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史上首次火箭上面级完整回收完成——星舰飞船正返航德州星舰基地

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SpaceX星舰Ship40第十三次试飞意义重大,不但实现了载荷的太空释放,其上面级(飞船部分)也在无破坏的情况下溅落并完成了回收,这是人类航天史上首次实现这样的操作。



在新建的第十三次试飞过程中,其上面级‌Ship40‌在与助推器脱离之后,按计划‌溅落在印度洋预定区域‌,而且这是首次在完整状态下软溅落,星舰的上面级没有爆炸和沉没。‌



溅落后飞船完好浮在水面,SpaceX临时决定回收(原本没打算捞),7月28日马斯克确认派船回收。



之后由多艘船协同拖拽,期间虽遭遇恶劣海况一度“不太乐观”,但最终经过约24天、约400公里的海上拖航,在8月18日前后‌拖到澳大利亚圣诞岛近海‌等待检查。‌



8月26日前后,‌荷兰博斯卡利斯(Boskalis)旗下的半潜式重载运输船“福特号”(FORTE)‌ 在圣诞岛附近用“浮装”方式(甲板沉入水中、飞船漂到托架上方再上浮)把S40装上船。



之后这是个巨大的飞船又从澳大利亚运往美国,路线是穿越赤道、经巴拿马运河,‌最终目的地是得克萨斯州南部的星舰基地(Starbase)‌,航程约1.7万公里,预计10月到达。‌

通观整个人类航天史,可以说星舰上面级的这次操作,是实现人类航天历史上第一次把火箭上面级完整回收。



在此之前,人类火箭回收只局限于一级助推器,比如星舰一级助推器、猎鹰9号和重型猎鹰火箭,贝索斯集团的新谢泼德火箭和新格伦火箭,乃至我国的长征十号乙和朱雀三号火箭,回收的都是火箭的一级部分。



而二级或者说上面级一直都是一次性消耗品,多数是在将载荷送入预定轨道之后坠入大气层烧毁,还有一部分由于速度太快或者轨道太高,会一直在外太空绕地球运行,也有个别的会飞向更远的空间。

或有朋友分不清火箭一级和上面级,其实这个很好分辨,火箭起飞时,底部的一级助推器负责把火箭推出低空,完成任务后提前分离回收;而上面级(二级,某些火箭有三级甚至更多)要继续带着载荷进入轨道,飞行速度能达到第一宇宙速度。也正是由于飞行速度太快,其在重新进入大气层时,多数会因为高温烧蚀而烧毁,所以极难回收。



过去不管是猎鹰9号,还是我国长征系列火箭,上面级飞行结束后都无法回收,直接丢弃在太空或者大气层。

因此,本次星舰Ship上面级成功回收的这次突破意义重大,其在轨飞行之后,再入大气层时会遭遇上千摄氏度高温,它表面的隔热瓦必须能承受这种极高的温度和极强的大气压力才行,而且还要精准控制飞行姿态,全程都要在合适的范围内减速,最后以极低的速度溅落到海面上。



过程中飞船要保持完整无破损,落到海面上之后,海水还不能进入内部,要飘在海面上等待回收。



对比猎鹰9号,它回收的仅仅是第一级,通常助推器部分飞行速度远低于轨道速度,所以其技术难度和星舰上面级回收不在一个量级。

一旦火箭上面级回收技术成熟,带来的改变是颠覆性的。航天发射最大成本就来自箭体本身,如果上面级也能重复多次使用,单次发射成本会大幅下降。这会让大规模的太空项目有落地的可能,比如火星载人登陆、大型太空基地搭建。



当然也要客观看待,这次只是单次试飞成功,距离稳定、多次复用还有很长一段路要走。过去星舰多次试飞出现爆炸、着陆损毁事故,单次成功不等于技术完全成熟。



我国商业航天领域,长征十号乙,朱雀三号已经实现一级部分的回收,另外还有长征十二号系列,长征十号系列、天龙三号、智神星一号‌、‌双曲线三号‌、‌星云一号力箭二号等也在推进可回收火箭研发,主攻一级回收,未来也会逐步向上面级复用技术攻关。



星舰这次里程碑式的回收,给全世界航天行业指明了一个方向:全箭可重复使用,才是未来低成本进入太空的核心钥匙,我们在这方面也要尽早布局和下手研发才好。

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