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星舰四次试射成功!火箭重复使用了20次,低成本航天时代到来?

2024-06-11辟谣

当地时间6月6日早上八点,全球知名太空探索公司SpaceX正式对外宣布: 新一代重型运载火箭星舰于美国得克萨斯州正式发射升空,执行第四次试射任务。

本次试射任务的重点是 测试星舰及助推器的返回和重复利用能力 ,如果任务圆满成功 ,SpaceX团队将从中收集到宝贵的测试数据,助力星舰可重复回收利用更进一步。

最终星舰也是不负众望, 本体在进入轨道,重返大气层后,在印度洋成功溅落,助推器也在墨西哥湾实现软着陆,完成了所有制定目标。 SpaceX致力于探索低成本、可回收的商业航天道路,而他们也的确凭借自身努力取得了显著耀眼的成就,当看着SpaceX在正确的道路上稳步前进,我们又是否能从中得到些许启发?

SpaceX的独到之处

2023年4月20日,星舰火箭进行了首秀试飞,但火箭在升空后不久便 因为发动机故障导致解体爆炸 ,整个发射平台都沦为了一片废墟。同年11月,星舰进行了第二次试飞,火箭在实现一二级分离后, 便彻底与控制中心失联, 最终被迫启动自毁程序。

2024年3月,星舰进行了第三次试射,本次成功在太空打开了星舰的有效载荷门,并且完成了推进剂在轨转移演示,最终还顺利从太空返回。只可惜造化弄人, 星舰在最终抵达溅落目标时,还是意外坠毁。

星舰每一次试射失败,SpaceX都会联合FAA展开细致故障调查,并针对问题限期进行解决,所以星舰的每一次试射都能更进一步,走得更远。本次试射已经是星舰第四次试射了,尽管过程中出现 发动机熄火、襟翼受损 等问题,但星舰4号还是取得了来之不易的胜利,在此我们祝贺马斯克与他的SpaceX,这是全人类航天事业的伟大进步。

关于星舰,这是全人类史上所造就的运载能力最出色的火箭,高 120米 ,配备 33台猛禽发动机 ,地轨运载能力高达 100吨 以上,相比之下我国长征十号只能提供27吨运载上限。星舰与马斯克的火星梦牢牢捆绑在一起,而它的使命就是 用更低廉高效的方式,将更多物资和宇航员送往太空,以及那些待人探索的深空领域。

早在2022年2月的星舰发布会上,马斯克就信誓旦旦的宣布: 未来星舰的飞船船舱将实现8小时内回收利用以及单日最多三次发射,快速回收代表着更低的成本,SpaceX有信心将单次飞行成本下探至百万美元区间,同时提供单次100人以上的运载量

马斯克究竟是否在信口开河,这只能交由时间来证明,但就SpaceX星舰的自研历程来看,我们不得不钦佩于SpaceX敢想敢为的创造力。

2011年,美国国会与NASA共同制定了巨型运载火箭开发计划,打算重整载人航天,为今后的火星登陆作准备,国会大笔一挥,直接给出了180亿美元的巨额预算。 作为一个举国体制的项目,政府同时也号召国内一众航天巨头同步推进此项目。

NASA当时为SpaceX、蓝色起源等四家商业公司拨款 3亿美元 左右资金,大家同一起跑线共同发展。 13年过后,SpaceX已经将120米高、5000吨重的星舰送入轨道,并且还在近日验证了星舰回收能力 。反观NASA亲手主导的 SLS 项目呢? 不仅先后延期26次之多,还仅在2022年完成了低配版本的发射, 双方成就可谓高下立判。

有人说这是因为Space X在过去20多年中,接受了NASA的 135亿美元补贴 才取得了现在的成就。 但NASA给予Space X的一切资金都不是研发补贴,而是让Space X发射卫星、送宇航员等任务所付出的回报。 Space X能取得如今的成绩,凭借的是快速迭代、追求投入产出比、规模化生产等要素。

SpaceX的启示

2023年第一季度,SpaceX的营收为 15亿美元 ,总利润 5500万美元, 烧钱数年之久的SpaceX终于在去年扭亏为盈。作为全球第一商业航天公司,SpaceX2024年预计收入可达 130亿美元 ,2035年能突破至 1000亿美元

在去年,SpaceX每三天发射一枚火箭,单次发射成本比竞争对手低 5~10倍 ,其发射卫星总量高达5600颗,占比全球所有运行卫星总数的 60% 。SpaceX公司盈利的关键是什么?答案就是三个字: 复用性

SpaceX的发展理念始终围绕在可重复使用概念上,他们曾说过, 具备复用性的运载火箭对比传统火箭,能将太空旅行成本降低100倍之多。

目前SpaceX旗下最成熟的可回收式火箭是 猎鹰9号 ,它于2010年完成首次发射,2015年实现首次回收。

作为全球首个多重复使用一级助推器的运载火箭,猎鹰9号具备 多发并联、垂直回收、多次使用 等多重优势, 其最新型号Block 5截止今年4月,累计使用27枚一级助推器执行了166次发射任务,均取得圆满成功,现在猎鹰9号已经是星链计划的主力运载火箭,是SpaceX公司的主力军。

根据中国火箭研究院估算, 猎鹰9号重复发射十次,单次成本将降至首次发射成本的42%,大约为2000万美元。如果发射100次,单次成本则会摊销为1600万美元左右,成本也会下探至1/3。这 种运营模式为SpaceX赢得了大量合作订单,2023年欧美累计发射147次火箭,其中65%都出自于SpaceX的手笔。

马斯克是如何做到让运载火箭具备重复性的?这主要归功于以下几个关键技术:

1.着陆腿 :猎鹰9号的四条碳纤维着陆腿,能在靠近地面时迅速展开。

2.网格鳍 :这项技术此前专用于军事导弹,网格鳍能让猎鹰9号火箭在大气下降过程中,有效控制推力矢量,以此实现精准着陆。

3.可重复点火系统 :猎鹰9号能重新点燃九个引擎,让火箭在重返大气层与着陆时进行减速、重定向。

4.无人船 :这是火箭着陆的最后一道保障,如果火箭下降过程中偏离了预定位置,那它可以降落在海面无人船上。每艘无人船都能与星链进行通信,来保证其处于精准对接位置。

SpaceX所开创的一级火箭回收复用模式,彻底改写了全球航天市场的发展趋势与格局。中国目前正在研制长征八号的升级版 CZ-8R ,计划2025年实现首次回收,同时蓝箭航天研制的 朱雀二号甲烷液氧火箭 ,也将采用一级垂直着陆回收技术。 星际荣耀、帕拉斯一号火箭 等诸多中国民营航天企业的研制项目,也专注于攻克垂直着陆回收技术。

在过去,SpaceX取得了令人惊叹的成就,在未来,他们拥有更长远和疯狂的目标。 在这个商业航天公司身上,我们能挖掘出诸多可取之处,他们的 创新精神、技术突破和市场策略 为中国航天发展提供了珍贵的经验,我们需要学习SpaceX的创新, 鼓励团队大胆研发新技术,解除更多内部繁琐规矩的限制,致力于探索自我突破、不断创新的发展道路。

参考资料:

界面新闻:打破历史记录,SpaceX这枚火箭重复使用了20次
每日经济新闻:那个烧钱炸火箭的Space X,终于赚钱了!
BT财经:引发中航集团追赶,我们向SpaceX学习什么?

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