美國「獵鷹9號」運載火箭成功發射 但回收失敗

2021-01-20 央廣網

  央廣網北京1月11日消息 據中國之聲《新聞縱橫》報導,幾天前,由美國太空探索技術公司SpaceX研製的「獵鷹9號」運載火箭,原本計劃在美國卡納維拉爾角空軍基地發射升空,但在倒計時進入最後1分鐘時因出現技術故障,發射任務被緊急中止,並再次把發射時間推遲到1月10號,也就是昨天。為什麼說是「再次」呢?因為去年的12月,這項發射任務就因為引擎未能達到測試要求而被推遲到了今年。

  此次代號為CRS-5的發射任務幾經推遲,並最終於北京時間昨天晚上6點47分發射成功,其搭載的「龍」飛船也成功進入預定軌道,可謂好事多磨。但是發射成功卻並不意味著這次任務的成功,因為「獵鷹9號」運載火箭負不僅肩負著向空間站運送貨物的使命,更承載著與「送貨」同樣重要的另一項工作:進行獵鷹9號的返回測試。而後者對於太空探索領域甚至將具有跨時代的意義。不幸的是海上回收嘗試以失敗告終,火箭在海上浮動平臺硬著陸並損毀。

  獵鷹9號在周二發射失敗,更換零部件之後,周六凌晨4:47分在弗羅裡達空軍基地成功升空。將載有5000英磅探測儀器,試驗項目,生活用品的龍號貨倉船,順利完成組合節段的分離,推進太空軌道,送往有6名工作人員的國際太空站。預計國際太空站將會於周一收到貨艙,並且有一個月的卸貨和裝貨時間,龍號貨艙,屆時再把從太空站裝上的物品運回陸地。SpaceX 負責人表示,這次飛行的主要任務主要是貨運,並且是100%順利完成,但無法歡心慶祝,原因是獵鷹9號發射推動第一組合段的遠海無人平臺降落回收的試驗,則因速度過猛而墜毀失敗。

  2012年5月22號,「龍飛船」搭載該型火箭發射升空,成為第一架飛往國際空間站的商業運輸飛船。從那時起,「獵鷹9號」就作為NASA商業軌道運輸服務平臺正式開始其太空之旅了。而此次代號為CRS-5的任務是獵鷹9號運載火箭搭載龍飛船第5次執行空間站補給任務了,所以,在航空專家龐之浩看來此次發射任務雖然推遲過兩次,但是最終發射成功並不意外:

  龐之浩:他這個火箭很有特色,他追求三點,一是高可靠,第二低成本,第三個快速響應,他為了可靠性,他第一級火箭用了九排發動機,所以它就是為了保證一兩臺發動機出現了故障不影響他的任務的完成,這一次是他第五次發射貨運飛船也成功了,這個大家覺得也是理所應當,他這個已經不是很稀奇的事了,所以火箭的可靠性還是很高的。

  這枚火箭身高68.4米,直徑3.7米,以煤油及液氧為燃料,它的地球同步軌道運載能力約為4.5噸,超過絕大多數目前現役的中國長徵系列運載火箭,目前僅有發射過嫦娥三號月球探測器的長徵三號乙火箭能與之匹敵,如此「龐然大物」,要使其「毫髮無傷」的返回確實不容易,此前,官方形容回收難度:「就像你在風暴裡嘗試用單手掌使一個豎立的掃把保持平衡」。對此,龐之浩認為回收的難點在於垂直下降:

  龐之浩:垂直發射、垂直回收確實難度很大,尤其是它的姿態控制,他要求這個火箭,第二級分離以後,第一級發動機再次啟動,完了來降低他的速度,兩次啟動發動機,要到大西洋海面上再啟動發動機,使它一是要垂直降落,第二個要轉條路,速度達到每秒兩米,現在看來這次沒有成功。這次是相當於硬著陸了,所以他還要不斷的總結經驗,完了準備以後看看能不能解決一些關鍵技術,現在其他的火箭公司,其實也覺得似乎有點天方夜譚,但是這個公司的老闆馬斯克認為要試一試,他也說了這次火箭的成功率可能不高於50%,他以後還要經過大量的實驗,所以還要走很長的路。

  其實在2014年,太空探索技術公司SpaceX已對可回收火箭進行過多次試驗。在去年4月中的一次試驗中,SpaceX成功地實現了歷史上第一次火箭軟著陸,但該火箭隨後在公海側翻並毀壞,以至無法修復。而在之後的7月,該公司針對第一級火箭又進行了「軟著陸」測試。這次測試中,在接近海平面時,火箭被調整成水平方向,目的是希望可以完好無損地回收,但海水又破壞了箭體。

  在那次試驗後,SpaceX公司發表聲明說,他們非常自信地認為,(第一級火箭)能夠在浮動發射臺上成功著陸或者返回發射場,無需整修就可再次升空,並於隨後的10月份成功的把「草蜢」火箭由發射臺點火後飛到744米的空中,然後又垂直降落回發射臺。SpaceX公司表示:「草蜢」火箭的試驗是他們研發垂直起降、完全可重複使用運載火箭的「關鍵一步」。

  直到昨晚「獵鷹9號」的回收失敗,SpaceX公司為什麼對這項艱難的技術鍥而不捨呢?龐之浩表示,若能實現火箭的全面回收,將大大的降低火箭的發射成本。

  龐之浩:如果能夠成功回收第一級,據悉他能夠降低發射成本80%,這個分兩個階段,一個是要回收成功,第二個他發動機要能夠重複使用,能夠降低80%,第一級回收成功以後,他以後還要實驗更複雜的第二級,第二級為什麼複雜呢?第二級因為他飛得更高,他進入大氣層時會產生更大的熱量,所以它還要解決保溫的技術問題,如果第二級回收也能夠成功,而且也能夠成功發射的話,它可以降低火箭的成本99%,這是第一個降低成本,第二個如果能夠回收火箭的話,也可以減少火箭殘骸對地面的威脅的可能性,大家知道有一些火箭,尤其是第一級,他們工作完了以後,掉到地面,我們儘量選人口稀少的地方,但是也很難說,有時候如果掉到民房或者砸到人就很危險了,所以他有兩大意義,第一大意義更為重要,如果成功了,具有裡程碑的意義。

  在回收失敗以後,SpaceX的CEO伊隆?馬斯克表示:「火箭(回落時)著陸時發生了一些狀況(硬著陸),接近成功,但最終功虧一簣,希望將來一切都好。」對於這項技術未來的發展前景,龐之浩認為:難度很大,路還很長。

  龐之浩:目前向兩個方向發展,一個是像這種可重複使用,目前這個公司走在了前面,但是其他國家像歐洲、日本甚至俄羅斯也在研究這種技術,這個技術最早實際上是美國麥道公司把原理已經解決了,但是他是一個小的三角的結構型,但是像這種垂直的著陸,而且不用降落傘還要克服難關,如果解決了這個問題就好辦了。另外一個發展的方向就是研製重型運載火箭,就是近地軌道運載能力能達到一百噸以上的,像獵鷹9號近地軌道能力大概也就是10噸到30多噸左右,而人類未來要載人登火星,載人登月、載人登小行星,還要要求搞重型運載火箭,現在美國航空航天局在搞,包括這個太空探索公司也在搞,他搞一個獵鷹重型,近地軌道能力能達到五十多噸,以後還要搞一個超級獵鷹,就是近地軌道能力能達到170多噸。這家公司野心勃勃就是想比美國航宇局提前把人送上火星,這個難度也是很大的,所以還需要攻克很多難關。

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