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马斯克的团队一直以来都有脑洞大开的创意。在率先实现火箭的一级重复使用回收之后,马斯克的星舰团队又开始尝试更新颖的回收方法。马斯克日前公开表示,在星舰的第5次发射测试时,一级火箭将尝试使用发射塔架上的机械臂直接回收,也就是被外界戏称为“筷子回收”的火箭回收方案。
星舰团队的公开说法是:发展“筷子回收”的主要动机就是为了实现火箭的快速复用。一火箭在完成任务后,由塔架机械臂接住,然后简单检修重新加入燃料即可快速发射。为了进行这项验证工作,现在星舰团队已经开始将一台助推火箭运到发射塔台、并用发射架上的机械臂进行抓取测试。不过根据最新的情况显示,这个抓取结果似乎是不太妙——照片清晰的显示,火箭的外壳被机械臂给夹瘪了。
如果这是在实际回收中发生的事件,这也意味着这枚一级火箭被夹报废了。或者最低也要送回生产线进行大修。用机械臂直接抓取火箭本意是为了火箭的快速复用,但是如果将火箭给夹坏了,就事与愿违起到了相反的作用。
可能有人觉得这是第一次操作是比较意外,但至少可以表明:用机械臂直接抓取火箭是存在着很大风险的:即便以后有进一步的软硬件改良,但是这个方案的风险性不容回避。毕竟火箭悬停的时间就那么短,然后机械臂要在如此仓促的时间内,接近火箭进行精准的抓取,这对机械臂的灵活性要求极高。而且由于风力等因素的影响,实际操作环境可能会更加复杂。
可能有人会问:既然用机械臂夹火箭这种回收方案的潜在问题比较严重,那为什么不和现在的猎鹰9火箭那样,直接给星舰火箭上面安一个着陆腿呢,这样火箭将能直接落在地面上,岂不更简单?其实一开始星舰也是准备使用起落架的,但是星舰协和很快发现一个问题,就是猛禽发动机的推力过大,如果用起落架那么它的高度必须足够高,否则发动机喷出的尾焰在接近地面时会反弹伤及舰体。这个着陆腿有多高呢?这个,看一下星舰的高脚发射台就知道了!拖着这么一个巨大的着陆架是很不合理的,所以实现火箭的空中回收就显得相当必要了。
既然用机械臂直接抓取火箭有夹坏的可能,用起落架又显得过于笨重,那么有没有什么别的选择方法呢?还真有! 这不,咱们中国人也提出了不少创意,其中有一个就是“火箭抛索式回收”方案。这个方案预见到了马斯克的机械臂有夹坏火箭的可能,于是在火箭接近回收机械臂时,会用小型火箭拉出一条和多条回收索,之后由机械臂快速夹取。由于在这个过程中,机械臂与火箭始终保持着安全距离,因此几乎也就不存在机械臂会夹坏火箭的可能。
从上面这个动图可以看出,本方案只需在火箭的顶部安装由小火箭牵引抛出的吊索就可以了。回收时火箭先飞到回收机械臂的下方,之后小火箭将吊索向上拉出,而机械臂则快速合拢夹住吊索。索头部分和机械装置可以防止吊索滑脱。之后火箭关闭发动机,回收机械臂锁紧吊索实现火箭的空中回收。
从上面这个动图可以看出,火箭先飞到二个回收机械臂的中间,之后由二个小型火箭将二条吊索抛出,两端的机械臂快速合拢锁紧吊索端头。之后火箭关闭发动机,完成空中回收作业。
从上面的动图可以看出,星舰本体也可以用抛索回收的方式进行空中加收。这可能比机械臂直接支撑星舰翼舵的方案更可靠。从之前直播的画面可以看出:星舰的钢结构翼面在重返大气层时,在高温气流的作用下已受到严重的破坏。下一步如果能够能让翼面经受高温气流考验已经很不简单了。如果想要在这个基础上,让气动翼承受百吨的箭体重量而不被机械臂损坏实在是勉为其难。相比之下,用机械臂直接夹取回收索是更简单可靠。
火箭抛索回收还有个优点,就是在吊索的端头设置有抓钩,可以抓取回收装置上的钢索或回收网。这样回收装置就可以设计得很简单,也免去了复杂的回收机械臂。
从上述分析可以看出:对于重型火箭而言进行空中抓取回收的方向是对的。这既是避免火箭大推力发动机尾焰反弹伤害箭体的需要,同时也是减轻起落架重量的需要。因此,即便星舰现有用机械臂直接抓取火箭的方案不一定可行安卓可以用小火箭吗手机,但是也还有火箭抛索式回收方案等备用手段可以选择。