为什么要回收火箭,这个问题的答案其实比较简单,猎鹰9火箭的制造成本为1600万美元左右,其中推进剂成本为20万美元,这跟我们的直觉有很大区别:我们想象中火箭90%以上是推进剂,应该占大头
这里面, 火箭一级成本占比60%,上面级20%,整流罩10%,其余10%为推进剂、复用等发射相关成本
所以spaceX首先搞的就是一级火箭回收,然后就是比较容易的整流罩
到了StarShip,SpaceX更有钱了,技术也更成熟了,所以也有了更大的野心,能回收的都回收,能使用更多次数
有些费用是跟次数没太大关系的,比如与发射相关的服务,以及研发费用,所以造一个更大的火箭是更划算的长远目标
这样starship出炉了。火箭载荷的变化可以通过三种方式调整:
这些方案里增加火箭的长度是最容易实现复用的
所以starship助推器变得很瘦长了,这给回收带来了大麻烦,它很难像猎鹰9自己站起来
这样筷子方案就是最优方案了:
如果观察starship发射,可以发现现在的助推器是自己飞回基地,这在将来是不可接受的,因为这需要消耗不少的燃料把自己从高速往前冲拉回来,这是一个很大的浪费,减少了有效载荷。
所以最好的方式是分离之后抛物自由落体,落在什么地方就在什么地方回收
美国传统的发射基地大多在佛罗里达中部,在这里的好处是大西洋上没有任何岛屿,所以发生灾难时不会对任何人造成影响
但这对于以回收火箭为主要目标的spacex来说,有一个很大的问题,火箭该在什么地方回收?
能不能学falcon在无人船上降落呢?这个有很高难度,新助推器比以前高得多,所以很难自己站起来,得用筷子夹起来,这样在船上降落就需要立一根很高的架子,你自然想到了石油钻井平台,没错,spaceX已经买了一个,但这能不能行,有很多挑战:
所以得有更安全的plan A,在抛落地附近找一个小岛降落
SpaceX精心挑选了一个新的发射基地,这个基地的目的就是奔着plan A去的
SpaceX官方并没有透露助推器在分离时候的水平速度和水平距离,但第八次测试助推器没有分离成功,然后爆炸揭示了很多数据,部分数据来自
https://sattrackcam.blogspot.com/2023/11/where-did-starship-fragments-end-up.html
根据上面的数据和实际观察,starship的助推器在墨西哥湾大约中间位置分离,根据上次爆炸的推算,如果失去动力,助推器会像上次的残骸一样,降落在波多黎各北部区域,但这个时候助推器基本是空心的,再加上栅格舵,所Little Inagua Islands 是最有可能的降落地
从这张图可以看出,starbase的位置是精选出来的
Little Inagua Islands是属于巴哈马的小岛,130平方公里,上面无人居住
当然这附件的岛屿比较多,所以有很多选择,比如
顺便说一句: 火箭基本都是向东发射的,主要是为了利用地球自转的优势,节省燃料并提高运载能力
这个基地还有一个好处: 对于发射轨道倾角为0的地球同步轨道卫星,靠近赤道的发射场向东发射,可以使卫星一开始就具备正确的轨道倾角,减少进行轨道调整的额外燃料。
对当地的影响:
我们上面主要讨论助推器回收,starship本身在轨道上,它的回收就可以自由一些,可以自己以低成本飞回主基地