杨先碧分享 http://blog.sciencenet.cn/u/xbyang 先后毕业于南开大学和北京大学,供职于上海科学技术出版社

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发展可重复利用的火箭有什么意义

已有 5138 次阅读 2013-10-25 13:41 |系统分类:科普集锦



  在已有的航天器发射过程中,火箭是很大的一笔一次性开销,因为火箭升空的过程就是自我牺牲的过程。一次航天发射任务之后,火箭只剩下几乎没有多少再利用价值的残骸。美国一家民用太空公司决定改变火箭的命运,它们开发出世界上第一款可以重复利用的火箭。目前,这款火箭已经成功完成多次短距离试飞,最大垂直升降已达744米。


  目前,已经完成航天器发射任务的各种火箭大多是一次性的,完成任务后就变成了残骸掉落到地面上。一次航天发射任务,火箭的开销就会花费数千万元人民币。然而,按照现在的设计,火箭要回收要加装隔热设施、降落控制器、缓降设备。就算这样,火箭在经过穿越大气层的高温灼烧和降落到地面的冲击之后,火箭发动机不可能毫发无损,维修又是一大笔费用。根据以往的研究,回收利用火箭的费用比新造火箭还要大,这就是各国放弃回收利用火箭的原因。


  然而,美国的太空探索公司(SpaceX)还是认为不对火箭重新利用真是太可惜了。于是,他们开始研制可以像航天飞机那样可以重复利用的火箭。现在,他们已经初步获得成功,研制出一款名为“蚂蚱”的可重复利用火箭。之所以取名“蚂蚱”(Grasshopper),是希望新的火箭能像蚂蚱那样随意起降而不会损伤自己。


  “蚂蚱”的起落架支撑范围较大,在飞行期间可被折叠起来,并有技术十分先进的隔热设施,避免起落架在穿越大气层时因高温而损坏。起落架有4条起落腿,在即将降落的时候,“蚂蚱”才像飞机那样把起落腿慢慢伸出来。由于采用了液压减震器和钢支撑结构,“蚂蚱”可以安全稳定地垂直降落,并不需要飞机那样的滑行过程。


  接下来,“蚂蚱”要一步步地增加升空高度。随着高度的增加,隔热保护设施的测试就显得更加重要了。如果最终的测试显示它能完成几百公里高度的往返过程,那么这种火箭将可能引发航天领域的新革命,未来的太空发射成本将会大大降低,平民化的太空旅游时代才能真正到来。


  有了可重复利用的火箭,进行多个行星间的连续探索将会变得可行。太空探索公司的创始人艾伦·马斯克表示:“如果人类希望在未来任意穿梭于多个行星之间,可以多次利用的火箭会是必不可少的交通工具,否则人类将寸步难行。”马斯克希望有一天在火星上建造一个殖民地,而可重复使用火箭是实现这一梦想的“关键一步”。




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