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SpaceX回收火箭究竟能省多少钱?

美国科技博客The Verge今天撰文称,虽然SpaceX的“猎鹰9号”火箭在回收之后可能仍会产生不菲的检修成本,但与建造一枚新的火箭相比,仍然可以大幅降低成本。

 

随着SpaceX成功实现火箭回收着陆,火箭的重复利用将不再是虚无缥缈的梦想。但这究竟能给太空探索降低多少成本呢?

SpaceX认为,火箭回收将为民营航天业节约大量成本。在此之前,一旦火箭升空,就会被废弃,导致火箭成了“一次性”的航天器。SpaceX CEO伊隆·马斯克(Elon Musk)表示,“猎鹰9号”火箭的制造成本高达6000万美元,燃料成本仅为20万美元。重复利用火箭可以不断降低这部分成本。从理论上讲,只需要给一枚火箭重复灌入燃料,即可执行多次发射任务。

但实情并非如此。SpaceX必须确保它所回收的火箭仍然具备再次发射的条件。“猎鹰9号”在飞行时经历了大幅的温度变化,而且要承受极高的压力和环境中的诸多极端因素的影响。这些都会对火箭本身造成磨损——因此,回收之后的火箭或许需要进行维修和更新,才能再次执行发射任务。翻修火箭引擎往往成本高昂。如果翻修时间过长,SpaceX就无法频繁发射。

YFfp-fxmxxsp6914320“猎鹰9号”火箭回收着陆瞬间

翻修成本是是航天飞机(和其他可以部分重复利用的航天系统)成本高昂的主要原因之一。航天飞机使用巨大的一次性燃料箱和两个可以重复使用的火箭助推器完成发射。一旦完成太空任务,航天飞机可以像飞机一样在地面降落。

航天飞机的可回收设计是为了节约资金,因为除了外部燃料箱外,所有的组件都可以回收利用。“可惜的是,并没有达到预期效果。”美国宇航局顾问委员会成员兼航天飞机项目前主管维恩·海勒(Wayne Hale)说,“这是一台极其复杂的设备,需要进行大量翻修才能再次升空。”航天飞机的主要引擎经过几次发射之后必须更换。这种飞行器还需要在两次任务之间展开许多检修。另外,在从海洋中回收之后,其火箭助推器也需要不断更新,而且每次都要使用新的外部燃料箱。总体而言,这将把每次发射任务的成本推升到4.5亿至15亿美元之间。

CxZb-fxmxxst0454149亚特兰蒂斯号航天飞机

“猎鹰9号”火箭的复杂程度远不及航天飞机,所以检修工作肯定会少很多。但这种运载设备也经历了与航天飞机相同的飞行环境。曾经任职于航天飞部门的美国宇航局前项目经理史蒂夫·保卢斯(Steve Poulus)表示,“猎鹰9号”火箭的第一级——SpaceX回收的14层楼高的火箭主体——所经历的温度变化在-250至1,000华氏度(-157至538摄氏度)之间,前者发生在太空中,后者则会在返回大气层时出现。“正因如此,设计过程才至关重要。”保卢斯说,“SpaceX很可能使用了金属,某些部分可能是复合材料,可以承受这些温度压力,而不会遭受任何破坏。”

“猎鹰9号”还要在大气层中承受巨大的压力。第一级的最高速度可以达到5.5至7.5马赫。当它穿越大气层时,高空中的风会对导致火箭震动、受压,造成破坏。“这些大气负荷可能高达数百磅。”保卢斯说。

不过,SpaceX之前的确多次发射过一枚火箭。该公司借助“蚱蜢号”火箭测试了“猎鹰9号”火箭的回收着陆系统,总共发射了8次。然而,“蚱蜢号”火箭的飞行高度只有2,440英尺(约合743米),不会飞入太空,所以并没有经历“猎鹰9号”所经历的那种严酷环境。’

事实上,这在很大程度上取决于火箭的设计。如果“猎鹰9号”在着陆时没有受到太大破坏,检修的成本可能会降低,耗费的时间也可能会缩小。SpaceX去年表示,该公司相信可以在无需检修的情况下重新发射经过回收的火箭。现在,该公司的工程师必须研究他们的设计能否达到这一目标。倘若真的能达到预期效果,回收火箭就很有意义。

这也是SpaceX研究周一回收的“猎鹰9号”的原因——他们希望了解这枚火箭遭受的破坏程度。马斯克表示,这枚火箭不会再次发射,但的确能够帮助该公司了解两次发射过程中所需进行的翻修工作——如果确实需要翻修的话。

但无论如何,保卢斯都表示,翻修成本肯定远低于制造新火箭的成本。他认为,多数翻修工作都是专项检修,并对某些部位进行细微调整,使得回收后的火箭能够重新符合航天标准。这些成本应该不到50万美元——远低于一枚新火箭所需的6000万美元成本。“这仍然可以大幅降低成本。”保卢斯说。

文:新浪科技

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