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猎鹰重型火箭发射强运力、低成本是亮点

2018-02-08 08:56 来源:科学网 
2018-02-08 08:56:22来源:科学网作者:责任编辑:赵清建

  北京时间2月7日凌晨4点45分,在两次临时推迟后,美国太空探索公司(Space X)研制的“重型猎鹰”(Falcon Heavy)发射。不久后,两枚助推器成功回收。5小时后,作为唯一有效载荷的一辆特斯拉红色跑车正式进入地球-火星转移轨道,将在太空中漂浮十亿年。

  尽管核心助推器回收失败,但其强运力、低成本成为全球关注的焦点。“这枚火箭以多个重复使用的发动机,实现了现役运载火箭中最强的运载能力。”中国运载火箭技术研究院运载火箭系列总设计师、中国工程院院士龙乐豪在接受《中国科学报》记者采访时表示。

  相当于18架波音747客机的推力

  “重型猎鹰”火箭由3个助推器组成,每个助推器则配备了9个梅林发动机,总计27个发动机,让这枚火箭每次能够将超过14万磅(约合64吨)的有效载荷送入近地轨道。该公司首席执行官(CEO)马斯克曾表示,让27台发动机同时点火具有很高的难度。

  在龙乐豪看来,要想获得足够大的初始推力,要么增加单台发动机的推力,要么依靠增加发动机数量。“增加发动机数量也会增加一定风险。”他表示。

  美国东部时间1月24日中午,“重型猎鹰”火箭在位于佛罗里达州的美国航天局肯尼迪航天中心39A发射台上点燃了27个发动机,向地面喷出白烟,时间持续约10秒,完成了该火箭发射升空前的重要环节。

  对此,资深航天观察人士、“小火箭”公众号创始人邢强博士介绍:“相当于18架波音747客机同时发力的推力规模让SpaceX公司没有条件进行发动机整体试车,只好以静态点火试验替代。”

  目前,我国也在加紧研制超重型火箭“长征九号”,将实现低轨道运载能力140吨,远超“重型猎鹰”的80吨,预计2030年前后发射。“在可预见的未来中,如果按计划实现,长征9号到时候是世界上运载能力最强的火箭。”龙乐豪说。

  可回收技术带来低成本

  在成本上,“重型猎鹰”具有明显优势。和在此之前的最大型运载火箭“德尔塔IV型”相比,有效载荷提升2倍,成本仅其三分之一;和“猎鹰9号”相比,近地轨道运载能力提升2.8倍,报价仅提高45%。

  据邢强分析,“重型猎鹰”运载火箭的发射报价在1亿美元以下,甚至会低至9000万美元。“要知道,近地轨道运载能力为22.8吨的猎鹰9号运载火箭的发射报价为6200万美元。”他说。

  可回收技术是SpaceX降低成本的关键。龙乐豪告诉《中国科学报》记者,“这枚火箭三分之二的发动机都是重复使用的,火箭也是在此前‘猎鹰9号’基础上设计升级而成,是‘二手货’。”他认为,可回收技术对降低成本具有现实意义。

  此次发射中使用了两个“猎鹰9号”使用回收的助推器,并再次成功回收,着陆在预定地点。但据美国科技媒体TechChrunch报道,核心助推器掉入水中随后丢失。

  2015年12月、2016年4月,“猎鹰九号”陆续实现首次回收和首次海面回收。SpaceX曾表示,可重复使用的火箭是打开商业太空飞行市场大门的钥匙。

  我国商业火箭需国家大力扶持

  近年来,我国商业火箭市场不断升温。我国《航天发展“十三五”规划》已经提出“探索航天发射服务商业化运营,探索建设政府所有、企业运营的商业航天发射场和运控中心,形成常态化、灵活优质的航天发射服务能力”。

  多家商业火箭公司如雨后春笋般成立,正在针对不同市场需求研制差异化的火箭产品。如航天科工火箭技术有限公司的“快舟”系列,北京蓝箭空间科技公司的“蓝箭”系列,以及北京零壹空间科技有限公司的M系列商业运载火箭和X系列高超声速运载器等。

  记者注意到,中国多家商业火箭公司的标识和官方网页风格均与SpaceX相似,也在公开新闻报道中称要成为“中国的SpaceX”,可见以SpaceX为标杆是中国商业火箭公司的共同目标。

  在他看来,SpaceX取得今天的成就,离不开美国几十年积累的运载火箭技术及地面设备等,“这完全来自于美国政府对民营火箭的无偿支持”。

  “在我国,不以政府为主导的民营火箭公司,目前还处在初创阶段,距离做到SpaceX的程度尚需时日。”龙乐豪强调,“我国商业火箭亟待国家政策、资金等多方面的扶持。”甘晓 程唯珈

[责任编辑:赵清建]

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