2020年12月30日,当“星舰”还在研讨阶段、间隔发射还很悠远时,就有人在社会化媒体上问询SpaceX创始人马斯克,“星舰”的超重型助推器是否会像“猎鹰9”火箭助推器相同着陆。马斯克回复说,咱们将用发射塔机械臂捉住它。
其时,不少人觉得这一主意“天马行空”。“星舰”的超重型助推器高度约70米,直径到达9米,用什么机械臂才干抓到这么个飞翔中的大家伙?
现在,答案现已揭晓。北京时刻10月13日晚上8时25分,“星舰”火箭第五次试飞发射。约7分钟后,其超重型助推器成功穿越大气层、回来发射塔,被两个机械臂(被马斯克比作“筷子”)牢牢夹住,简直完美完成了马斯克最初的方案。
但是,为何必定要夹住回来的助推器?让它落到海里,或许仿效“猎鹰9”火箭落在着陆台上,不是更简略吗?
依据此次试飞的记载,“星舰”助推器在着陆最终阶段、间隔地上约2000米时,一起发动13台发动机制动减速。这些发动机具有“万向推力”才能,即喷嘴可以旋转调理方向,以操控助推器姿势和飞翔轨道。待下降到必定高度后,外围发动机封闭,中心方位的3台持续作业,使助推器进一步减速并简直笔直落在两根“筷子”中心。在间隔地上约几十米高度时,助推器在发射塔前笔直悬停。几秒钟内,“筷子”轻轻移动并牢牢捉住助推器栅格翼下方的销钉,发动机关机。
该进程技能难度并不在于机械臂的灵活或强壮,而是在于如何将巨大的助推器准确悬停在两根“筷子”之间,稍有误差就会砸在“筷子”上。
据报道,“星舰”助推器着陆精度更高的一个原因或许是其助推器足够重,能操控得更准确。当然,先进的“万向推力”发动机也或许发挥了要害作用。
在2019年,马斯克曾表明,一个“星舰”助推器一天可发射20次,也便是一个小时左右发射一次。
要完成这一方针,使助推器落回发射塔,就地检修、加注和再发射简直是仅有的挑选。即使是在发射塔邻近的着陆台下降,如此巨大的火箭助推器,必定需求更为巨大的起重机、运送车等设备做吊装和运送。这一进程耗时恐怕都要以小时计。而下降在海里的打捞、清洗和运送则更为杂乱。
那么,为何不能直接在发射台地上上着陆,而是要选用看起来更杂乱的“筷子夹火箭”形式?
答案便是呈细长圆柱状的火箭助推器要在地上上着陆,必定得安装着陆支架,以避免助推器在着陆时因振荡而倾倒。但支架会添加火箭分量,耗费更多燃料,马斯克曾解说说,不必支架可以大大削减“星舰”分量和本钱。
相同要害的是,“猎鹰9”助推器上的着陆支架是“一次性”的,每次着陆后都要检修和创新。对“猎鹰9”来说,因为其以液氧火油为燃料,两次发射间需求完全清洗发动机,一起段换一个着陆支架不会耗费额定时刻。而“星舰”则以液氧甲烷为燃料,简略维护即可再发射,若替换支架会导致时刻糟蹋。
总归,即使是在全球范围内,“筷子夹火箭”也堪称是一种航天工程技能上的打破。无论是对SpaceX,仍是对马斯克来说,他们都朝着抱负又迈出了重要一步。
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