火箭回收重复使用技术是苏联率先实现的?马斯克:我就看了场电影

在当今世界很多人心目中,马斯克是如同“钢铁侠”一样的存在,仿佛是科技之神。而马斯克被“神化”,很大一部分原因,是他旗下的SpaceX公司,发明了可回收重复使用的运载火箭“猎鹰”9。“猎鹰”9发射之后,芯一级和两个助推器回收着陆的场景,仿佛外星飞船降临地球,真的是科幻极了,很多媒体不吝词藻,将其称为“人类历史上第一枚可回收火箭”,但实际上,言过其实了,可回收火箭并非马斯克的原创。

火箭回收重复使用技术是苏联率先实现的?马斯克:我就看了场电影

这样的场景,如同外星飞船降临,确实科幻

早在1959年的苏联航天电影中,就展现了回收火箭的画面,海上着陆平台、蚱蜢腿式的起落架,与今天的“猎鹰”9几乎一模一样,而马斯克也承认看过这部电影,并用它来反驳与蓝色起源公司的专利纠纷。

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苏联1959年电影展现的场景,这不是倒放

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猎鹰9海上回收

不过,1959年的苏联电影,只是和《丁丁历险记》一样的瑰丽想象,直到上个世纪80年代末,苏联才认真考虑实现可回收重复使用火箭的在工程技术上的可能性。当时有过很多方案,其中让人印象最深刻的,是以“能源”号为基础的ГК-175可回收式重型运载火箭,也被称为“能源”2,或者叫“飓风”号、“安加拉-贝加尔”号。

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能源2号运载火箭

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能源2号运载火箭分离瞬间

“能源”2号的设计非常与众不同,首先它的定位类似于航天飞机的助推器,但那是一架将航天飞机和主火箭连为一体的巨型航天器,与“暴风雪”号截然不同。而巨型航天器在太空完成任务之后,将整体返回,降落在加长跑道的机场上。

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船箭结合体,它比航天飞机大多了

除此之外,它的助推器也将悉数回收,具体回收过程是这样的,先是制动、调整角度,再入大气层,然后打开折叠的翅膀,开始滑翔,最后像航天飞机一样降落在跑道上。助推器的翅膀,有点类似现在的滑翔制导炸弹的弹翼,以折叠形式收纳在背上,使用的时候再打开,而且每一枚助推器都有起落架。

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助推器的折叠翅膀是这样打开的

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然后像航天飞机一样降落在跑道上

这样的火箭回收方式,几乎没有任何浪费,所有的部件都可以重复利用,第二次发射只是重新加注燃料即可。当然,它的技术难度也非常高,要将每一枚助推器都顺利回收,绝不是我们做动画这样简单,而且巨大的船箭结合体,比美国的航天飞机复杂多了,因此未知的风险系数很大。

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这个技术过于复杂

不过,这一切并不是空想,俄罗斯的确制造出一枚可回收版本的“能源”2号运载火箭,并进行过公开的展出。只不过由于苏联的解体,其国力大为衰弱,无力再进行新的研究,而这枚火箭现在也只能在仓库里追忆苏联航天事业曾经的辉煌了。

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这可不是空想,而是真家伙

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正在生产中的能源2助推器

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仓库中的能源2可回收助推器

不过,“能源”2号回收方式与马斯克的“猎鹰”9截然不同,其技术过于复杂,在今天看来已不是最佳选择。大家都知道,“猎鹰”9的回收技术验证火箭是“蚱蜢”,但是在“蚱蜢”之前,已有一家美国公司实现过类似的技术,它就是麦道公司“三角快帆”。早在1993年8月18日,三角快帆就成功进行了首次垂直起飞和降落试验。当时,火箭垂直上升到大约45米时,便悬停在半空,接着向侧面平移约100米,然后又垂直下降,迅速展开“伸缩腿”,用4个小发动机所喷发的火焰减速,最终在一个混凝土垫上安全着陆。

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三角快帆试验示意图

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蚱蜢回收试验火箭

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猎鹰9助推器回收

而在马斯克研制“猎鹰”9的同时,电商巨头亚马逊 CEO 杰夫·贝索斯旗下的太空探索企业蓝色起源,也有一个“新谢泼德”火箭,它是一种船箭结合体,作为NASA重返月球Artemis计划的一部分,该火箭将携带一枚验证用的月球着陆传感器,旨在为未来的月球任务做测试。

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这是美国重返月球计划的一部分

当然,我国目前也正在展开多种可回收重复使用的运载火箭的研究,除了翎客航天、星际荣耀、蓝箭航天等民营公司的之外,作为国家队的长征八号也具备回收重复使用能力。当然,最近发射的长征八号仍是常规型号,其可回收版本可能会在下次进行试验。

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整装待发的长征八号

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其实嫦娥五号的登月采样返回,也有可回收火箭的关键技术

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页面更新:2024-05-04

标签:苏联   火箭   航天器   起落架   蚱蜢   运载火箭   助推器   猎鹰   技术   美国   月球   航天飞机   能源   可回收   电影   公司

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