是火箭三号支架没有完成锁定导致火箭倾覆。火箭着陆时几乎正中靶心,偏离驳船中央不到1.3米,非常精准。

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