尝试全新回收模式！“星舰”试飞成功，上演“筷子夹火箭”

毋问我从哪里来

2024年10月14日 05:56 环球网

　　[环球时报特约记者 晨阳]美国太空探索技术公司（SpaceX）首席执行官马斯克不久前还在痛骂美国联邦航空管理局（FAA）“监管过度”“正在扼杀美国的太空计划”，没有想到的是FAA于12日突然宣布提前批准SpaceX的“星舰”超重型火箭的第五次试飞。“星舰”在13日的试飞中成功测试了被戏称为“筷子夹火箭”的全新火箭回收模式，因为其技术难度相当高，被认为是这次试飞最大的看点。

　　第五飞任务达成

　　“星舰”的第五次试飞任务在发射前就引发全球大量媒体与航天迷的关注。在北京时间13日晚8时30分左右，“星舰”成功从位于美国得州的基地发射升空。按照预定计划，“星舰”进一步测试了飞行全过程：“超级重型”火箭在完成发射任务后尝试了返回火箭发射场，利用发射塔架的机械臂在空中接住火箭；“星舰”飞船则在发射后约1小时在澳大利亚西部的印度洋进行“水上着陆”。针对第四次试飞时“星舰”飞船在重返大气层时出现的隔热瓦损坏问题，第五次发射的该飞船重新修改了隔热防护并增加了额外的隔热瓦层数，给飞船提供更好的保护。

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　　此前“星舰”已经完成了四次试飞。其中在6月6日的第四次试飞中，它基本上实现了所有预设项目的测试：“超级重型”火箭以垂直姿态在预定海面（墨西哥湾）悬停溅落，“星舰”飞船成功重返大气层，以垂直姿态在预定海面（印度洋）溅落成功。得益于遍布地球轨道的卫星互联网直播，人类还头一回亲眼目睹飞船重回地球时被等离子体环绕的景象。

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　　美国有线电视新闻网（CNN）12日称，FAA早些时候说，预计要到11月底才会决定SpaceX“星舰”的发射许可，但10月12日突然宣布批准该火箭可以在13日发射。FAA在声明中表示，SpaceX满足了“星舰”第五次测试“亚轨道试飞的所有安全、环境和其他许可要求”，同时批准“星舰”第六发的任务计划。

　　“星舰”火箭总长约120米，直径约9米，由两部分组成，第一级是长约70米的“超级重型”助推器，第二级是“星舰”飞船，两级均可重复使用。该火箭的设计目标是将人和货物送至地球轨道、月球乃至火星，能够完全且快速重复使用火箭，将大幅减少将货物或人员运送到地球轨道和深空的时间和成本，被认为对SpaceX的太空雄心至关重要。

　　“筷子夹火箭”难在哪里

　　在第五次试飞中，最大的挑战来自“超级重型”火箭的全新回收方式。在最初的两次试飞中，“星舰”均因为失控而启动自毁装置；第三次试飞时，“超级重型”火箭完成返回点火，但着陆点火时姿态失控，没能完整落海；一直到第四次试飞才首次实现了在预定地点的成功减速、垂直下降、“海面软着陆”的全过程。SpaceX副总裁比尔·格尔斯腾迈尔透露，“超级重型”火箭在第四次海面软着陆的精度为0.5厘米，这为下一步的发射塔原位捕获火箭技术奠定了基础。

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　　根据SpaceX的计划，第五次试飞将利用原位发射与回收技术，测试发射塔架机械臂捕获火箭的新回收模式。美国“太空”网站介绍称，SpaceX公布的演示视频显示，该火箭完成发射任务后将非常精准地返回发射地点，并逐步减速和降低高度，最后由发射塔架的机械臂将悬停状态的火箭在半空中抓住。

                               
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　　具体而言，这个过程相当复杂。“超级重型”火箭在降落过程中先是点燃9台“猛禽”发动机，其中6台在距离地面约800米时熄火关闭，剩余3台保持火箭垂直缓降状态。当火箭下降到约65米高度时，关闭其中2台发动机，保持缓慢下降状态。最后等待机械臂水平处在“超级重型”火箭约2/3的箭体位置时，火箭转入悬停，机械臂随即靠拢并将其捕获。随后机械臂将“超级重型”火箭放置到发射架上，以确保安全和稳定，这一整套动作也被形象地称为“筷子夹火箭”。

　　尽管说起来容易，但想要实现“筷子夹火箭”并不容易。两条捕获机械臂长达36米、高18米，能够在发射塔轨道上下移动，灵活地接近、抓取降落中的火箭，并需要根据火箭降落时的位置变化随时进行调整。同时对于超重型火箭的飞控精度和悬停能力的要求非常高，可谓“失之毫厘差之千里”，一旦略有偏差就可能导致火箭在发射塔架上倾倒甚至爆炸。因此马斯克曾预测，“筷子夹火箭”的首次成功率仅为50%。“太空”网站还提到，鉴于这次任务的高风险性，SpaceX明确提到，如果在这次“星舰”发射过程中发现任何异常，影响到发射塔架的回收捕捉的正常进行，将改回原先的海面软着陆方式。

　　至于为何要改用“筷子夹火箭”这种复杂和高风险的回收模式，SpaceX的解释是它可以高效解决火箭再利用的问题。目前SpaceX的“猎鹰9”号火箭助推器采用着陆腿回收的技术已经非常成熟，成功率非常高。这种回收过程相对简单，不需要复杂的机械操作，但缺点在于后续重复利用比较麻烦，需要从着陆场长途转运，无法满足SpaceX高频次发射的需求。而“筷子夹火箭”虽然技术实现难度大，但火箭回收后直接可以与发射塔架对接，后续的检查、加注燃料等步骤可以直接进行，极大减少了发射准备时间。此外，“超级重型”火箭的重量远超“猎鹰9”号火箭助推器，着陆腿可能难以承受火箭着陆时的巨大冲击。

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　　后续依然还有诸多挑战

　　根据美国国家航空航天局（NASA）和SpaceX的计划，“星舰”未来在美国的一系列航天活动中都扮演了重要角色。CNN称，美国载人登月的“阿尔忒弥斯”计划，将使用“星舰”飞船的改进版本作为着陆器，将NASA宇航员送到月球表面。同时“星舰”还需要在该计划中承担在地球轨道上作为“太空加油站”的重要使命。该任务涉及大规模低温推进剂在轨加注，技术难度高、跨度大，是“星舰”执行深空探测任务的“必修课”。NASA计划在2026年实现载人登月，但目前在这两大重要领域，“星舰”尚未展开实际的大规模技术验证，后续的技术验证活动会非常密集。

　　此外，马斯克9月还宣布，首艘前往火星的“星舰”计划在两年后发射，以测试完整登陆火星的可靠性，如果着陆顺利，那么首批载人“星舰”前往火星的行动将在4年后进行。按照他公布的时间表，从首次载人登陆火星之后，“星舰”的发射频率将呈现指数级增长，目标是20年内在火星上建成一座自给自足的城市。为此需要将前往火星的太空发射成本从现在的每吨10亿美元降低到每吨10万美元，为此SpaceX在“星舰”设计上不遗余力地降低发射成本和提升效率。但该计划能否最终实现，目前看来还面临诸多挑战。

梦江南

问好老师，谢谢分享！

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梦江南 发表于 2024-10-15 08:41
问好老师，谢谢分享！

项立刚：为何“筷子”夹住火箭创造历史？｜宅男财经


中新经纬

2024-10-14 16:26发布于北京中新经纬官方账号

　　【宅男财经｜专家面对面】当地时间13日，美国太空探索技术公司(SpaceX)新一代重型运载火箭“星舰”进行了第五次试飞。其助推器在降落时由发射塔上被称作“筷子”的机械臂“夹住”，首次实现在半空中捕获回收。

　　中关村信息消费联盟理事长、通信专家项立刚表示，这是“星舰”发射技术上又一次很重要的突破。SpaceX在发射火箭和相关产品过程中，并不是要求技术上的特别，最终要做的是降低成本。

　　项立刚称，这样一个很长的圆柱体助推器，从空中落到指定位置，还要靠推力保持平衡，这非常难，回收时很容易歪掉，造成损害，影响二次利用。而第五次“星舰”发射采用了更先进的办法，即辅助机械手。助推器没有落地，就直接用机械臂夹住进行固定，保证了落地效率和稳定性。

　　项立刚解释，通过回收火箭助推器做二次利用甚至三次利用，可以极大节约成本，提高发射效率，发射速度也会更快。“回收后再次加注燃料，马上就可以进行新的一次发射。”

　　(记者 董湘依 制作 常晴朗 郑铮 宅男财经出品)

梦油

新科技会给人们带来新生活。

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梦油 发表于 2024-10-15 10:05
新科技会给人们带来新生活。

《国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）》正式发布

2024年10月15日 09:38 中国科学院网站

　　国家空间科学中长期发展规划（2024—2050年）

　　中国科学院  国家航天局  中国载人航天工程办公室

　　联合发布

　　2024年10月

　　为贯彻落实党的二十大和二十届二中、三中全会精神，推动空间科学、空间技术、空间应用全面发展，制定本规划，作为当前和今后一个时期指导我国空间科学任务部署、开展空间科学研究的依据。

　　一、发展目标

　　（一）总目标

　　梯次布局和论证实施国家空间科学任务，统筹和强化任务驱动的基础研究，打造空间科学高水平人才队伍，不断取得具有重大国际影响力的标志性原创成果，实现空间科学高质量发展，带动空间技术创新突破，促进空间应用升级换代，跻身国际前列，成为空间科学强国。

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　　（二）分阶段目标

　　至2027年

　　——科学研究水平实现整体跃升，在高能时域天文、日地联系、月球与火星成因和演化、微重力物理和空间生命等有基础有优势的学科方向持续取得国际一流成果。

　　——论证实施一批空间科学任务，在暗物质与极端宇宙、引力波、原恒星云、系外行星、太阳活动、太阳系和地球系统探测等科学前沿，论证立项5~8项空间科学任务，其中包括有望产出标志性重大成果的大型任务2~3项。

　　——构建航天发展新格局取得重要进展，造就一批空间科学领域的“领跑者”和“开拓者”，人才队伍建设迈上新台阶，国际地位和影响力不断增强。

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　　2028—2035年

　　——重点方向位居国际前列，在中低频引力波、宇宙黑暗时代、发现宜居类地行星、太阳活动、地球系统响应、月球原位资源利用、火星生命指征、黑洞和中子星、暗物质暗能量等方向，重大原创成果集群涌现，成为我国跻身创新型国家前列的重要标志。

　　——部署实施系列空间科学任务，在早期宇宙、极端天体新物理、近邻宜居系外行星、太阳系早期考古、地外生命探寻、太阳爆发和日冕加热机理、太阳系边际探测等科学前沿，论证实施约15项空间科学任务，其中含大型任务4~5项。

　　——实现我国空间科学、空间技术、空间应用全面发展，形成空间科学领域人才竞争比较优势，国家战略人才力量和领军人才队伍位居世界前列。

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　　2036—2050年

　　——重要领域国际领先，成为世界空间科学强国。在宇宙起源演化、时空本质、太阳系和生命起源、载人深空探测等方向取得革命性基础研究突破，拓展人类知识边界，推动人类文明进步。

　　——引领世界空间科学发展方向，论证实施30余项空间科学任务，在新一轮科技革命中具备核心竞争力和强大领导力。

　　——集聚国际顶尖科学人才团队，建成世界主要空间科学中心和创新高地，成为社会主义现代化强国的重要标志。

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　　二、优先发展方向

　　面向世界空间科学前沿和国家重大战略需求，立足我国现有学科、人才队伍及工程技术等优势和特色，凝练形成我国有望取得突破的五大科学主题及其优先发展方向。

　　“极端宇宙”主题。探索宇宙的起源与演化，揭示极端宇宙条件下的物理规律。优先发展方向包括暗物质与极端宇宙、宇宙起源与演化和宇宙重子物质探测。拟解决的重大科学问题包括暗物质粒子本质和宇宙高能辐射来源，暗能量的本质，动态宇宙探测与暂现源物理机制，宇宙黑暗时代和再电离历史，恒星及行星系统起源与演化，重子物质循环与反馈等。

　　“时空涟漪”主题。探测中低频引力波、原初引力波，揭示引力与时空本质。优先发展方向为空间引力波探测。拟解决的重大科学问题包括超大质量黑洞和种子黑洞的形成及其与宿主星系的协同演化，黑洞附近强引力场精细结构及致密天体的分布和物理性质，检验早期宇宙学模型等。

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　　“日地全景”主题。探索地球、太阳和日球层，揭示日地复杂系统、太阳—太阳系整体联系的物理过程与规律。优先发展方向包括地球循环系统、地月综合观测、空间天气探测、太阳立体探测和外日球层探测。拟解决的重大科学问题包括太阳磁活动特性和磁周期起源机制，太阳风扰动的三维传播与演化规律，太阳风—磁层跨尺度能量传输和耗散的机理，磁层—电离层—热层耦合，地球系统多圈层跨尺度相互作用，太阳风—星际介质相互作用的过程和机理等。

　　“宜居行星”主题。探索太阳系天体和系外行星的宜居性，开展地外生命探寻。优先发展方向包括可持续发展、太阳系考古、行星圈层刻画、地外生命探寻和系外行星探测。拟解决的重大科学问题包括月球深部物质、圈层结构及早期撞击历史，小行星/彗星起源与演化，火星宜居环境演化与生命信号，太阳风与木星磁层的相互作用，冰卫星和冰巨星宜居环境与生命信号探测，系外行星宜居性及生命特征等。

　　“太空格物”主题。揭示太空条件下的物质运动和生命活动规律，深化对量子力学与广义相对论等基础物理的认知。优先发展方向包括微重力科学、量子力学与广义相对论和空间生命科学。拟解决的重大科学问题包括微重力多过程耦合新体系下复杂流体物理基础理论，引力场中的量子效应、广义相对论高精度检验与新物理探索，地球生命的空间环境适应性和生存策略等。

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　　三、发展路线图

　　围绕五大科学主题，聚焦优先发展方向，提出至2027年、2028—2035年和2036—2050年三个阶段实施的科学任务规划，形成至2050年我国空间科学发展路线图。

　　第一阶段，至2027年，运营中国空间站，实施载人月球探测、探月工程四期与行星探测工程，形成若干有重要国际影响力的原创成果。

　　从空间X射线等多波段协同观测、X射线热重子探测、空间引力波探测探路者、太阳极轨探测等任务方向中遴选大型任务2~3项；从暗物质粒子探测、空间太赫兹高速成像巡天、空间超长波观测、空间红外观测、隐伏自然地物探测、透明海洋星座、全天候三维风观测、地球辐射能量收支探测、地球磁层跨尺度星座、日地L5点太阳探测、天基太阳射电阵列观测、人类活动痕迹精细观测、全球植被生物量时空格局、木星系统观测、系外行星探测等任务方向中遴选中小型和机遇型任务3~5项。

　　第二阶段，2028—2035年，通过第一阶段任务实施取得位居世界前列的原创成果。运营中国空间站，论证实施载人月球探测、月球科研站、太阳系边际探测、巨行星系统探测、金星大气采样返回等科学任务。

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　　从空间高精度红外观测、天体引潮力对地震诱发作用综合观测、环日探测、空间高能、X射线探测、空间引力波探测等任务方向，以及至2027年规划阶段未立项的大型任务方向中遴选大型任务4~5项；从紫外天文观测、海洋能级星座、关键带跨圈层耦合过程观测、边界层热动力结构和化学成分观测、全球高精度地磁场星座、地应力观测、地球辐射带探测、空间天气探源、编队太阳高能探测、四极协同科学观测、地球动态变化观测、小行星探测、系外行星卫星探测等任务方向，以及至2027年规划阶段未立项的中小型任务方向中遴选中小型和机遇型任务10~11项。

　　第三阶段，2036—2050年，我国空间科学重要领域达到世界领先水平。论证实施大型任务5~6项，以及25项左右中小型和机遇型任务。

　　为实现本规划发展目标，需进一步强化组织实施，保障财政投入，夯实基础能力，深化国际合作，加强科学普及，持续取得关键性、原创性、引领性重大科技成果，有力支撑航天强国、科技强国建设。

红影

都在往外空发展。

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红影 发表于 2024-10-15 20:48
都在往外空发展。

美航天局发射“欧罗巴快船”木星卫星探测器

同花顺财经
2024-10-15 01:18

　　记者当地时间10月14日获悉，美国国家航空航天局当日在佛罗里达州肯尼迪航天中心发射了“欧罗巴快船”(Europa Clipper)探测器，主要目的是研究木星的卫星木卫二(也称欧罗巴)是否具有适合生命生存的条件。据悉，该探测器将在五年半内飞行约18亿英里(约合29亿公里)，并于2030年进入木星轨道。(央视新闻)

来源: 同花顺7x24快讯