猎鹰9号助力NASA，美国火箭终于发射成功，SpaceX究竟有多强？

　　美东部时间10月5日下午12点，SpaceX 使用猎鹰9号向国际空间站发射了乘坐四名宇航员的 Crew Dragon 飞船。
　　飞船搭载了4名宇航员，妮科尔・曼（美）、约什・卡萨达（美）、若田光一（日）和安娜・基金娜（俄罗斯）。这是该飞船首次搭载了俄罗斯宇航员。
　　进入国际空间站后，宇航员将在轨道实验室生活 5 个月，并进行 200 多项科学实验。猎鹰9号有多牛？
　　猎鹰9号是＂钢铁侠＂马斯克旗下SpaceX公司的一款火箭，具有大推力、可回收性等优点，是马斯克＂火星计划＂的动力来源。
　　我们都知道马斯克的特斯拉电动车，甚至有很多网友已经开上了这款汽车。但实际上特斯拉电动车只是敛财工具，真正的高科技是猎鹰火箭。
　　猎鹰9号火箭高70米，直径3.7米，最高载重15.6吨，近地轨道运力22.8吨，同步轨道运力为8.3吨，火星运力为4.02吨。
　　猎鹰9号15.6吨的载重记录是在2019年11月11日创造的，在2021年4月首次执行了载人任务，将4名宇航员送入太空，猎鹰9号还可以一次将50多颗星链卫星送入预定轨道。
　　然而，这些都不是猎鹰9号最牛之处，它的＂可回收＂、＂可重复使用火箭发动机＂技术，才是真的厉害。
　　绝大部分火箭发射后，火箭发动机、整流罩等基本就报废了，浪费严重，更产生了巨大的成本，如果能将火箭的一级回收，就能降低70%的成本，将大大促进航天事业的发展。
　　SpaceX公司掌握了可重复使用火箭发动机技术，火箭助推器可实现5次以上的重复使用，另外火箭整流罩也实现了重复使用，这大大降低了火箭发射成本。
　　2014年10月19日，SpaceX公司发射的＂草蜢＂火箭创造了一项新纪录：火箭由发射台点火后飞到744米的空中，然后又垂直降落回发射台，并且火箭外观完好，SpaceX实现了重复使用 运载火箭的＂关键一步＂。
　　随着＂可回收＂技术的成熟，2016年7月该项技术成功地使用在猎鹰9号运载火箭上。
　　截至2022年3月猎鹰9号共发射了145次，重复使用次数超过了一半（83次）。
　　相关数据显示：2017年，雷影9号开始＂重复使用＂。当年就达到了5次，2018年达到了11次，2019年8次（新发射仅为3次），2020年21次（新发射仅为5次），2021年达到了29次（新发射为2次），2022年一季度达到了9次。
　　这足以说明SpaceX对火箭的重复利用在逐年增加，也反映出这项技术越来越熟练。
　　2022年9月，一枚编号为B1058的猎鹰9号火箭成功执行了第14次发射任务，回收后，还要进行第15次发射，也就是说这是人类航天史上第一枚15手火箭。
　　这枚火箭回收后，已经完全变成了黑色，SpaceX公司标志也被遮没了，底部的9台梅林1D发动机也黑得像锅底，但维护保养以后仍然可以使用。
　　而整个SpaceX公司，还有2枚14手、3枚13手，以及一堆10手左右的猎鹰9号火箭。同时马斯克在个人社交媒体上说： ＂到目前为止，火箭复飞没有明显（次数）限制＂。 猎鹰9号的回收技术
　　猎鹰9号采用了垂直回收技术，即火箭一级分离后，经过姿态调整、动力回飞、滑行、动力再入、垂直着陆 五个阶段，在高精度导航制导下，以预定速度和垂直姿态抵达回收地点。
　　猎鹰9号的回收地点可以在陆地上，也可以在海上。
　　SpaceX公司成功的解决了精确制导、燃料分配、发动机推力调节三大难题。
　　推力调节方面：
　　在一级火箭的最大动压段实施了节流控制，主动减小了发动机的推力，可以说牺牲了部分火箭性能达到降低气动载荷的目的。
　　一级火箭完成任务关机后，在预定的时间节点及高度开始重新点火，进行姿态调整和减速动作。
　　燃料分配方面：
　　将第一级火箭的弹道进行调整，使其更加垂直，这样可以减少航程，达到节约返程燃料的目的。
　　这样的方案同样也牺牲了火箭的载重性能，好在SpaceX公司做到了两者的平衡。
　　精确制导方面：
　　垂直回收方案，姿态调整、下落时间以及垂直着陆的时间都很短，这需要精确的制导技术。
　　SpaceX公司也掌握了其中的奥秘，精准的完成了垂直回收。
　　总的来说，SpaceX公司已经解决了燃料最优问题、动力下降问题、着陆点、轨迹优化等。难怪马斯克扬言要登陆火星，原来早有准备。
　　为了实现国产火箭回收，加快我国航天事业发展，网友们也是脑洞大开提出了多种火箭回收方案：
　　第一种：类似于航天飞机，优化火箭舱段外形，内置折叠机翼。当火箭完成任务后，打开机翼，从万米高空直接飞回来。
　　第二种：直升机空中抓取，SpaceX公司就采用过此方法。火箭第一级分离后，打开降落伞，缓缓下降。直升机前来接应，伸出钩子挂住降落伞。
　　第三种：绳网回收，在地面设置特殊材料的绳网，当火箭的一级落在绳网区域时，感应器就会感应到绳网，然后控制绳网主动钩挂火箭。
　　第四种：直接在地面找一个几十米深，几公里宽的大坑，填上缓冲材料，控制火箭直接落在大坑中就好了。
　　那么国产火箭回收技术如何呢？与SpaceX公司差距又有多大呢？国内火箭回收技术如何？
　　国内有火箭回收技术吗？答案是＂有＂。
　　深蓝航天号称是中共版的SpaceX公司，该公司成立于2017年，总部位于北京，是一家商业航天领域的创业企业。具备运载火箭研制、液体火箭发动机研制、火箭回收的能力。
　　在火箭回收方面，公司研发的＂星云-M＂1号试验箭发射升空后，完美的实现起飞到降落。
　　＂星云-M＂火箭爬升至1公里的高度后，成功完成了横向和纵向移动，降落后，距离靶心位置误差不到0.5米。
　　这说明深蓝航天涉及了至少以下4种技术：
　　1、伞降回收技术；
　　2、＂地面网系减速索＂或＂筷子夹持＂回收装置垂直回收技术；
　　3、火箭动力垂直发射、无动力返回、水平降落技术；
　　4、垂直回收飞行技术。
　　可以说深蓝航空完成了火箭回收技术从0至1的突破，这绝对是值得称赞的。但是我们也要重视与SpaceX的差距。
　　火箭回收的技术难度与火箭的重量、推力大小、速度、爬升高度成正比，
　　1、火箭越大回收难度也就越大；
　　2、发动机的推力越大回收难度也越大；
　　3、火箭的飞行速度、爬升高度越大回收难度也越大。
　　深蓝航天的＂星云-M＂火箭只有几米高，发动机推力也只有几吨重。而猎鹰9号高70米，重549吨，载重达15吨，近地运力也突破了22吨。
　　可以说从多方面来看，＂星云-M＂和猎鹰9号都无法相提并论，把两款火箭放在一起的话，＂星云-M＂就是一个玩具。长征火箭开启回收试验
　　除了深蓝航天这样的民营企业，国家队也在加紧研究火箭回收技术。
　　中国首创的绳网回收技术就颇具看点，这套系统由两部分组成，一部分是＂托盘系统＂，另一部分是＂绳网系统＂。
　　＂托盘系统＂表面是特殊材料制成的栅格板，底层是隔热挡板，中间是排烟通道。可以防止火箭脚架打滑，预防火箭尾焰灼伤，同时排出烟尘。
　　＂绳网系统＂主要由捕捉绳网，平衡绳网、感应系统组成。感应器通过感应发现火箭，绳网通过控制器移动到火箭下方，精准捕捉。
　　这套回收系统在2022年2月被相关专家提出，其看起来操作更加简单，只要保证绳网系统准确地挂住火箭就可以了，托盘系统只有在绳网打滑时才用的上。
　　提起打滑，SpaceX就遇到了类似事件。
　　当时猎鹰9号在完成运送任务后，开始垂直回收。当一级火箭降落到无人船上时，火焰并没有熄灭，之后火箭发生了打滑事故，燃烧更加猛烈，现场浓烟四起。
　　事后，马斯克解释：一级火箭着陆后，意外解体，但无人船完好。
　　而我国的绳网回收技术，关键是要突破捕捉的精准度、敏感度、准确度。确保火箭在穿过绳网的瞬间，精准钩挂，否则也会出现捕捉失败，火箭解体的风险。
　　为了确保火箭回收精准无误，我国开始了大量的试验、论证。
　　2020年，对长征8号中型火箭实施了回收试验。
　　长城8号运载火箭是国家队首款目标回收火箭， 高50米，重356吨，计划于2025年前后实现一级与助推器整体垂直回收及重复使用，成为中国国家队发射商第一款复使用的回收火箭。
　　在重型火箭回收方面，仍在研发阶段，预计在2035年实现回收。重型火箭型号就是现役的长征九号。
　　长度110米，直径达10.6米；起飞质量高达4122吨， 近地轨道投送能力为150吨，是猎鹰9号的7倍； 地月转移轨道投送能力为50吨，是猎鹰9号的6倍；
　　采用三级发动机技术，一级为6台200吨级液氧甲烷发动机；二级为4台120吨级氢氧补燃发动机；三级为1台120吨级氢氧补燃发动机。
　　国内火箭回收技术正在稳步的推进，但与SpaceX有明显差距也是事实。写到最后
　　NASA在火箭发射任务上一再失利，当我们怀疑美国的火箭技术，甚至阿波罗登月计划时，SpaceX公司异军突起，在火箭回收技术上遥遥领先。
　　我国的长征系列火箭执行了多次艰巨的任务，在一次火箭领域世界领先，但是在火箭回收技术方面仍需努力。
　　我们期待着长征火箭再度领先！
　　我是科技铭程，欢迎共同讨论！