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1 # 蛋科夫斯基
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2 # 隔壁老Cui
在現役可回收運載火箭中,一般在火箭一二級分離完成後,火箭的一級就依靠自身的燃料回到地球。
回收運載火箭的上面級,現在還沒有成熟的技術。因為火箭的上面級在將有效載荷送入預訂軌道後,基本上火箭上面級所剩的燃料已級上面級火箭的推力就無法滿足在回地球的需要 。而且火箭當時的速度較一級火箭要快,幾乎和入軌的衛星相同。要將火箭回收不僅要考慮火箭的燃料,還要大幅減小火箭的速度。更要考慮火箭材料的耐熱和火箭力學結構的穩定。
火箭回收技術較為成熟的SpaceX也曾經表示要用巨大的氣球來回收火箭的二級,但是SpaceX後來要表示要用BFR超級火箭來代替現在的獵鷹九火箭。改火箭可以重複使用約一千次,重複使用壽命高於現役獵鷹九火箭。火箭配備了四十二臺猛禽發動機。因此火箭的推力也是超過現役的所有火箭,該火箭近地軌道運載能力是土星五號火箭的約4.6倍。
中國火箭回收技術起步較晚,雖然沒有現役可回收火箭但是火箭的回收技術也是日趨成熟。在去年成功驗證了火箭的垂直回收技術。中國對於火箭上面級用途的發展,未來可能會在發射完成後短期留著軌道工作而不是回收。
上面級題主指的是二級三級吧。
一級火箭是最容易回收的,因為火箭發射過程中,一級火箭燃料消耗完畢的時候,航天器以及被拋棄一級火箭還沒有達到圓軌的速度,所以這時一級火箭的速度不是很快,可能比普通的返回艙返回大氣時候還要慢很多,甚至一半。
這時一級火箭即使不做任何改變也能再入大氣,並且比較容易減速。降落傘回收一級火箭用的很多,但是由於速度和空氣阻力的關係,火箭必須以二十米每秒以上接觸地面,這就導致還是會損壞火箭。獵鷹九號那樣的回收就不會出現這樣的問題,但是技術難度大。
目前馬斯克表示正在嘗試回收二級火箭。為什麼二級火箭就很難回收呢?
很多中小型火箭,二級就要將載荷推到軌道。如果是近地軌道,那麼速度就接近8公里每秒了。二級火箭如果要再入,那麼久需要減速。即使減速,也比一級火箭以更快的速度撞擊大氣,這就必須要有強大的隔熱散熱功能了。
也就是說,回收二級火箭,面臨的問題,等效於讓一個大型返回艙再入。如果是三級火箭也是類似這樣的問題。
所以目前還沒有回收二級火箭的技術。在這之前,可能造個更大的載人返回艙更容易一些。
目前看來也就是馬斯克的SpaceX公司有很大的希望在這方面有突破。而且他也說了,最近在搞二級火箭回收,只不過股票有些問題。