在太空中,这是可重用性的时代

太空计划正在制定中。

投资银行希望挖掘小行星中的稀有贵重金属。日本想建一座太阳能发电站。亿万富翁希望在太空游客的轨道上建造酒店。

我们可以看到太空经济繁荣的开始。但到目前为止,这些想法都没有让它远离绘图板。是什么阻碍了他们?

重用火箭

首先,在太空中赚钱很难。将“东西”(货物,设备和人员)从地球移动到太空是一个昂贵的过程。这是因为我们还没有学会如何回收火箭。

自从60年前Sputnik的发射开始了太空时代以来,大多数已经发射的宇宙飞船都是消耗性运载火箭(ELVs),只能飞行一次。在交付有效载荷后,它们要么撞回地球,在大气层中燃烧,要么只是作为“太空垃圾”留在轨道上。

每当需要将新的有效载荷发送到太空时,就必须建造一个新的ELV,耗资数百万美元。想象一下,如果司机不得不为每次旅行买一辆新车,优步会花多少钱!

似乎显而易见的解决方案是重复使用火箭。可重复使用的运载火箭(RLV)的想法并不新鲜,但过去重用火箭已经证明是棘手的。

制造RLV的第一次真正尝试是NASA的航天飞机计划。

航天飞机机队的目的是通过部分重复使用来降低航天运输的成本。但该计划并没有降低成本,而是增加了成本。航天飞机机队的复杂性和风险使得维护和操作它们变得昂贵。当这个30年的计划在2011年结束时,看起来RLV的论证可能就此结束了。

            
            
              亚特兰蒂斯号航天飞机于2003年在肯尼迪航天中心接受维修。
              NASA
            
          

恢复和回收

但RLV的支持者并未受到阻碍。

在最后一次航天飞机飞行几个月后,由技术亿万富翁伊隆马斯克创立的初创公司SpaceX宣布了一项计划,使其Falcon 9火箭可以重复使用。 SpaceX开始研究恢复和重复使用Falcon 9助推器的方法,这是火箭中最大,最昂贵的部分。

            
            
          

两年后,该公司开始尝试通过让他们在完成任务后控制下降到海洋中来恢复使用过的助推器。经过一些引人注目的失败后,SpaceX在2015年底首次成功恢复了助推器。

在接下来的15个月里,SpaceX恢复了越来越多的助推器,建立了二手火箭的储备。但它仍然没有重复使用它们。

这种情况在2017年3月发生了变化,当时其中一个恢复的助推器被翻新并用于发射通信卫星。这不是第一次重新使用火箭 – 这种荣誉将永远属于航天飞机计划。但与航天飞机不同,重复使用的猎鹰9更便宜。

有史以来第一次,回收火箭具有良好的商业意义。

            
            
              中升火箭的发射成本。
              美国联邦航空管理局的数据
            
          

即使没有重复使用,猎鹰9已经比类似的中型火箭便宜得多,如上图所示。而且只有更多的重复使用航班才会变得更便宜。

SpaceX的竞争如何应对这些发展?

美国火箭行业重量级联合发射联盟(ULA)是波音与洛克希德马丁公司的合资企业,已经发布了重新使用火箭的计划。但即使在3月份成功完成SpaceX再利用飞行之后,ULA首席执行官托里·布鲁诺仍对RLV持怀疑态度。

欧洲火箭公司Arianespace似乎完全无视RLV。

任务

即使火箭行业的传统玩家继续忽视RLV,SpaceX也不会单独寻求可重用性。

其他亿万富翁也不会让马斯克自己拥有这个行业。世界第二大富豪杰夫贝索斯拥有竞争对手火箭公司Blue Origin。该公司正在测试New Shepherd,一种小型亚轨道火箭,计划于2018年开始将乘客送入太空。

            
            
          

Blue Origin还在开发New Glenn,这是一种更大的可重复使用的火箭,可以直接与SpaceX竞争。

维珍集团的创始人理查德布兰森也希望派遣乘客进行亚轨道飞行。布兰森创立了维珍银河,它将乘坐可重复使用的太空飞机SpaceShipTwo飞行乘客。数百人已经为维珍银河航班支付了250,000美元的押金,这些航班预计将于2018年开始。

与此同时,来自世界各地的其他团体正在着手证明你不需要成为亿万富翁来玩RLV游戏。在英国,Reaction Engines正在设计中

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