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猎鹰9号,走起!

日期:2015-1-9 17:13:01 人气:7 加入收藏

1月8日8时,美国宇航局(NASA)再次更新了太空探索技术公司(SpaceX)猎鹰9号运载火箭和龙飞船的发射时间——北京时间1月10日17:47。
北京时间2015年1月6日19:20,由SpaceX研制的猎鹰9号(Falcon 9)运载火箭原本计划在美国卡纳维拉尔角空军基地发射升空,但在倒计时进入1分钟时,发射任务被紧急中止。
此次代号为CRS-5的发射任务几经推迟,可谓好事多磨。CRS-5是猎鹰9号运载火箭搭载龙飞船(Dragon)第5次执行空间站补给任务,CRS-5任务不仅通过龙飞船向空间站运送货物,还要进行火箭返回测试,使猎鹰9号降落在海上移动平台。
这是SpaceX今年第一次重要测试,有评论认为,如果实验成功,对火箭技术而言,也许将是一次改变游戏规则的事件,而对于太空探索领域甚至将具有跨时代的意义。

回收测试 如何在“狂风中让扫帚立于手掌之上”
猎鹰9号和龙飞船一样,诞生于位于美国硅谷的SpaceX。
2012年5月22日,龙飞船搭载该型火箭发射升空,成为第一架飞往国际空间站的商业运输飞船。自此,猎鹰9号也作为NASA商业轨道运输服务平台正式开始其太空之旅。
这枚火箭身高68.4米,直径3.7米,以煤油及液氧为燃料,它的地球同步轨道运载能力约为4.5吨,超过绝大多数目前现役的中国长征系列运载火箭,目前仅有发射过嫦娥三号月球探测器的长征三号乙火箭能与之匹敌,长三乙增强型的地球同步轨道运载能力能够达到5.5吨。
原计划日前由猎鹰9号执行的CRS-5发射任务,将运送重达3700磅的物质到国际空间站上,其中包括科学实验设备、零配件、食品、水和其他物资。但在这次发射中,与“送货”同样重要的,还有另一项工作——进行猎鹰9号的返回测试。
传统上,火箭设计成几个阶段。在发射后,火箭会卸下部分引擎和用完的燃料罐,让火箭更轻身上路,携带卫星、飞船等进入轨道。卸下的器材将丢落地球和解体。这样意味着每次的新任务都得制造新的火箭。而SpaceX认为火箭主要部件可以回收,翻新并再次利用。

猎鹰系列火箭的顶端和外层全部采用超强度铝锂合金材料制造,且增加了特制的挡热板,用以保护“猎鹰9号”第一级和第二级在重返地球大气层时免遭损坏。在此次发射中的动画演示中,猎鹰9号一级火箭与龙飞船分离后,将再次点火并调整姿态,返回大气层,据称还将使用GPS导航技术,最终垂直降落与海绵的浮动平台上。
“这个任务很不容易。” 有报道认为,这项技术的困难度首先在于,猎鹰9号高达十余层楼,爬升时的速度达1.6公里每秒,要让直线上升的火箭“毫发无伤”地垂直下降,犹如“狂风中让橡胶扫帚柄直立于手掌上”。

减速引擎、飞翼导向、着陆支架一个不能少
猎鹰9号可回收火箭若能成功试射,对太空探索领域来说将具有跨时代的意义。有报道称,通过该火箭的自主返回技术,它将大幅缩减太空旅行的花销。若能实现火箭的全面回收,预期发射成本将降低99%。
按照这个思路,SpaceX设计第一阶段推进器在返回大气层时点燃引擎减速,附设飞翼协助落下时导向,还装有“腿”让它们稳定降落。在2014年,该公司已对可回收火箭进行多次试验。
在去年4月中的一次试验中,SpaceX成功地实现了历史上第一次火箭软着陆,但该火箭随后在公海侧翻并毁坏,以至无法修复。
在2014年7月,该公司针对第一级火箭进行了“软着陆”测试。这次测试中,在接近海平面时,火箭被调整成水平方向,目的是希望可以完好无损地回收,但海水破坏了箭体,使得回收的可能性不复存在。
在这次试验后的声明中,SpaceX公司表示:“此时此刻,我们非常自信地认为,(第一级火箭)能够在浮动发射台上成功着陆或者返回发射场,无需整修就可再次升空。”
据称,成功的标准是可重复使用的第一级火箭能够“以高超音速的速度从太空返回地球,两次重启主引擎,部署着陆支架,并以接近零的速度着陆。”如果即将进行的海上着陆试验成功,猎鹰9号的后两次测试将是在坚固表面着陆。

着陆平台  足球场大小,使用钻油平台定位技术
对可重复使用火箭技术而言,除了火箭本身,其着陆的平台上是一大难关。SpaceX创始人马斯克表示:“火箭在海上平台上着陆的可能性不超过50%,也不少于50%。”
   去年12月,马斯克在社交网站上发布了用于火箭降落的海上平台的图片,该平台无人驾驶,大小相当于一个足球场。
“在以前的尝试中,我们只能设定10公里(6.2英里)以内的着陆精度。而在这次实验中,我们的目标着陆精度是10米(33英尺)之内。”SpaceX公司在一份声明中说。
被称为“火箭基地船”的着陆平台采用钻油平台定位技术,在风暴中也能稳定驳船。为配合1月6日的发射,已前往大西洋的预定位置待命,这个地点距离佛罗里达海岸大约两百英里,为猎鹰9号着陆做准备。但是由于发射的取消,移动平台着陆也不得不再度重新安排。
马斯克对媒体表示,猎鹰9号还将进行密集的发射实验,他认为,“很有可能其中一次实验将能够成功,所以,我觉得我们离我们的目标已经相当接近。”

发射故障  迟到的圣诞礼物并没有误事
CRS-5发射任务原定于去年12月19日进行,但在12月17日的静态点火测试中,火箭的梅林1D引擎未能达到测试要求,SpaceX公司于是将实验改在2015年初进行,并在12月19日安排了第二次静态点火试验,并且获得成功,当时认为为2015年1月的正式发射扫清了障碍。
2015年1月7日早上,猎鹰9号在临升空前一分钟突然喊停,官方表示是由于方向导航系统的系统发生问题,而紧急取消飞行计划的,并解释说,两个2号门驱动系统的发动机在启动前倒数计时时,其中一个出现移动现象,所以紧急喊停。同时强调,如果不是人工紧急停机,电脑也会自动使这个系统停止动作的,所以这次取消实际上是一个技术故障。由于1月6日的发射窗口期仅有1秒,发射任务已经取消,截至记者截稿时,最终将预期发射时间定于北京时间1月10日17:47。
据报道,这次载有5000吨容量的货物实际上是向太空站中的6名工作人员运输食品和圣诞礼物的。原本计划12月中旬送到,圣诞礼物应该是额外的惊喜,结果这次首次飞行被取消是因为发射系统的问题,后来12月底又试飞一次,这次是实验,那么以后这个是实验就绪之后为本周二发射奠定了基础,结果又出了问题,但太空署表示,太空站食品仍然充足,日本和俄罗斯都有定期运输生产用品的航班,所以这次延误不会造成任何太空站的工作和生活方面的不便。

新闻回放
  “草蜢”:火箭长“腿”迈出关键一步

2014年10月19日,位于美国加利福尼亚州的太空探索技术公司宣布,它的“草蜢”火箭在本月初的试验中创造了一项新纪录:火箭由发射台点火后飞到744米的空中,然后又垂直降落回发射台。
这家企业在其网站上公布了此前进行的试验的视频,整个试验过程持续78.8秒,火箭降回地面后外观完好。与传统运载火箭相比,“草蜢”外形上最大的不同是带有四条钢铝结构的“腿”,它们带有液压减震器。这四条“腿”使火箭能抵御垂直落回地面的巨大冲击而不致严重损坏。
太空探索技术公司说,“草蜢”的试验是这家企业研发垂直起降、完全可重复使用运载火箭的“关键一步”。

来源: 中新网

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