中国可回收运载火箭进入攻关阶段 但不等于成本降低|中国|运载火箭|可回收火箭_新浪军事_新浪网
中国可回收运载火箭进入攻关阶段 但不等于成本降低
　　中国可回收火箭模型试验
　　“不用担心，中国运载火箭技术研究院研发中心一直在做可回收火箭的研发，我们只是说得少而已。”针对公众对中国在可回收火箭领域“落伍”的担忧，中国运载火箭技术研究院研发中心可回收火箭团队负责人申麟告诉记者。
　　2015年11月和12月，两则有关美国企业家成功发射可回收火箭的消息，引发了公众对可回收火箭的关注。
　　可回收不等于成本降低
　　日，亚马逊创始人杰夫o贝索斯（Jeff Bezos）旗下太空公司蓝色起源（Blue Origin），将New Shepard太空火箭发射到计划高度，随后火箭成功地返回发射场。
　　美国当地时间12月21日晚间，特斯拉创始人埃隆·马斯克（Elon Musk）旗下公司美国太空探索技术公司（Space X），发射了Falcon 9火箭（猎鹰9号）并成功将第一级火箭回收，这是人类第一个在实现有效载荷入轨后可实现一级火箭回收的运载火箭。
　　2015年11月下旬，中国运载火箭技术研究院研发中心成功完成了运载火箭子级回收群伞空投试验，该试验正是在申麟的负责下完成的。
　　公众的注意力都集中到了大洋彼岸。“猎鹰9号”成功实现第一级火箭回收的消息一经传出，舆论便惊呼：“廉价太空时代已经到来！”
　　对此，申麟并不是很乐观。“第一，‘猎鹰9号’是一次性使用运载火箭，它的零部件，包括发动机等并非按照重复使用来设计的。可回收火箭的设计，要从源头上就用可重复使用的标准来设计；第二，‘猎鹰9号’返回后，它的结构、发动机需要检测、维护，部分零部件可能需要更换。重复使用会带来火箭回收、维护成本，与一次性使用相比，‘猎鹰9号’重复使用是否能降低成本，尚未可知；第三，测算过‘猎鹰9号’发射、回收过程后发现，在不同的任务轨道和返回地点情况下，它的运载能力损失在30%以上。Space X海上发射、回收那次，那么大规模的火箭只搭载500多千克的一颗小卫星。”申麟分析道。
　　2015年10月，在以色列耶路撒冷召开的第66届国际宇航大会（IAC）上，申麟问了Space X公司一位负责发射业务的副总裁一个问题，“Space X公司成功回收火箭后，要花多大的成本来实现重复使用？”彼时，距离Space X公司成功实现“猎鹰9号”可回收发射，还有近2个月时间。对方给了申麟一个模糊的答案，“Space X公司会在可靠性、安全性、成本、技术难度、运载能力等方面进行平衡，综合考虑。”
　　“按照目前的状态来看，Space X公司的可回收火箭发射计划还面临多重困难，发动机需要重新设计，箭体的监测、维修标准的制定，伺服系统的维护代价等。此外，重复使用的次数也需要进行考虑，重复使用一次，还是十次？”申麟补充道，“如果仅仅是在一次性火箭的基础上进行改进的话，那么问题很大，成本会很高。”
　　中国可回收火箭进入关键技术攻关阶段
　　“并非成功实现火箭可回收就意味着成本的降低。不过，Space X公司的创新精神，以及它从技术、管理两方面综合考虑降低成本的思路，值得我们学习。”申麟强调。
　　不过，中国运载火箭技术研究院研发中心一直在预先研究、创新发展方面低调布局，研发可回收火箭，只是由申麟领衔的研发团队工作的一部分，此外，该研发团队还进行新概念运载火箭、新概念飞行器的研究。“可回收火箭研究，对于我们团队而言，只是一个相对比较容易实现的方向。”申麟说。
　　中国运载火箭技术研究院研发中心的可回收火箭项目始于2011年，和Space X公司提出的可回收火箭研发计划几乎是同一时间。中国运载火箭技术研究院研发中心在开展可回收火箭项目研发之初，便调研了国内外在可回收火箭方面的一些国外相关公司的研发状况。分析国内外研究方案，火箭的回收方式一般有三种：降落伞式、垂直降落式以及给火箭安装“翅膀”的方式。
　　中国运载火箭技术研究院研发中心目前采用“两条腿走路”的方式，采用降落伞+气囊和垂直降落两种方式进行研发。
　　“就目前来看，我们在‘降落伞+气囊’方式上的进展会快一些，去年完成的热气球投放试验只是一个缩比试验，但验证了我们使用大型群伞的技术能力。总体而言，我们的可回收火箭研究还处于关键技术攻关阶段。”申麟告诉澎湃新闻。
　　对于垂直返回的方案，中国运载火箭技术研究院研发中心完成了系统的方案论证，并且完成了相应的仿真研究。
　　“十三五”期间，申麟希望带领团队以现有的研究成果为基础，结合正在论证的采用液氧甲烷做推进剂运载火箭，为真正实现能够大幅降低成本的可回收火箭的研发打下一个良好的基础。无所不能 健康点 运动家
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SpaceX回收火箭，谁该颤抖了？
　　文 | 郑永春 （中国科学院国家天文台）
　　航天发展的瓶颈在运载火箭，如何把一大堆很重的物体送入太空，一直是制约人类太空探索的难点。在大多数人的概念中，火箭就应该是一次性产品，点火之后一飞冲天，把航天器（卫星或飞船）送入预定轨道，火箭的使命就完成了。
　　然而，就在日，成功实现猎鹰九号火箭回收，这意味着火箭重复利用的时代即将到来，此消息也迅速得到了扩散和传播。
猎鹰九号火箭
　　那么，SpaceX是如何实现火箭回收的呢？对未来的航天格局会有什么影响？又能对中国航天界带来什么启示？
　　在喧闹的背后，需要我们逐一冷静分析。
　　连战连败，终获成功
　　在猎鹰九号的第一级火箭实现成功回收之前，是一连串的失败。
猎鹰九号之前多次回收失败
日，猎鹰九号在执行CRS-5发射任务时测试火箭回收技术。第一级火箭在发射后，落向大西洋上一艘驳船改装的着陆平台，虽然准确地命中目标，但由于下降速度过快，导致火箭在甲板上发生爆炸。
　　2月12日，在为美国国家海洋和大气管理局发射深空气候观测站（DSCOVER）卫星时，猎鹰九号再次测试火箭回收技术。由于当时海上风浪很大，驳船被迫撤回，火箭虽然在海面上成功软着陆，但最终落入水中。
　　4月14日，猎鹰九号在执行CRS-6发射任务时再次测试火箭回收技术。虽然一级火箭准确着陆在驳船甲板上，但由于横向速度过大，火箭未能在甲板上稳稳站立，最终导致倾覆爆炸。
　　6月28日，猎鹰九号第三次尝试海上回收火箭。但这次更惨，遭遇到了发射失败，火箭以及给国际空间站运货的飞船，统统在高空解体。
　　连战连败，SpaceX开始闭门思过，认真检查每一个环节，改进设计方案。他们改进了发动机引擎和火箭的多级分离系统，并调整了燃料配方。
　　在此期间，美国另一家民营航天企业蓝色起源公司的新谢泼德火箭实现了回收。虽然新谢泼德火箭只是一枚探空火箭，只是在地球大气层内的亚轨道飞行，并没有飞出地球大气层，也没有发射航天器的能力，只适用于开展商业太空旅游体验。但相关舆论给了SpaceX很大的压力。
　　闭关半年之后的12月22日，赶在圣诞节这一西方人最重要的节日之前。SpaceX再次测试火箭回收技术，终获成功。
　　这是猎鹰九号的第20次飞行，也是设计方案升级后的第一次飞行。经历了重重失败之后，所有人终于可以安心回家过新年了。
　　火箭成功发射，起飞后1分13秒，推进达到1马赫；
　　1分24秒，火箭达到最大动压；
　　2分20秒，火箭第一级关机；
　　2分24秒，火箭多级分离；
　　2分35秒，第二级火箭点火；
　　2分55秒，火箭整流罩分离；
　　4分钟左右，第一级火箭返回飞行点火；
　　8分钟左右，第一级火箭再次点火，火箭再入地球大气层；
　　9分40秒，第一级火箭稳稳站立在发射场附近的陆上着陆平台，火箭回收成功。
稳稳站立在着陆平台上的猎鹰九号
　　火箭回收难在何处
　　可回收火箭究竟难在何处？
　　难就难在十分复杂的电子系统上。电子系统是火箭的大脑，由遍布箭体的各种传感器获取火箭飞行的各种参数，然后通过信息汇总、计算，及时调整飞行方案——类似大脑的思考和决策过程。接着，通过各种控制部件，执行指令，这一过程类似大脑控制我们身体上的各种运动器官。
　　猎鹰九号火箭实现成功回收，足以证明该型火箭的电子系统十分强大。
　　猎鹰九号的第一级火箭共有九台发动机，发射的时候九台发动机一起点火，用大推力使火箭摆脱地球引力升空。而在回收着陆的时候，猎鹰九号关闭其中六台发动机，只剩三台继续工作。而且，这剩下的三台发动机的推力是精确可调的，这样才能使庞大身躯的火箭在刚刚着地时的速度基本为零，平稳地降落在平台上。
　　猎鹰火箭要实现平稳着陆，成功回收，可以调节推力的火箭发动机是成功的关键。要实现发动机推力可调，就需要改变燃烧室、燃料泵等的设计，实时调节发动机内部的温度和压力，并调节燃料的流量。这种大推力的可调发动机既要用于火箭发射阶段，又要用于回收时的减速反推。相当于一个人既要获得世界举重冠军，又要能驾驭十分灵巧的绣花针，实际上是一件很难的事情。
　　一旦实现发动机推力可调，就能够实现火箭的定时、定点入轨，相当于给火箭安装了油门，可以实现与其他航天器的快速交会对接。
　　新一代运载火箭新在何处
　　随着航天运输的需求越来越多样化，传统的运载火箭已经到了不得不更新换代的阶段。当前，世界各航天大国正在致力于研发新一代运载火箭，将采用大量的新技术和新材料，实现降低成本、提高可能性、满足多样化需求的目标。
　　那么，所谓新一代火箭，究竟新在何处？
　　纵观世界各航天大国，俄罗斯正在致力于研制安加拉系列火箭（Angara），这是一个全新的火箭家族，由俄罗斯联合火箭航天集团公司研发。通过捆绑式的多个通用火箭模块，安加拉火箭可以根据需要组合出不同推力的火箭，火箭推力从2吨到75吨不等，可以适应不同运载重量的航天发射需要。安加拉系列火箭研发成功后，将取代现在的虎啸号火箭和质子号火箭，成为未来俄罗斯航天运输的主力。号，“安加拉-A5”型火箭在普列谢茨克发射，迈出了成功的一步。
　　美国正在研发的新一代重型运载火箭“太空发射系统”（Space Launch System），号称是人类历史上最强大的运载火箭系统，巨型发动机的长度达54米，运载能力超过130吨，在未来的载人登陆火星和载人深空探索中将发挥关键作用。日，“太空发射系统”进行了试验性发射，整个过程非常成功。根据规划，“太空发射系统”火箭的首次正式发射将于2017年进行。
　　欧洲致力于研发新的阿丽亚娜6型火箭（Ariane 6），以取代现有的阿丽亚娜5型火箭，计划于2020年进行首次发射，2021年发射次数增加到4次，2023年开始年发射次数增加到11次。
　　日本在H-IIA运载火箭成功率大大提高之后，正在研制H-X新一代火箭，该火箭的第一级和第二级将使用液氢液氧作为燃料的火箭发动机，并研制固体燃料助推器，通过采用前沿技术，实现航天运输的低成本和高可靠。
　　与上述政府支持的重型运载火箭相比，SpaceX作为一家民营航天企业，成功地改变了航天高大上的特点，大大降低了进入太空的成本，使航天越来越平民化，越来越多的普通人都可以接触到航天，这给传统航天业带来的改变一定是颠覆性的。
　　SpaceX的成功对航天业有何影响
　　虽然火箭可回收了，但与汽车可加油还是存在着相当大的差异。毕竟那么庞大的
　　一个物体经过了高速飞行，经历了高温燃烧，有些部件是无法重复利用的。但这确确实实可以大幅度地降低成本，至少价值数百万、上千万美元的发动机不再是一次性的，可以回收再次利用。
　　猎鹰九号火箭的标准发射费用为5400万美元，而中国的长征三号乙火箭在海外报价的发射费用也在6000万美元以上，所以即便不回收，猎鹰九号也已经成为世界上最便宜的发射工具。
　　这一次，猎鹰九号的成功回收更是让很多外行人感叹，廉价航天时代即将来临。
　　记得前段时间猎鹰火箭连连失败时，航天界有人嘲笑马斯克，说航天是需要积累的，不是谁都能从事的。现在，猎鹰九号的成功回收就是对这些嘲讽最好的回应。
埃隆o马斯克（Elon Musk），SpaceX首席执行官兼首席技术官
　　SpaceX的成功不仅在于技术的先进性，更在于采用了不同于传统航天业的商业化运作模式。传统航天业往往采用研发模式，每一枚火箭都需要设计、生产、测试等等，不仅环节复杂，大大增加了生产周期和生产成本，浪费了大量的人力物力。而且，每一次设计都会有新的风险，导致其缺乏稳定的可靠性。
　　SpaceX由于采用了商业化发展的方式，所有的软硬件均在控制范围内，不存在外包环节，所以造火箭和飞船就类似于我们造洗衣机和冰箱，全程质量可控。他们在航天领域率先实践流水线化的生产模式，只要一次成功，便可以次次成功，并通过大规模生产，大幅度降低了生产成本。虽然也会存在一定的故障率和次品率，但不存在重新研发的风险。
　　SpaceX作为一家民营航天企业，十分注重成本和质量控制。由于采用了商业化模式，很多产品都会尽量按照批次生产和采购，也都会尽可能地回收利用。之前的每一次失败，实际上都是在进行相关的技术测试，然后改进方案，并不是我们所想象的在“烧钱”。
　　而反观传统航天业，一直给人一种神秘的感觉，虽然顶着高大上的光环，但其内部照样会面临很多体制机制问题，阻碍技术创新。由于缺少外部竞争，问题逐渐积累，改革十分艰难。这也是美国政府不遗余力扶持民营航天的原因之一，他们要给自己扶持竞争对手，让外部压力增大，才能触动内部僵化的利益格局。
　　独立自主、自力更生的中国航天领域一直是我们的骄傲，但这种骄傲更多局限在国土之内，航天发展在对国民经济推动方面还有很大的潜力可挖。中国的高铁和核电，已经大踏步走出国门，成为中国走向世界的名片。用中国人的智慧，挣全世界的钱。在这一点上，中国航天界还有很长的路要走。在某种程度上，航天要向高铁和核电学习，只有大进大出，充分开放和竞争，经历市场风雨的洗礼，才能成长为参天大树。
　　乔布斯一个人和他领导研发的智能手机，使手机从单纯的通信工具变成了一台微型电脑，成为了个人生活和娱乐中心，更颠覆了传统手机行业的格局。马斯克一个人和他领导研发的可回收火箭，对航天业的影响还远远没有发挥出来，或许也将改变整个航天业的发展格局。这一点，需要中国航天界引起足够的重视。
责任编辑：崔筝 | 版面编辑：张柘-实习
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热词推荐：美一公司运载火箭海上回收试验再次失败 着陆支架折断
　　央广网北京1月18日消息（记者李思默 实习记者陈姣姣）据中国之声《新闻晚高峰》报道，当地时间17号上午10点42分，也就是北京时间今天凌晨2点42分左右，美国太空探索技术公司成功发射了搭载一颗海洋观测卫星的“猎鹰9”火箭。而此次发射更受关注的，是火箭第一级海上回收尝试能否成功。
　　过去一年多里，美国太空探索技术公司已先后五次尝试发射并回收“猎鹰9”火箭，与在陆地平台回收相比，在海上回收“猎鹰9”火箭第一级难度更大。
　　然而，火箭发射后大约25分钟，消息传来，火箭第一级硬着陆在海面浮动平台上，一个着陆支架折断。火箭发射3小时后，太空探索技术公司确认这一次的海上回收再次失败。
　　当地时间17日上午10点42分左右，伴随任务控制室直播视频中的倒计时准备，早早等候在美国加利福尼亚州范登堡空军基地推荐观测地点的人们，纷纷举起各种拍摄设备，对准美国太空探索技术公司“猎鹰9”火箭将升起的方向。
　　隆隆轰鸣声中，搭载“Jason－3”海洋观测卫星的“猎鹰9”如约升上天空，隐入基地上空的浓雾中，火箭第一级与第二级成功分离。美国航天局随后确认，火箭第二级已成功将卫星送入轨道。
　　发出阵阵欢呼的人群不肯离去，他们更希望等到火箭海上回收首次成功的消息，这也是此次发射任务令全球关注的焦点。此前，为让“猎鹰9”火箭第一级在海面浮动平台上“精准着陆”，太空探索技术公司已经进行了多次尝试，但均以失败告终。
　　然而，第一级火箭对准海面浮动平台降落的过程中，直播信号却突然中断。火箭发射后大约25分钟，太空探索技术公司在社交媒体上宣布，火箭第一级硬着陆在海面浮动平台上，一个着陆支架折断。
　　随后，太空探索技术公司确认火箭第一级海上回收失败，“通过数据分析，第一级火箭着陆在无人海上浮动平台，着陆点距离平台中心不到1.3米”。
　　太空探索技术公司于去年12月首次成功实现了在陆地平台对“猎鹰9”火箭第一级的回收，但此前数次海上回收尝试均以失败告终。与在陆地平台回收相比，在海上回收难度更大。中国航天科工二院研究员杨宇光表示，如果采用陆上回收方式，需要火箭消耗更多燃料，让它进行反推，使得它能够向相反的方向运动，回到发射点的附近。如果海上回收就不存在这个问题，可以在运载火箭自然的陨落的这个方向，在那个地方设置回收点，这样，就可以节约更多的燃料。
　　但是反过来说，由于海浪会造成船体很多不稳定。另外，船不可能做的很大，这些都对回收带来很多难度。火箭为了节约燃料，在飞行过程中尽可能的减小阻力，采用细长体外形，如果降落过程中采用垂直回收，对姿态就会产生非常严格的要求，而落点也要求非常精确，再加上对船体稳定的要求，这些要求叠加在一起，很可能就会造成某一方面的要求不可能完全满足，非常容易导致回收失败。
　　无论地面着陆还是海上着陆，太空探索技术公司回收火箭第一级的最终目标都是研制可重复使用的火箭。传统火箭都是一次性使用，因而比较昂贵。火箭一旦能够回收，只要加以修复，重新加注燃料便有可能再次发射，从而大大降低未来火箭发射成本。但是，回收运载火箭不等于能重复使用，而重复使用也不等于低成本。杨宇光强调，以前航天飞机在每次发射以后，两个固体火箭助推器都要在海上进行打捞回收，但是回收以后的整个检测过程，零部件更换过程，以及航天飞机轨道器在自主返回以后，整个检测过程都需要非常长的周期，整个成本比再利用一枚新的一次性火箭发射成本还要高。未来采用可重复使用、可回收的技术，来试图降低航天发展的成本，这应该是未来的发展方向，但是之前的教训非常惨痛，希望未来商业航天公司能够在这方面取得比较大的技术突破，实现航天成本的降低。
　　尽管这一次的回收试验再次失败，但太空探索技术公司仍完成了卫星发射任务，显示出其较可靠的太空货物运输能力。太空探索技术公司首席执行官埃隆?马斯克在社交媒体上表达了自己对未来试验成功的乐观态度，并开玩笑说：“起码这次我回收到了大点儿的东西。”
　　太空探索技术公司表示，研发可重复使用火箭的技术，是人类通往其他星球的关键下个月，2月6日，太空探索技术公司还将迎来另一次火箭回收，这次发射将在佛罗里达州卡纳维拉尔角进行，使用的是“猎鹰9号FT”火箭，并且回收同样将在海上进行。
　　每一次尝试都有价值，正是这些尝试，在引领我们前往下一步。我们也共同期待。
编辑：任芳
关键词：回收;火箭
爱心旧衣回收箱频频遭窃 目击者称有拾荒者撬箱,趁着元旦假期，海曙西门街道钱东社区的张大姐，整理出一批旧衣物并投放到小区的回收箱里。昨天下午，在小区主道的花坛边，钱报记者看到了那个绿白相接的衣物回收箱。西门街道派出所方面昨天也表示，由于回收箱基本不在监控范围内，所以取证就很困难。
一阵欢呼，来自美国Space X公司昨晚成功发射猎鹰9号火箭，并收回一级火箭的现场，从倒计时发射到回收完成，不到十分钟。
这支名为“Close the Loop（完成循环）”的广告中，展现了一系列奇形怪状的穿衣方式，比如男人穿短裙，室内戴帽子，各种用力过猛……主张时尚无定则，无论是谁，无论怎么穿都可以很酷炫。
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手机央广网马斯克的新野心：一次同时回收三枚重型运载火箭
网易科技讯 7月20日消息，据每日邮报报道，对于已经成功完成5次火箭回收着陆的成就依然不满意，美国太空技术探索公司SpaceX首席执行官伊隆&马斯克（Elon Musk）公布最新激进计划，打算一次性完成3枚火箭的回收。
SpaceX公司已经向美国宇航局申请，计划在卡纳维拉尔角的总部建造2个新的着陆区。它将允许SpaceX即将到来的3枚重型运载火箭Falcon Heavy几乎同时在此着陆以便准备重新使用，它们着陆的时间相隔仅数分钟。
SpaceX公司发表声明称：&SpaceX计划于今年晚些时候首次发射Falcon Heavy。我们也在寻求联邦批注，在卡纳维拉尔角的空军基地建造2个新的着陆区。我们希望能够同时回收3枚Falcon Heavy火箭，尽管我们可能首先在海上无人着陆平台上禁行尝试。&
SpaceX日前发布宣传视频，详细解释了Falcon Heavy火箭将如何起飞、如何返回地球。视频中显示，作为当前世界上功率最强的运载火箭，Falcon Heavy在进入轨道前，其各级推进器将自主返回发射台。
视频中，Falcon Heavy将携带者180吨的有效载荷在美国宇航局肯尼迪航天中心Launch Complex 39A发射台起飞，推力相当于18架747飞机同时起飞。开发这种重型火箭的目标是以相对低廉的价格向太空中运送大量货物，估计Falcon Heavy每次发射需要8500万美元。与Falcon Heavy相比，美国宇航局的太空发射系统显然更加强大，但其每次发射成本高达5亿美元。
为了减少发射成本，SpaceX计划让大部分火箭重新返回发射台，令其推进器能够多次重复使用。这种火箭的核心推进器设计源自更小的猎鹰9号火箭，后者已经进行过多次成功发射。
为了将人类送上月球或火星，需要重型火箭将装载宇航员、太空船以及货物的巨大重量送入太空。在阿波罗时代，主要使用土星5号火箭。现在，SpaceX正在研发新式重型运载火箭，它们的发射成本将更加便宜。Falcon Heavy的有效载荷是当前世界上最强大火箭Delta IV Heavy的2倍。（小小）
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