長征十號乙運載火箭的回收成功,是中國航天歷史上值得紀念的一刻。這次回收過程中引發最廣泛討論的,無疑是長征十號乙運載火箭會選擇系網回收這種模式。
毫不意外的,在這次回收成功之后,有些SpaceX粉絲陰陽怪氣說這種回收模式效率不高什么的,獵鷹9的回收方式才是正道。對于這種人,他們可能得先回答一個問題,為什么星艦的回收方式和獵鷹9不一樣,是哪個馬斯克錯了呢?這些表面是航天愛好者,實際上是某個虛幻的西方的信仰者的人,他們思考問題根本不從工程學出發,但航天就是一門工程學。
現實情況是,獵鷹9和星艦的回收設計都不算錯,因為二者的工程條件不一樣,獵鷹9一級使用著陸腿沒有問題,但星艦一級使用著陸腿的話,體積和重量都會難以接受,而且對著陸腿質量的要求也極高,而且考慮到要能支持星艦的回收船規模太大,所以SpaceX才選擇了塔架回收。
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可回收火箭說到底是一個工程難題,那么在不同的情況下,工程設計有不同的取舍也是正常。比如說藍色起源的新格倫火箭,在著陸腿上安裝了自焊接設備,落在回收船上就自動焊接在甲板上。獵鷹9之前其實也出現過因為風浪火箭倒下或者是墜海的事故,為什么獵鷹9沒有采用類似的設計呢?
理由很簡單,因為獵鷹9回收選擇的海域,海況都是比較良好的,比起來火箭倒下這種小概率事件,還是火箭運力更重要一些;而新格倫火箭的回收區域和獵鷹9火箭回收相比,海況相對較差,同時新格倫火箭更大,對死重可以留下更多的余地。
但面對更復雜的海況,新格倫的這種固定也是有問題的,因為火箭在燃料用完之后,實際上是一個巨大的空殼,在這種情況下晃動有可能會影響火箭箭體的結構,不是把回收腿焊接一下就可以解決的問題。
所以道理其實很簡單,可回收火箭的設計,一定要考慮自己的情況。以昨天回收作業的海況為例,是典型的四級海況,這在我國南海屬于稀松平常的海況,但SpaceX的回收船只能在一級二級海況工作,我國回收船的設計模式,也是考慮到這方面的因素,自然環境對于火箭回收的影響是不小的。
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在我國火箭海上回收可以使用的海域之中,海況普遍是比較復雜的,如果真的要等一二級海況,那么火箭發射回收工作是很難進行的,渤海倒是足夠平靜,但是大小根本不足以完成這種任務。
所以長征十號乙運載火箭選擇系網回收,是考慮到了我國客觀的條件。并且系網回收實際上和星艦的塔架回收一樣,采用同樣的思路,把火箭回收的一部分要素從火箭轉移到回收設施上,來提高火箭的回收運力,屬于是現在最時髦的思路。
當然,真要說這個思路有什么挑戰,那就是這種回收船的成本,肯定是比獵鷹9的平板式回收船高很多的,畢竟有那么多復雜的結構。但以國內的造船能力來說,這倒不是太大的問題,無非是小公司可能不適合選擇這個路線。
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而且客觀來說,就算大規模發射,需要的回收船數量可能也沒有想象之中那么多。和很多人的預想不一樣,現在SpaceX的回收船就只有三艘,可以支持一年超過一百六十次的回收,而且還有挖潛的空間,極限有可能一年超過兩百次,以我國當下的情況來看這也足夠了。大規模回收之后,回收船的成本是可以很快被抵消的,就算以未來海南商發八個工位,一個工位一年50次發射來計算,六艘回收船也是足夠的。
同時因為這種因地制宜的思路,我們可以看到國內實際上也有其他的回收路線,比如說朱雀三和長征十二甲乙目前使用的都是著陸腿方案。理由也很簡單,因為這幾款火箭目前階段考慮的回收場地主要在地面上,地面上不要考慮海況的挑戰,用回收腿的方案最節省地面的成本。
應該說在海洋上的回收,美國人確實積累了很多經驗,但如何在地面上提高回收效率,就需要我們中國人自己去探索了。SpaceX的地面回收,都是返場回收,運力有很大的浪費,而我國的地面回收都是航線下回收,有助于提高運力。但問題是怎么高效運回廠房,不要小看這個問題,這直接決定了火箭回收利用的效率如何。
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除此之外,在地面建設系網或是塔架回收能不能提高回收運力呢?具體的性價比怎么樣?這都是可以探索,并且已經有企業在探索的方向,但具體這些方向能不能走通,還是得看我國航天事業的探索。工程學上的很多東西,是不能只靠理論來解決的,終究要靠現實中的實踐。
還有,國內其他搞海上回收的,其實也在探索不同的方向,比如說有的公司就在嘗試搞海上濺落,這個直接不需要回收船,但回收后維護火箭本身的成本怎么解決,就需要更多的驗證了;除此之外,我國也有搞獵鷹9這種回收腿海上回收模式的公司,比如說雙曲線三號之前就在進行類似的測試。不過考慮我國的海況,未來走這條路線的公司,最終應該還會再著陸腿和船體上進行很多調整,和獵鷹9的設計應該會有不少區別,要不然估計掉進海里的火箭箭體會有點多。
用庸俗的意識形態去解釋工程學問題,那一定得不到想要的結果。SpaceX是火箭回收技術的開創者不假,但具體回收工程中選擇什么樣的方案,終究需要回歸工程的需求與能力。這本應該是最基本的道理,但是在討論各種先進技術的時候,卻總是被意識形態綁架。偏偏這些人最喜歡說什么科學,只能說是非常可笑了。
工程學的問題最終還要回歸工程去解決,這才是所謂的科學。對某個人或是某個公司的迷信,從來都和所謂的科學沒有任何關系,這才是科學探索最重要的事情。
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