火箭回收为什么比回收其他航天器难

2024-05-16

1. 火箭回收为什么比回收其他航天器难

火箭海上回收技术难度非常大。
首先控制火箭降落姿态很难。要使细长的箭体垂直精确着陆在指定地点很难。在返回过程中,第一级火箭是通过箭上的液氮推力器来调整姿态的,以应对气动扭矩和旋转的影响,使其几乎没有任何滚转,在降落过程中一直与地面保持垂直状态。有人形容其难度犹如“在狂风中让扫帚柄直立于手掌上”。另外,箭体上还有4个可展开的侧翼,它用于通过卫星制导来协助控制火箭朝降落,使其最终落地的精度在10米以内。
第二大难点是要使高速下降的火箭实现软着陆。“猎鹰9号”是通过部分主发动机的2次点火来减速的。在火箭主发动机的控制中设置了矢量推力点,它能控制火箭的下落速度。第一级与第二级火箭分离后第一级要2次重新启动火箭部分主发动机,以制动减速。第一次重启旨在降低第一级的降落速度,使其能够降落到距离卡纳维拉尔角数百公里的海面;当第一级火箭快要落入大西洋时,再重启它的另一台发动机,以进一步减速。最终要使火箭的速度由初始的1300米/秒减到2米/秒。另外,在第一级接近海上浮动回收前,安装在第一级底部的4个着陆支架要打开,它带有液压减震器,可进一步减少垂直着陆时的巨大冲击,从而在回收上软着陆。此前四次回收失败就是由于火箭姿态或下降速度控制不佳导致的。
2.回收火箭可将发射成本降低至1%
航天发射成本一直居高不下,送1公斤物质上天的成本在1万~2万美元,重要原因就是发射航天器的运载火箭是一次性使用的。如果运载火箭可以重复使用,就可以大大降低成本,使人类的航天活动产生质的飞跃。就拿“猎鹰9号”火箭来说,其总造价约为5000万美元,而其推进剂的成本只有20万美元。所以如果能回收并重复使用第一级,可节省资金80%;如果第二级也能回收并重复使用,发射成本将降至目前的1%。发射费用降低意味着可以设计比现在便宜得多的卫星,而不必再花费大量资金来确保其拥有很长的寿命,因为发射费用很便宜,如果卫星坏了,再发射一颗填补空缺便是。
从长远看,可重复使用的火箭还能使人类探访甚至移居其他星球的梦想成真。现在载人航天最大的一个瓶颈就是成本太高,限制了进入太空的人数。如果可重复使用航天技术取得实用性进展,未来会大大加速人类进入太空的步伐。

火箭回收为什么比回收其他航天器难

2. 为什么美国人宁愿弃航天飞机不用而费力发展可回收火箭

安全系数低:5架航天飞机2架爆炸,14名宇航员因此丧命

航天飞机由于重复使用,因此其技术难度大、系统设计复杂、零部件更容易耗损,从起飞、上升、轨道运行,再入大气层直到返回着陆过程中,需要经受各类极度严酷的环境。航天飞机的弱点是在使用中逐渐暴露出来的,它的系统远不止将载人飞船和运载火箭两者单纯相加那么简单。单次运行成本过高时,风险也不容忽视,发射频率从计划中的每年24次下降到5次。而航天飞机的事故率非常高,美国的5架航天飞机中,有2架在执行任务时候发生了爆炸、解体,有14位宇航员为此丧命。而与火箭、飞船等一次性飞行器不同,航天飞机的火箭发动机需要多次重复使用,寿命期间的总工作时间累计长达数小时之久,这也为其执行任务带来安全隐患:随着飞行任务的增加势必有更多的潜在危险。

发射成本高:飞行一次耗费5亿美元,超过设计预期近百倍

美国共研制并投入使用五架航天飞机,每架研发费用20亿美元,总共发射一百多次,每飞行一次费用高达5亿美元,返回后还要进行大量费时费力的检修,这让美航天局的财政不堪重负。尽管提出航天飞机的初衷是为了降低整个载人航天研制和发射过程中的花销,但是美国人在执行这一计划的过程中却发现真实情况并非如此。早先有数据显示从1985年到1988年10月间,航天飞机的发射价格增加了85%,即每次发射费用飙升到9000万美元。这笔花费完全违背了NASA最初设计航天飞机的预算。NASA在确定航天飞机的结构布局时,曾估计航天飞机发射费用为每斤100美元,每次发射费用不超过600万美元。

尽管NASA采取了种种措施节约开支,但研制费用还是连年超支。1978年9月,NASA宣布航天飞机的研制费用可能比原计划增加8%-9%。1980年4月,NASA透露整个航天飞机计划费用将增加到89亿美元。这种情况下NASA只得一再向国会申请继续增加拨款,而当时的卡特政府考虑航天飞机对国家安全有利,对科学研究和商业开发也有很高价值,因此对追加经费基本不持异议,所以航天飞机计划的费用才得以解决。此外,航天飞机的着陆场与发射场相距甚远,每次降落后要用大型客机运回发射场检修,额外增加了成本。这些情况都超出了NASA最初的美好预期,这表明航天飞机经济效益大打折扣。

航天飞机老化速度远超预期,飞行任务被迫大幅缩水

同时在航天飞机的使用中,NASA发现同研制和发射费用一样,航天飞机的维护和运行费用也在直线飙升。比如1984年航天飞机一次飞行的花费为1.5-2亿美元,而在商业发射中可以得到的最高补偿仅为7100万美元。最重要的是NASA发现,用航天飞机发射卫星,比使用火箭发射卫星的费用还要多。因此,1988年之后,NASA决定不再承揽商业载荷的发射任务,每年航天飞机飞行次数减为9次左右。按照计划美国的航天飞机寿命最多为20年,每架应飞行100次。而截至到今天,5架航天飞机加起来飞行了才132次,其中2架在飞行中爆炸,2架已严重超期限服役。

而且航天飞机的老化程度比预期的要快,尽管执行任务的次数比预期减少了近1/4但航天飞机破损、老化加剧,每次的维修费用也非常昂贵。特别是“哥伦比亚”号航天飞机坠毁事故(2003年)发生后,对防热瓦的检查费用增加了。而“发现”号自1984年首飞以来小状况频发,燃料箱隔热泡沫脱落、外部燃料箱的液态氢传输管泄露等,都导致每次执行任务前加强检查和维护,以至于任务一拖再拖。

3. 我国大力发展航天事业的意义有哪些?为何我国的运载火箭不回收?

我国大力发展航天事业的意义有哪些?为何我国的运载火箭不回收?下面就我们来针对这个问题进行一番探讨,希望这些内容能够帮到有需要的朋友们。

载人火箭发送全过程中,掉下来的残骸零件会撒落在全国各地,尽管中国对火箭弹残骸回收的工作会根据运用响声、地图及其手机定位系统来预测残骸落点部位。但并并不一定的残骸都能够被成功回收。针对撒落陆上的残骸,专业技术人员明确残骸实际落点后,会机构专业技术人员在场开展解决回收。
但有一些残骸会撒落在大海当中。针对大海当中的残骸,没有详细的指定部位,寻找覆盖面广,部位转变性大,因而针对海里残骸几乎没有行得通的方法可以取得成功回收。因此,针对海里残骸回收的问题,现阶段也在科学研究攻破的历程中,坚信在一段时间的未来,这个问题最后会攻破。

智能科技水平影响着一个国家的综合国力是不是富强。而航天事业恰好是一个国家高新科技能力的主要表现,从古至今,在我国就是一个具备明显奋发进取观念和探寻思想的国家。航天事业的飞速发展也恰好是展现了这一点。为什么在我国大力推广载人航天工程项目?它的作用有什么?
载人航天工程项目的大力推广向别的世界各国呈现了在我国强劲的国际地位,这关系着国家的长久发展趋势和在我国中华民族的将来,而且在一定水平上使在我国有着强劲的主导权。发展趋势载人航天工程项目有益于提高民族凝聚力和民族自豪感。民族自豪感是一个中华民族独立于全球民族之林的主要确保。使中国人民更为自信心。

经过不断地科学研究发展趋势航天事业,使在我国迅速提升把握载人航天工程项目的技术性数据信息,侧边促进了信息科技,电力能源操纵等邻近行业的发展趋势,推动了化工厂、电子器件、冶金工业等众多行业领域的产业链自主创新。开辟了多产业链一同发展趋势自主创业的新局势。
根据载人航天工作的发展趋势,为中国航空航天优秀人才发展带来了发光发热的机遇,塑造成一批技术专业人才团队。

我国大力发展航天事业的意义有哪些?为何我国的运载火箭不回收?

4. 中国首个可回收火箭发射,为我国的航天事业做了什么贡献?

近年来,中国政府鼓励引导民间资本和社会力量有序参与航天科研生产、空间基础设施建设、卫星运营等航天活动,民营航天企业如雨后春笋般成立。

在着力发展可入轨火箭的同时,中国民营航天企业也纷纷瞄准可回收火箭的研发。按照规划,翎客航天首款小型可回收商业火箭“新航线一号”(NewLine-1)将于2021年左右实现首飞。刚刚完成中国民营火箭首次入轨的星际荣耀也将在2021年进行双曲线二号可重复使用液体运载火箭的首飞。

在青海冷湖,在北京亦庄,在浙江湖州……成百上千的民营航天工作者正奋战在火箭、卫星研发的一线。中国民营航天的“种子”早已生根发芽,未来可期。8月10日上午8时许,RLV-T5型可回收火箭从基地厂房运往发射工位。与中国航天“国家队”的长征系列运载火箭相比,这款高8.1米的火箭显得略为袖珍。万美介绍称,这款火箭起飞质量1.5吨,动力系统采用5台可变推力的液体火箭发动机并联组成,主要用于将来亚轨道可回收火箭和入轨级可回收火箭的先期技术探索。伴随着指挥员的倒计声,RLV-T5型火箭点火起飞。在熊熊烈焰之下,火箭攀升至300.2米的高度再缓缓下降,平稳地降落在发射工位,飞行时长达50秒,飞行试验任务宣布圆满成功。

与SpaceX公司的猎鹰9号火箭相比,翎客航天RLV-T5型火箭还显得非常“稚嫩”。当前RLV-T5型火箭已经完成的3次发射,尚处于试验阶段,且火箭并没有实现入轨,但令人欣慰的是,翎客航天的尝试迈出了中国民营可回收火箭的一小步。

5. 与新兴的火箭垂直回收技术相比已经退役的航天飞机有哪些缺点

第一,即使是太空探索公司的猎鹰火箭回收失败了好几次,其价格依旧比航天飞机便宜很多。
第二,无论执行什么任务,航天飞机必须有成员。而可回收的火箭可以执行无人发射任务
第三,可回收火箭可以灵活的根据发射载荷进行调整,比如自发射一个卫星那么我使用双级火箭即可。发射空间站部件这种大家伙我加装捆绑式助推器,不行我使用三级火箭,航天飞机不同,无论你是把一个卫星带上去,还是把一个空间站零件带上去,你花的钱是一样多的。
第四,可回收试火箭可以执行密集发射,回收后检查一下正常,拉到厂房组装加灌燃料和载荷送到发射场能继续执行发射任务,航天飞机需要等待她的橙色燃料罐造好。而且由于独特的返回方式和每次必须载人,航天飞机的检查要比火箭细的多。

与新兴的火箭垂直回收技术相比已经退役的航天飞机有哪些缺点

6. 与新兴的火箭垂直回收技术相比,已经退役的航天飞机有哪些缺点?

与新兴的火箭垂直回收技术相比,已经退役的航天飞机这些缺点:
1、安全性低。由于是重复利用,所以再次飞行之前,需要做大量的检测和修复工作。一旦有所疏漏,就会产生严重后果。
2、成本太高,每次发射费用太高。
3、航天飞机老化速度远超预期,飞行任务被迫大幅缩水
过高的运营成本和过低的安全系数亦是航天飞机被退役的主要原因。

一、安全系数低:5架航天飞机2架爆炸,14名宇航员因此丧命
航天飞机由于重复使用,因此其技术难度大、系统设计复杂、零部件更容易耗损,从起飞、上升、轨道运行,再入大气层直到返回着陆过程中,需要经受各类极度严酷的环境。航天飞机的弱点是在使用中逐渐暴露出来的,它的系统远不止将载人飞船和运载火箭两者单纯相加那么简单。
单次运行成本过高时,风险也不容忽视,发射频率从计划中的每年24次下降到5次。而航天飞机的事故率非常高,美国的5架航天飞机中,有2架在执行任务时候发生了爆炸、解体,有14位宇航员为此丧命。而与火箭、飞船等一次性飞行器不同,航天飞机的火箭发动机需要多次重复使用,寿命期间的总工作时间累计长达数小时之久,这也为其执行任务带来安全隐患:随着飞行任务的增加势必有更多的潜在危险。
 
二、发射成本高:飞行一次耗费5亿美元,超过设计预期近百倍
美国共研制并投入使用五架航天飞机,每架研发费用20亿美元,总共发射一百多次,每飞行一次费用高达5亿美元,返回后还要进行大量费时费力的检修,这让美航天局的财政不堪重负。
尽管提出航天飞机的初衷是为了降低整个载人航天研制和发射过程中的花销,但是美国人在执行这一计划的过程中却发现真实情况并非如此。早先有数据显示从1985年到1988年10月间,航天飞机的发射价格增加了85%,即每次发射费用飙升到9000万美元。这笔花费完全违背了NASA最初设计航天飞机的预算。NASA在确定航天飞机的结构布局时,曾估计航天飞机发射费用为每斤100美元,每次发射费用不超过600万美元。
尽管NASA采取了种种措施节约开支,但研制费用还是连年超支。1978年9月,NASA宣布航天飞机的研制费用可能比原计划增加8%-9%。1980年4月,NASA透露整个航天飞机计划费用将增加到89亿美元。这种情况下NASA只得一再向国会申请继续增加拨款,而当时的卡特政府考虑航天飞机对国家安全有利,对科学研究和商业开发也有很高价值,因此对追加经费基本不持异议,所以航天飞机计划的费用才得以解决。
此外,航天飞机的着陆场与发射场相距甚远,每次降落后要用大型客机运回发射场检修,额外增加了成本。这些情况都超出了NASA最初的美好预期,这表明航天飞机经济效益大打折扣。
 
三、航天飞机老化速度远超预期,飞行任务被迫大幅缩水
同时在航天飞机的使用中,NASA发现同研制和发射费用一样,航天飞机的维护和运行费用也在直线飙升。比如1984年航天飞机一次飞行的花费为1.5-2亿美元,而在商业发射中可以得到的最高补偿仅为7100万美元。
最重要的是NASA发现,用航天飞机发射卫星,比使用火箭发射卫星的费用还要多。因此,1988年之后,NASA决定不再承揽商业载荷的发射任务,每年航天飞机飞行次数减为9次左右。
按照计划美国的航天飞机寿命最多为20年,每架应飞行100次。而截至到今天,5架航天飞机加起来飞行了才132次,其中2架在飞行中爆炸,2架已严重超期限服役。
而且航天飞机的老化程度比预期的要快,尽管执行任务的次数比预期减少了近1/4但航天飞机破损、老化加剧,每次的维修费用也非常昂贵。特别是“哥伦比亚”号航天飞机坠毁事故(2003年)发生后,对防热瓦的检查费用增加了。
而“发现”号自1984年首飞以来小状况频发,燃料箱隔热泡沫脱落、外部燃料箱的液态氢传输管泄露等,都导致每次执行任务前加强检查和维护,以至于任务一拖再拖。

设计初衷:重复使用以降低运营成本
上世纪七八十年代正是美国载人航天事业发展如火如荼的时代。送人登陆月球的阿波罗登月活动让美国坐上全球太空竞赛的头把交椅后,也刺激了美国的太空探测野心,加大了此后人类进入太空的频率。密集的太空探测项目让NASA觉得不够经济,因为用火箭发射载人航天器需要的是巨大火箭,并且都是一次性的不可回收重复利用。
出于对经费的考虑制造一种新的航天器成为时代的新要求。NASA第三任局长托马斯·佩奇曾认为,航天飞机因可重复利用从而可以降低成本,不用每执行一次任务就要造一个新的火箭出来;而且当时他还认为一架航天飞机的发射准备时间仅需要两周远比火箭反应快。
航天飞机曾是先进航天技术的象征,是阿波罗登月之后美国航天事业的里程碑,担负着在载人航天领域与前苏联的空间站分庭抗礼的政治宣传功能。
航天飞机的概念曾让不少航天大国心动,比如欧空局和日本都设计过自己的航天飞机。前苏联更是造出了有“自主知识产权”的“暴风雪”号航天飞机,但“巧合”的是,其外形几乎与美国的航天飞机如出一撤。
 
太空运载能力无人能及 衍生科技影响人类三十年
当时NASA为说服美国当局发展航天飞机,表示航天飞机拥有很多优点,除可以多次往返重复使用外,还能送7人外加将近30吨货物进入太空,在返回时可把14.5吨的有效载荷从轨道上运回。
这样的载重量可以保证航天飞机能够直接将中国的“神舟”号或者俄罗斯的“联盟”号太空船直接运上太空,运载量是其他航天器的数十倍;它可以捕获太空中的其他飞行器如卫星,还可以通过航天员的太空行走对飞行器进行检修,也可将其带回地球。
航天飞机为太空探测增加了动力,过去近30年的探空行动中衍生的技术以及相关的科学发现,都对地球上人类的生活产生了至关重要的影响。无论是国际空间站还是预想中的人类月球前进基地,都需要航天飞机这样大载重量的太空货仓来支持——否则根本无法将用于基建的大型太空施工机械或者有关物资送上去。
美国共有6架航天飞机,除首架测试用的“企业”号测试之后被收藏到博物馆中,其余的5架航天飞机“哥伦比亚”号、“挑战者”号、“发现”号、“亚特兰蒂斯”号以及“奋进”号,都参与了太空运输任务。“亚特兰蒂斯”号共执行了32次任务,是执行国际合作任务最多的一架航天飞机;而“发现”号航天飞机是美国历史上参与飞行任务次数最多的,功勋显著成为美航天飞机最为著名的代表。

7. 与新兴的火箭垂直回收技术相比,已经退役的航天飞机有哪些缺点?

第一,即使是太空探索公司的猎鹰火箭回收失败了好几次,其价格依旧比航天飞机便宜很多。
第二,无论执行什么任务,航天飞机必须有成员。而可回收的火箭可以执行无人发射任务
第三,可回收火箭可以灵活的根据发射载荷进行调整,比如自发射一个卫星那么我使用双级火箭即可。发射空间站部件这种大家伙我加装捆绑式助推器,不行我使用三级火箭,航天飞机不同,无论你是把一个卫星带上去,还是把一个空间站零件带上去,你花的钱是一样多的。
第四,可回收式火箭可以执行密集发射,回收后检查一下正常,拉到厂房组装加灌燃料和载荷送到发射场能继续执行发射任务,航天飞机需要等待她的橙色燃料罐造好。而且由于独特的返回方式和每次必须载人,航天飞机的检查要比火箭细的多。

与新兴的火箭垂直回收技术相比,已经退役的航天飞机有哪些缺点?

8. 与新新的火箭垂直回收技术相比已经退了航天飞机有哪些缺点

与新兴的火箭垂直回收技术相比,已经退役的航天飞机这些缺点:
1、安全性低。由于是重复利用,所以再次飞行之前,需要做大量的检测和修复工作。一旦有所疏漏,就会产生严重后果。
2、成本太高,每次发射费用太高。
3、航天飞机老化速度远超预期,飞行任务被迫大幅缩水。过高的运营成本和过低的安全系数亦是航天飞机被退役的主要原因。
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