spacex的最后一次falcon 9升级最终将使可重复使用的火箭具有成本效益

明天,SpaceX将从佛罗里达州进行常规卫星发射,但它不使用普通火箭。此次任务将标志着该公司Falcon 9的Block 5版本的首次亮相,这是迄今为止最先进的火箭升级,也是SpaceX计划制造的最后一个主要版本。Block 5旨在提高Falcon 9的可重用性,如果SpaceX想将其许多昂贵的长期计划变为现实,这正是SpaceX真正需要的。...

明天,SpaceX将从佛罗里达州进行常规卫星发射,但它不使用普通火箭。此次任务将标志着该公司Falcon 9的Block 5版本的首次亮相,这是迄今为止最先进的火箭升级,也是SpaceX计划**的最后一个主要版本。Block 5旨在提高Falcon 9的可重用性,如果SpaceX想将其许多昂贵的长期计划变为现实,这正是SpaceX真正需要的。

着陆和重复使用火箭的全部目的是为了省钱:SpaceX不必为每次任务**全新的火箭,只需重复使用已经存在并在飞行过程中经过测试的飞行器即可。包括SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)在内的许多专家都将可重复使用的火箭比作飞机。如果每次飞行都要造一架新飞机,机票会贵得离谱。

到目前为止,SpaceX的火箭着陆虽然看起来很酷,但并没有为公司节省一大笔钱。猎鹰9号往返太空的最大次数是两次。在一辆飞行器能够再次飞行之前,它需要经过一大批工程师在数月的时间里进行拆卸、检查和翻新。这需要时间和金钱,这消耗了公司从没有从头开始**新火箭中获得的节省。”南加州大学新一代航天公司的助理教授Greg Autry告诉我们,他们现在可能花更多的钱在翻新火箭上,而不是建造一个新的火箭。

第五座可以改变这一点。该车拥有许多升级,旨在缩短航班之间所需的整修和停机时间。例如,其用于从太空返回火箭的栅格鳍由钛制成,因此它们在返回地球的途中不会着火。发动机也有一个新的隔热板,以保护它们在坠入大气层时免受高温的影响。将发动机固定在火箭底部的结构现在用螺栓固定,而不是焊接,以便于拆卸和检查。

如果这些改进确实缩短了猎鹰9号的周转时间,那么SpaceX最终将开始看到它一直吹嘘的成本节约。Block 5还旨在提高Falcon 9的性能,而无需进行任何重大升级。所有这些加在一起可能会带来更大的利润,这可能有助于该公司为其许多雄心勃勃的项目提供部分资金,如发射数千颗可以从太空发射互联网的卫星,或建造一枚巨大的新火箭BFR,将人类送上月球和火星。

火星的利润

马斯克称,Block 5 Falcon 9s可以使用100次以上,只需最少的翻新。这是一个乐观的预测:这些火箭的速度超过音速,并经历极端的温度和力,导致磨损。另外,麝香很容易被夸大。SpaceX生产副总裁安迪·兰伯特(Andy Lambert)表示,更合理的数字至少是10倍以上。即使仅仅重复使用10次,也肯定会降低猎鹰9号的**成本。

但仅仅为了省钱而多次发射这些火箭是不够的。运营也需要改变。SpaceX将不得不减少负责重新准备火箭飞行的劳动力。”每个人都在谈论飞机是可重用性的模型,”米勒说大多数人忘记的是,没有一支常备军可以让你的飞机掉头。人工成本是美国宇航局大部分可重复使用的航天飞机飞行成本如此昂贵的一个重要原因。但由于Block 5的升级可以减少长时间整修的需要,这将意味着SpaceX必须支付的劳动力减少。

从长远来看,这将为SpaceX节省多少资金还不清楚。该公司不会给出任何关于劳动力成本的具体数字,但表示打算保持猎鹰9号的基准价格不变:6200万美元。Autry估计,火箭的每一个第一级(14层楼高,进入太空和返回太空的部分)的**成本在3000万至4000万美元之间。据马斯克说,加油只需几十万美元。如果该公司能够大幅降低劳动力成本,它可以将**火箭的成本削减一半。但奥特里认为这是不现实的——至少目前是这样。”他说:“我认为现实是,要达到这一目标需要很长时间。”但这意味着可以轻松节省1000万至1500万美元。”马斯克的估计也类似:成本降低约30%。

如果SpaceX能够做到这一点,下一步要做的就是增加发射频率。上市次数越多,公司一年的利润就越高。不过SpaceX已经在做这方面的工作了。2017年,它完成了创纪录的18次发布,比以往任何其他公司都多。今年,它已经完成了八项任务。到去年这个时候,它只完成了五次。

所有额外的资金都可以用于BFR的开发,SpaceX将在洛杉矶港建造BFR,以及在不久的将来需要发射的数千颗卫星。该公司的卫星互联网星座Starlink刚刚获得联邦通信委员会的监管批准。但FCC告诉SpaceX,为了保持许可证,它需要在未来六年内发射至少一半的首批4425颗卫星。如果猎鹰9号变得更便宜,那么将如此数量的卫星送入轨道就更可行了。”我认为,如果没有布洛克5号,他无法承担发射大型宽带卫星星座的费用,”米勒说。

始终如一的火箭

Block 5的另一个重要方面是,它意味着或多或少保持不变。马斯克说,这是火箭的最后一次重大升级,因为该公司目前主要专注于BFR的开发。”这是SpaceX有史以来和将来建造的最先进的猎鹰9号火箭,”空间研究和咨询公司Astralytical的所有者、空间顾问劳拉·福兹克告诉《边缘》杂志。

这是美国宇航局感到高兴的事情:Block 5是SpaceX将用于将美国宇航局宇航员发射到国际空间站的火箭,作为商业乘员计划的一部分。所以这个版本是为了满足航天局所有严格的安全标准而设计的。美国宇航局要求SpaceX在没有任何重大变化的情况下,至少成功飞行布洛克5号七次,以证明其适合人类飞行。这是一个严格的要求,特别是对于一个以前飞行过很多次的火箭。相比之下,美国宇航局未来的太空发射系统在被认证可以载人飞行之前只会进行一次试飞。航天飞机的第一次飞行中就有人类。”SpaceX正在经历一个严格和改进的水平,远远超过了人类在太空飞行中所做的一切,”Autry说。

但是,发射一枚NASA评级一致的火箭也有助于SpaceX赢得新客户。SpaceX以在发射之间调整其运载工具而闻名,这一点困扰了航天行业的许多人,包括****卫星市场的人。美国宇航局和旧的航天承包商通常不会经常对他们的火箭设计进行重大修改,一些人认为快速修改会带来太多的风险。但Block 5可以让那些批评者一劳永逸地保持沉默。再加上火箭性能的提高,SpaceX的舱单上可能会有更多的****有效载荷。”这将有助于他们打破****合同,他们希望得到,”Forcyzk说。

当然,谁知道SpaceX是否真的完成了对猎鹰9号的改造。马斯克是这么说的,但他最近还表示,该公司正在研究恢复猎鹰9号火箭顶部的方法,称为第二级。这将意味着对猎鹰9号进行一些重大的设计改动(特别是因为他可能会使用一个巨大的派对气球进行回收)。

我们还需要一段时间才能知道Block 5的真正好处,但有一件事是肯定的:如果SpaceX真的想获得可重用性的回报,这些火箭需要大量飞行。”让某些东西飞行两次,虽然这是一个突破,但好处是让某些东西一次又一次地扭转,”米勒说。

  • 发表于 2021-08-23 19:11
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  • 分类:互联网

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