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看看是否有人对这个冷门的主题感兴趣:Starship将来的回收策略

(2025-11-15 06:50:39) 下一个

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:

  • 增加火箭的直径
  • 增加火箭的捆绑助推器
  • 增加火箭的长度

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:

  • 不需要支撑腿,所有有效载荷更多了
  • 需要特定的筷子设备,所以可选场地就非常有限了
  • 如果在回收时爆炸碰撞,会损坏筷子设备
  • 筷子的可靠性是关键,好在这个方案本身物理特性比较可靠
  • 能够更快地投入二次发射

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:

  • 筷子的夹住需要极高的精度,海洋的波浪和大风会不会让这个平台晃动而失败
  • 固定石油钻井平台的成本比较高,尤其在深海的区域
  • 佛罗里达东部海域比较深

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

  • 大得多的Inagua Islands
  • 以及属于英国的28平方公里的有简易机场的West Caicos岛屿
  • 助推器在栅格舵的帮助下,可以做无动力漂移,就像激光制导炸弹

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:

  • 星舰第八次发射的时候大量的碎片在东加勒比附近坠入大气,基本都烧完了,但仍然带来的负面影响:这个区域飞机航班被迫停运了几个小时
  • 发射最危险部分在墨西哥湾上空,好在这个地方无人居住
  • 如果落入古巴境内,美国与古巴关系很差,会有麻烦
  • 将来仍然有可能发生灾难伤及地面的人员和设备
  • 但以美国的强大,应该能罩住,毕竟连墨西哥湾都改名了

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

 

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