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SpaceX希望建立类似航空公司的火箭发射运营形式

来源:www.gchsensor.com 作者:韦克威科技 时间:2022-06-16 14:54:15 点击:1794次

由于“猎鹰”9火箭具有很高的复用性,因此不需要准备很多火箭就可以完成更多次的发射任务。

在2018年SpaceX首次推出其“猎鹰”9 Block5版本时,它的箭身原计划可以复用10次后再进行重大维修翻新。但到了2021年,SpaceX认为该火箭还可以复用更多次数。SpaceX“猎鹰”火箭和工程副总裁Jon Edwards表示,在飞行了10次后这些火箭看起来仍然非常好,因此他们开始努力争取火箭复用15次的资质认证。

与此同时,“猎鹰”9的两次发射间隔继续缩短,SpaceX公司现在的目标是每五天发射一次,在4月29日,该公司发射了一枚“猎鹰”9,该火箭的是仅仅21天前回收的,其复用的维护时间纪录比之前又缩短了6天。在6月SpaceX将发射一枚已复用12次的火箭,该火箭将尝试其第13次发射。

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对于前述的将进行第13次发射的“猎鹰”9,如果它仍成功着陆,那么它可能在年底前再进行两次飞行,以验证复用15次的能力。

可以使用的“猎鹰”9目前有21枚,包括10枚单独的“猎鹰”9、2枚改进过的作为单独火箭发射的“重型猎鹰”(FH)助推器、5个“重型猎鹰“火箭的助推器和4个“重型猎鹰”的芯级。其中除了准备进行第13次发射的这枚火箭之外,另有2枚已发射12次的火箭,还有一枚火箭已发射了10次。对此,SpaceX生产和发射副总裁Richard Morris表示由于火箭复用性强,因此不需要准备大量的火箭来完成发射任务,而且其目标是将两枚火箭(不是同一枚)发射的时间间隔缩短到5天或5天以内。SpaceX目前计划在火箭发射15次后退役,但未来仍然可能会改变。

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SpaceX表示在2030年之前仍为NASA和美国军方提供“猎鹰”9的发射服务,并打算在未来将商业客户连同自己的“星链”卫星发射业务转变为用“星舰”来发射。

随着2021年一枚“猎鹰”9号进行了第9次和第10次发射,SpaceX开始为火箭复用15次进行重新认证。进行15次复用认证是“猎鹰”9 Block5发展的自然产物,在认证中需要对每个部件重新进行疲劳测试,包括电源、飞行计算机、电子设备盒和发动机部件等,其疲劳寿命是15次发射条件下时所需疲劳寿命的四倍。而当火箭进行第12或13次发射时,SpaceX的工程师将进行更多的观察,以确认相关部件是否存在寿命退化;而目前的观察表明,经过超过10次的飞行后,火箭的部件没有存在太多的寿命退化,意味着可以进行更多次的复用发射。

SpaceX改进了火箭制造和组装流程,在技术上对火箭可靠性进行保证,从而减少对成品火箭进行检测的要求。例如,对于火箭的涡轮泵中的涡轮,在组装该部件时SpaceX在涡轮部件中增加了加速度传感器以验证涡轮是否正常运行,如果出现问题,控制器会在半秒内自动中止发动机的工作。因此,SpaceX取消了在更换涡轮泵后执行一次发动机点火以验证部件工作是否正常的要求。

对此,负责监督航天飞机、国际空间站和其他载人航天项目的前NASA副局长Gerstenmaier指出,在这方面无法降低要求是NASA的航天飞机无法接近预计飞行频率的主要原因。在1992-1997年航天飞机计划的高峰期,NASA每年需求执行7~8次航天飞机任务,而出于各种原因,NASA的工作人员被迫以保守方式操作,无法取消这些检查和维护要求。

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在航天飞机计划的早期,NASA需要在每次飞行后都对航天飞机的主发动机进行检查,但在数次飞行后,发动机并没有检查出什么问题,因此这些检查并没有太多价值。而在对发动机进行检查的过程中,发现它们始终都在较高的可靠性下工作;而且NASA在对发动机测试过程中也对组件造成了磨损,也损失了部分寿命。

因此Gerstenmaier指出,如果现在有准备使用的部件,那么最好不要拆开进行检查,而是在基于部件的可靠性的条件下,当它们寿命后周期时才进行检查。在SpaceX的工作方式中他们看到了这种减少检测和维护需求的好处,但由于航天飞机是载人飞行,因此当时并不允许这样做;而对于载人飞行,SpaceX目前也是在每次发射后都进行最为彻底的C级检查。

虽然NASA过去也是以类似SpaceX这样的方式运作,但随着组织机构的庞大以及其遇到过的一些问题,NASA也更加保守和官僚化。对此Gerstenmaier表示,SpaceX作为一家公司,相比于NASA可以保持足够的敏捷性。

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