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回复:大新闻:电子号火箭将尝试回收一级,用降落伞加直升机的方式进行

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除去间谍卫星的空中回收外,NASA也曾计划过空中回收,那便是太阳风粒子探测器“起源号”的返回舱。2001年8月8日发射的“起源号”探测器主要目的是搜集太阳风粒子,以精确计算太阳风和太阳主要成分,同时亦是NASA在阿波罗计划后第一次将地外物质带回地球,以及当时人类带回的距离地球最远的物质。为避免地球磁场对太阳风粒子的污染,起源号探测器在远离地球磁场的地日L1拉格朗日点(想了解这个点的看我们的往期文章啊详解三体问题的神秘特解-回顾“拉格朗日点”两百年来的梦幻)进行样品采集,采集结束后“起源号”绕道地日L2拉格朗日点以便在美国时间的白天返回地球。由于担心返回舱降落时的撞击和震动会破坏返回舱的完整性,进而污染采集的太阳风粒子,NASA决定采用直升机空中回收的方式。
计划中“起源号”会在掠过地球的时候释放大约600磅(275千克)重的样品返回舱,预计回收地点为犹他州的UTTR训练中心。在距离地面33千米时,返回舱开启减速降落伞,而后在距离地面6.7千米时打开主降落伞以稳定返回舱的下降。在距离地面2.5千米时,改装过的直升机将用大约5米长的钩子钩住主降落伞,若此高度回收失败,第二架备用直升机将在2千米高度再次尝试回收。钩住降落伞后直升机要将返回舱缓慢吊入提前在地面准备好的密封舱,以确保全程无污染。
和“科罗纳”胶囊回收相比,“起源号”的样品返回速度更快且更复杂,颇有些空中特技的味道。NASA想既然是空中特技那何不让专业的来?于是NASA真的去好莱坞雇佣了两名直升机特技飞行员来完成空中回收。二人为此次任务已提前进行了数次模拟挂取,没有一次失败。外加上2.5千米的高度足够两架直升机各进行4次回收尝试,NASA因此对空中回收信心十足。
可惜人算不如天算,计划永远赶不上变化。格林尼治标准时间2004年9月8日16:55分,“起源号”释放的样品返回舱以11.04千米每秒的速度进入地球大气层,然而由于返回舱电子组件中加速度计算装置的设计问题,减速降落伞和主降落伞均没能按原计划开启。两位特技飞行员什么都做不了,只能默默地看着返回舱以86米每秒的速度撞在犹他州图埃勒县的沙漠上。如此猛烈的撞击造成返回舱破裂,内置样品储存胶囊破损,好在沙子松软的质地一定程度上缓和了冲击,太阳风粒子样品并没有外泄。
不幸中的万幸是污染太阳风粒子的仅为沙子,没有液态水混入样品,且由于太阳风粒子是以晶片附着方式储存,使得沙子可以与样品分离。样品清理工作从9月21日开始,至05年1月便已完成第一块晶片的处理。对“起源号”返回舱碎片的清理则持续了4周,分析事故原因的同时确保返回舱电池的有毒物质得以妥善处理。随后对样品的解析证明污染并不严重,可以完成“起源号”探测器计划之中的主要科研目标,这也算没有让这耗资2亿6千万美金的的科研项目白费。


20楼2019-08-07 10:39
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    和“科洛娜”卫星返回胶囊以及“起源号”返回舱比,ULA的两台引擎虽然体积质量都更大,但回收高度和速度都要远低于前两者,就技术难度而言其实挑战并不大。与其说用直升机挂住引擎模组降落伞是“空中特技”,倒不如说引擎模组超音速到跨音速阶段的充气气动减速装置更有“空中特技”的味道。
    这才是真正的“空中特技”:——充气式气动减速罩的设计最早来源于NASA计划中降落火星时的减速装置。由于火星大气密度低于地球,降落伞的终端速度远高于安全着陆速度,因而飞行器需要额外的减速装置。充气式隔热罩和传统的固体隔热板相比,有着质量轻可折叠储存体积小的优势,同时气体又是绝佳的隔热和缓冲材料。但充气式对技术要求很高,减速装置表面材料不仅要有足够柔性以便在短时间内展开完成充气,还要足够耐热以抵御超音速时空气摩擦产生的热量。例如:“好奇号”火星车使用的隔热罩在进入大气时要承受超过7700摄氏度的高温,比太阳表面还要热2000余度。当然,对于要在地球大气内使用类似装置的ULA来说,一级引擎模组的下落速度远低于进入火星大气的速度,外加上超音速阶段的地球外层大气较为稀薄,充气气动减速装置或许不需要NASA那样“高标准严要求”,但终归也是要攻克的一道技术难关。到底ULA会如何设计这最关键的一部分,还要看“火神”火箭后续的情报了。
    可以说这个“环”能不能“转”的起来,完全看这第3步的充气罩到底行不行。不过话说回来,直升机既然可以空中挂住引擎模组回收,那更轻的火箭整流罩自然不在话下。虽然刚刚SpaceX用快艇“树女士”和大网回收了整流罩,但是不是也可以参考下今后用直升机在空中回收整流罩呢?


    21楼2019-08-07 10:47
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      2026-01-29 23:41:47
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      话说回来,直升机既然可以空中挂住引擎模组回收,那更轻的火箭整流罩自然不在话下。虽然刚刚SpaceX用快艇“树女士”和大网回收了整流罩,但是不是也可以参考下今后用直升机在空中回收整流罩呢?


      22楼2019-08-07 10:50
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        只回收发动机省不了多少钱,要重新制造箭体,各种电子设备,还得各种测试。


        IP属地:广东23楼2019-08-07 11:12
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          这种伞降加直升机方法是不是可以考虑用在二级回收?


          来自Android客户端24楼2019-08-07 11:27
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            这个肯定成功,电子火箭又轻又小


            来自Android客户端25楼2019-08-07 12:13
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              这才是敢于创新,比某些一模一样抄老马的人强不知道多少


              IP属地:浙江来自Android客户端27楼2019-08-07 13:40
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                这种方式是最适合电子火箭的,而且电子涡轮不会结焦,适合重用。


                IP属地:浙江来自Android客户端28楼2019-08-07 13:43
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                  2026-01-29 23:35:47
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                  整的真复杂


                  IP属地:江苏来自Android客户端29楼2019-08-07 16:01
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                    哎呀,火箭回收太香了,全世界人民都欲罢不能,垂涎三尺,让人迫不及待,抓起就吃…


                    IP属地:陕西来自Android客户端31楼2019-09-19 23:18
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                      可以


                      来自Android客户端32楼2019-09-19 23:21
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