贝索斯新谢泼德号火箭VS马斯克猎鹰9号火箭:回收难度大比拼

贝索斯新谢泼德号火箭VS马斯克猎鹰9号火箭:回收难度大比拼
2019年12月14日 09:37 腾讯新闻

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原标题:贝索斯新谢泼德号火箭VS马斯克猎鹰9号火箭:回收难度大比拼 来源:腾讯新闻

硬核技术决定了蓝色起源并不是第一太空先锋,同样是垂直回收复用技术,新谢泼德火箭VS猎鹰系列火箭,难度系数大相径庭。

12月12日蓝色起源「一箭六飞」远不及11月11日SpaceX「一箭四飞」赢得的关注与掌声,这是为啥?难道蓝源人缘就那么差?

简单来说,答案可以归结为两点:

硬核技术决定了蓝色起源并不是第一太空先锋,同样是垂直回收复用技术,新谢泼德火箭VS猎鹰系列火箭,难度系数大相径庭。

公司文化决定了蓝色起源练不成吸睛大法,龟速节奏、乌龟图腾更不可能成为太空冒险界的追捧对象。

接下来拿蓝色起源、SpaceX做个对比,我们更能领会这两点。

新谢泼德火箭3号 VS 猎鹰9号B5火箭

为了方便阅读,以下新谢泼德火箭3号缩写为NS,猎鹰9号B5火箭缩写为F9。

使用目的不相同

从纯技术角度看,这两款火箭(第一级)都不能真正进入近地轨道,但因为使用目的不相同,使得火箭设计、飞行能力、回收路径大不相同。

蓝色起源研制NS是为了进军亚轨道太空旅游市场,所以采用了单级火箭推进模式,设计成只能亚轨道飞行的运载火箭,最大推力11万磅(50吨),能够飞到100公里太空边界线附近,让太空游客体感3~5分钟的失重感,这就是NS的最大目的。

整个箭体在飞行过程中,差不多一直保持垂直状态,直到降落在着陆场,完事大吉。

SpaceX发射F9是为了太空快递、轨道运输,因此采用两级火箭推进模式,一级火箭可以产生最大推力170万磅(770吨),通常能够飞到200公里高度,再由二级火箭(上面级/太空巴士)接力推进,最终进入预定轨道。

这期间,猎鹰9号一级火箭需要进行一系列复杂翻转操作,才能最终飞回陆地着陆场或者海上着陆平台。因为飞行状态非常复杂、难度系数极大,所以无法像新谢泼德火箭那样直上直下,往返天地间。

硬指标差别较大(整箭对比)

箭高相差3.8倍:NS 18米;F9 70米

直径相差1.2倍:NS 3米;F9 3.7米

发射质量相差14.5倍:NS 40吨;F9 580吨

干质量相差1.4倍:NS 20吨;F9 28吨

推进剂不同:NS 液氢+液氧(LH2/LOX);F9 煤油+液氧(RP-1/LOX)

发动机不同:NS 单台BE-3;F9 9台梅林/1台真空梅林(第二级)

推力相差15.5倍:NS 11万磅(50吨);F9 170万磅(770吨)

最大有效载荷相差3倍:NS 5吨(太空舱);F9 15.6吨(一级火箭回收时)

飞行高度相差2倍:NS 100公里;F9 200公里

最大飞行速度相差2.6倍:NS 3马赫;F9 8马赫

飞行姿态不同:NS 垂直飞行,能够悬停;F9 翻转、侧飞,无法悬停

着陆精度不同:NS 陆上着陆精度理论要求相对低些(实际距离着陆中心点1米左右);F9 海上平台着陆精度要求更高(位置精度10米左右,陆地着陆精度30米左右,实际距离着陆中心点基本在10米以内)

看得出来,这两款火箭并不是迷你轻量级VS重量级拳击手之间的差别,比我们想象的差别更大。

如果把猎鹰9号B5火箭比作一支铅笔,从发射到返回的技术难度,相当于让这支铅笔飞过帝国大厦头顶(103层,超过450米),然后再精准落到一个只有鞋盒大小的着陆点。

同样,把新谢泼德火箭3号比作铅笔的话,回收难度相当于让这支铅笔飞到33层楼高,再垂直回落。

火箭回收数据不同

单从回收角度衡量,两款火箭都采用全自动化导航、制导、飞控、着陆控制系统,都曾创造过不朽的火箭回收、复用纪录。

蓝色起源——

一箭六飞(1枚,新谢泼德火箭3号),一箭五飞(1枚,新谢泼德火箭2号)。

自2015年首发以来(2019年12月12日)总计12次发射,发射成功率100%,回收成功率91.66%(1次回收失败)。

首次回收火箭:2015年11月23日,新谢泼德火箭2号首次实现垂直着陆回收。

SpaceX——

一箭四飞(1枚,猎鹰9号B5火箭芯级编号B1048.4),一箭三飞(3枚,芯级编号B1046.3、B1047.3、B1049.3),猎鹰9号+重鹰总计发射79次(76+3),发射成功率97.47%(77/79)。

自2015年12月首次实现垂直着陆火箭以来(2019年12月12日),现已成功回收46次,其中28次海上平台回收,18次是陆地着陆回收。回收成功率超过85%。

首次回收火箭:2015年12月22日猎鹰9号火箭(B1019)首次实现陆地垂直着陆回收。2016年4月8日猎鹰9号火箭(B1021)首次实现海上平台垂直着陆回收。

三次上演双箭同步回收:2018年2月7日、2019年4月12日、6月25日(三次重鹰发射)。

从首次回收时间点来看,蓝色起源比SpaceX刚好提前了1个月实现(以至于贝佐斯当时很得意,发推打趣道:欢迎SpaceX加入火箭回收队)。

优势显而易见:商业发射+入轨发射+常态化发射,这显然要比亚轨道测试飞的新谢泼德火箭,技高一筹,更加惹眼。

再加入此后SpaceX不断高效、成熟、常态化地重复这一标准动作,使得圈内外普遍认为,SpaceX才是真正娴熟掌握火箭复用、回收技术的第一家太空公司,真正意义的太空先锋。

航天界是个崇尚硬核、技术至上的领域,永远崇尚最先锋、最新锐、最创新的太空先锋。环顾全球,唯有SpaceX。

就在这种耀眼光芒反衬下,蓝色起源自然显得暗淡无光。

蓝色起源 VS SpaceX

除了硬核技术决定了蓝色起源不是第一太空先锋以外,公司文化也决定了蓝色起源永远练不成吸睛大法,龟速节奏、乌龟图腾更不可能成为太空冒险界的追捧对象。

对比一下蓝色起源 VS. SpaceX,各自散发的太空风,大不相同。

SpaceX不用多说了,太空产业颠覆者,太空快递一哥,殖民火星第一推动力量,重返月球深度参与者……锐意创新,高调猛进,大破大立,特立独行。最重要的是SpaceX因为有马斯克。

蓝色起源则是个妥妥的稳健者,稳健得貌似保守。创立20个年头,仅仅发射过12次。电商出身的贝佐斯显然在太空冒险界变得非常保守,不断告诫研发团队:「这是一场比赛,我希望是太空史上最安全的发射系统。」正因为如此,乌龟成为蓝色起源的吉祥物,这也体现了贝佐斯的龟速追求:你只有一次一步,才能更快到达。

于是我们看到,蓝色起源目前只有一款成型火箭,这就是用于亚轨道飞行的新谢泼德火箭(3号火箭现役工作,4号蓄势待发,已经运抵德州发射场,计划2020年进行亚轨道商业首飞,太空之旅票价20万~25万美元,与维珍银河亚轨道飞行票价接近)。

另一款轨道级火箭正在研制中(新格伦New Glenn,采用液态甲烷+液氧BE-4发动机,第一级最大推力1746吨,第二级真空推力290吨,LEO运力45吨,GTO运力13吨,计划2021年首飞)。

还有一款巨型火箭也在绘制蓝图(新阿姆斯特朗New Armstrong,貌似跟超重鹰/星舰有一拼)。

针对重返月球计划,蓝色起源尤为热衷(量身定做研制大型登月着陆器——蓝月Blue Moon,可以部署载人登月舱、无人登月舱、4辆月球探测车;采用液氢液氧发动机BE-7,全功率推力4.5吨;使用氢燃料电池,提供2.5千瓦电力以便度过月夜……蓝色起源渴望跻身NASA重返月球计划,成为2024年登月先军部队)。

不过话又说回来,太空巨大,太空产业足够大,足以装得下各种各样的太空新势力,我们根本没必要纠缠于蓝色起源一箭六飞、SpaceX一箭四飞孰强孰弱,以及他们间的各种恩怨纠葛……

我们更在乎指向未来的太空之箭——火箭之高、火箭之巨,都是能量、能力、实力、欲望的衡量尺度。

更像是人类征服太空的勇气之塔,太空梦想高潮而满泄的产物,航天科技激情释放的荷尔蒙……眼见新谢泼德火箭,貌似越看越贴切。

本文参考:

Jeff Bezos's Blue Origin launches 12th test flight of space tourism rocket

Blue Origin's New Shepard Makes Record 6th Launch to Fly NASA Science, Student Art to Space

NEW SHEPARD MISSION NS-12 UPDATES

Blue Origin launches New Shepard on 12th test flight

Blue Origin’s New Shepard conducts 12th test launch

Blue Origin NS-12: New Shepard launch & landing, December 2019

Difference between BlueOrigin and SpaceX rocket landings?

Autonomous Precision Landing of Space Rockets

Space Launch Report:Blue Origin New Glenn

What is the difference between BlueOrigin and SpaceX rocket landings?

NASA partners with SpaceX, Blue Origin, and more to send large payloads to the Moon

astronautix.com/n/newshepard.html

blueorigin.com/new-shepard

蓝色起源龟速节奏:19年来第10发

蓝色起源 space

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