分类目录归档:航天科普

【原创翻译】我对商业航天的一些思考(四)

前言

本期是第四期,作者将结合自己的职业生涯继续讲述商业航天2.0时代的故事,主要介绍两款空前成功但命运坎坷的运载火箭,还有随之得出的血泪教训和当时尚在萌芽之中搅局者。本文作者:乔治•索尔斯(George Sowers),曾任美国联合发射联盟(ULA)发射服务部副总裁,2017年退休后创办了索尔斯航天咨询公司,本文由放假的FP翻译全文。

往期链接:

我对商业航天的一些思考(一)

我对商业航天的一些思考(二)

我对商业航天的一些思考(三)

商业航天2.0时代的遗产——美国空军EELV项目

1994年,由汤姆•穆尔曼将军(Tom Moorman)领导的一个小组为处理军方太空发射系统过于老化和昂贵的问题,进行了一项研究,并由此发布了著名的穆尔曼报告。根据该报告提出的建议,美国空军的EELV(Evolved Expendable Launch Vehicle,渐进发展式一次性发射运载火箭系统,下称EELV)项目正式开张。 

我对商业航天的一些思考(四)

EELV丑Logo

在此之前,军方会根据载荷的大小选择合适的运载火箭。类似GPS这种的小卫星,军方会选择使用小运载德尔塔2,巨型侦查星使用泰坦,而阿特拉斯(Atlas,本号以往常采用意译名“宇宙神”,本文遵循原译者,主页君注)则用于发射大小介于上述两者之间的合适载荷。

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【原创文章】“联盟”MS-10飞船(57S)任务图文介绍及事故持续跟踪

首先,小编有话说:原创不易,望其他媒体进行转载时注明相关出处,谢谢合作

因为本篇文章还在持续报道事故相关情况,因此一有官方相关消息更新,小编默认原创文章栏目顶置

(最近更新:10月21日,俄罗斯官方消息:事故初步调查报告出炉)

【本次长期驻留任务图徽】

【上次轨道紧急分离(联盟T-10A是发射台中止发射)还是联盟初始型联盟-18A号飞船】

【人员平安就好!】

介绍:10月11日,国际空间站本将进行新一轮长期驻留人员更换,俄罗斯航天员阿列克谢·奥夫奇宁(第二次执行任务)与美国宇航员尼克·黑格(首次执行任务)准备执行原本非常平常的长期驻留任务。不过:发射过程中火箭出现异常,返回舱紧急分离后依弹道下降,已成功着陆,宇航员平安。这里再次发布文章报道后续相关进展。至此,R7的联盟家族从15年到现在,3年5次失败,其中4次完全发射失败,2次部分失败。毛子的质子方面,都懂得。无论如何,与之前联盟MS-09轨道舱事故一道,俄罗斯方面必须得进行深刻的反思!

 而上一次类似“联盟”号事故的情况发生于1983年。1983年9月27日苏联发射联盟T10A载人飞船时,运载火箭在发射台上爆炸。爆炸前,航天员季托夫和斯特列卡洛夫借助逃逸救生系统死里逃生。在这之前的1975年04月05日,苏联发射载有拉扎列夫和马卡罗夫的联盟-18A飞船,准备与礼炮4号对接。火箭上面级点火不久,却发现本应该分离的芯级却任然与第二级部分连接,飞船在空中翻滚,并偏离预定轨道,飞行时摆动角度超过10°的安全界限,船载陀螺检测到以后自动启动了逃逸程序,之后返回舱与飞船分离,航天员按应急方案返回,在西伯利亚西部山区安全着陆(期间成员组在被救援之前以为降落到中国而烧毁了飞行及驻留任务相关文件)。飞行只进行了22分钟。这是载人航天以来,第一次因火箭飞行不正常而成功地采取的应急救生措施。

但是,这也再次的实践了俄罗斯方面的“保命大法”,对了,巧合的是,三次任务中止都是2人成员组任务。对了,同时想了解下“暴风雪”航天飞机“保命大法”的可以参见:【原创文章】“暴风雪(BURAN)号航天飞机系列【13】

也许有许多爱好者们会提议让美国最新开发的载人“龙”与CST-100飞船“顶替”联盟飞船的班,不过目前猎鹰9Block5还没实现连续多次次成功才能正式载人的发射前提,而波音方面CST-100逃逸发动机出现设计问题,点火测试后出现多次燃料泄漏。保命都有问题,还不如老司机联盟飞船。
所以:联盟号飞船在完成原因彻查前都不会进行下一次载人飞行,(阿联酋航天员计划待定)计划的MS-11任务进入待定状态。而MS-09飞船从空间站返回地球以后,国际空间站在美国商业载人飞船投入使用之前,可能有数个月要保持无人飞行状态。事故具体原因待后续详细调查报告公布后进行更新。

更多事故原因分析请参见我网原创文章

【原创文章】空巢的国际空间站——此次联盟事故的细节和影响

“联盟”号飞船事故原因已基本确定 下批成员将于明春飞往国际空间站

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【原创翻译】我对商业航天的一些思考(一)

主页君说

近几年的航天界几乎是“无商业不航天”,但对于商业航天究竟是什么?怎么样才能让商业航天走得远,却是众说纷纭,今天我们就用国外业内人士的一篇长文,来探讨下这个问题。本文作者:乔治•索尔斯(George Sowers),曾任美国联合发射联盟(ULA)发射服务部副总裁,2017年退休后创办了索尔斯航天咨询公司,本文由放假的FP翻译全文。

本文将会由如下几个部分构成,我对商业航天的一些观察思考,对商业航天有趣历史的一些分析解读,和如何突破引力的束缚并迎来商业航天最终的大发展。

我是一位和你们一样的航天迷,痴迷于阿波罗登月的壮举,但同时,对商业航天也有着至深的感情。我想,这些应该是来自我内心的信仰,我的自由主义,资本主义经济哲学和引领着人类探索太空的权力哲学。是的,为了人类探索太空的征程能够可持续发展,我们必须激发出自由市场的力量,这就需要商业航天

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猎鹰9和重型猎鹰进化史——FH收下新订单

【10月17日】
重型猎鹰的已知发射清单:
SpaceX’s Falcon Heavy manifest:
– Arabsat 6A (不早于2019)
– STP-2 (不早于2019)
– AFSPC-52 (不早于2020年9月)
– Ovzon (不早于2020年4季度)

Pending confirmed payloads:
– Viasat
– Inmarsat
【10月7日】
范登堡新着陆场落成,这是继卡纳维拉尔角LZ-1和LZ-2之后的第三座着陆场,即将首次执行西海岸首次陆地回收任务
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【原创文章】“偷走”苏联空间站?—电影《太空救援》背后的惊天阴谋和历史真相

“偷走”苏联空间站?—电影《太空救援》背后的惊天阴谋和历史真相

前言

1985年3月10日,“挑战者”号航天飞机准备在肯尼迪航天中心执行一个大胆的任务:与失去控制的苏联“礼炮7号”空间站强行对接并捕获,将其收到航天飞机的货舱中后再返回地球,以此窃取苏联的航天技术和数据。1982年发射的“礼炮7号”空间站原计划在1985年3月进行一次宇航员长时间停留,但2月11日莫斯科郊外的任务管制中心突然与空间站失去了联系,这便给了美国人插手的机会……本文作者Saturn V,原载公众号“军武次位面”,转载已获授权。

“偷走”苏联空间站?—电影《太空救援》背后的惊天阴谋和历史真相

“礼炮7号”空间站

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【原创文章】火箭回收的那点事儿

前言

自从SpaceX成功回收火箭后,各种回收方案也都开始竞相登场——其实有些方案早就开始研究了,只是没有像SpaceX公司那样真正付诸于实用,或吸引到足够的关注。而所有方案目前都不可避免地面临一个问题:与垂直回收相比,优缺点在哪里? 越是大牌的公司,如ULA等,越是难以让他们承认SpaceX的方案更胜一筹,他们有自己的SMART方案。到目前为止,已经很难搞清各国一共有多少种回收方案,也分不清哪些仅仅是宣传,哪些是被认真对待的。今天就让作者带我们全面的了解一下目前世界上对运载火箭回收主要有哪些方法和尝试,优缺点又如何。本文原载公众号“微言航天”(微信号Vc-Space),为三期连载,已合并为一期,原作者为新流浪猫,转载已获授权。

1

SpaceX的垂直回收 

SpaceX目前是回收界的明星,毕竟该公司已经连续取得了陆地和海上回收的成功,并且回收的火箭还实现了复飞,并且采用垂直着陆这种不同寻常的方式,展现了该公司的技术实力。

SpaceX的回收方案已被多次报道,这里回顾一下它的五个过程:

  1. 点火起飞段;

  2. 上升段主动飞行段,飞行约180s,达到50英里高度,一级关机,一二级火箭飞行。

  3. 惯性飞行及姿态调整段,一级在发动机关机后继续飞行,在将至飞行最高点时通过姿控系统调整姿态,使其尾部朝向地球,进入返回状态。

  4. 再入飞行段,即将进入稠密大气时,一级发动机点火减速,降低气动加热的影响。

  5. 软着陆段,栅格翼打开进行姿态调整,发动机点火并节流,实现软着陆。

在这种返回模式中,需要消耗推进剂,并造成运载能力的损失;返回控制中还需要在一级增加控制和着陆设备,增加了成本;返回后还需要翻新、维修,也可能存在部件的更替,这也要消耗成本。那么,这种方式到底有多少利润呢?有学者根据SpaceX公司提供的数据进行了分析。

火箭回收的那点事儿

图1 猎鹰9的回收方案及成本分析

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【原创文章】火箭爱好者的摄影指南(二)

前言

随着重型猎鹰火箭的静态点火完成,首个正式发射窗口已经瞄准北京时间2月7日凌晨(详见网站),发射参观票也已经鸣锣开售,各路航天摄影爱好者已经摩拳擦掌,准备在这次发射中一展身手。但火箭不同于一般拍摄,拍摄环境特别,设备要求严苛,机会稍纵即逝。所以要想拍摄一张完美的火箭发射照片的确是一门技术活!本文原作者Tim Dodd,国外网红火箭摄影师兼航天科普视频UP主,放假的FP翻译全文并选择配乐。

上期链接:火箭爱好者的摄影指南(一)

在上一期,我已经介绍了用近距离触发相机来拍摄火箭照片的一些方法。当然也很有可能,你正好是陪家人到迪士尼乐园游玩时,碰巧遇上了火箭发射,或是一位没有媒体摄影资质的普通火箭爱好者,抑或是一位落魄的媒体人。那么也没有关系,我们这一期,将介绍从公共堤道长焦摄影要点,这些,正是为你们所准备的。

在这里,我不想花过多笔墨去向你们介绍哪里才是肯尼迪航天中心的最佳摄影点,想必你们也都有了自己的答案。如果你是一位媒体同行,那么恭喜你了,你将可以在比普通观众更近的地方去观摩发射,当然也能拍出更美的照片。普通朋友们也不要急,像距离发射台几公里远的Jetty Park,Cocoa Beach,甚至是卡角港口的Exploration Tower,只要花上一点门票钱,都是能拍摄起飞照片的绝佳地点。

那么,从几公里外拍摄火箭起飞,需要怎样一套设备呢。一般而言,这样距离上的拍摄,最重要的东西当然是一支好用的长焦镜头,越长越好。我个人拍摄时会使用一支适马120mm – 300mm F2.8运动镜头套上一支佳能2X增倍镜,这样组合在一起就等效于一支600mm F5.6的超长镜头。对于拍摄火箭起飞,这样已经足够用了。

火箭爱好者的摄影指南(二)

我的设备们,佳能7D MKII 使用适马120mm – 300mm F2.8镜头和佳能2X增倍镜和佳能5D MKIII 使用适马50mm F1.4镜头和佳能EOS M使用佳能135mm F2.0L

那么使用以上设备实际拍出的效果如何呢?

火箭爱好者的摄影指南(二)

猎户座首飞。拍摄于我的佳能5D MKIII 和600mm F5.6镜头(600mm F5.6 1/1000 ISO 200)

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【原创文章】火箭爱好者的摄影指南(一)

前言

随着重型猎鹰火箭的静态点火完成,首个正式发射窗口已经瞄准北京时间2月7日凌晨(详见网站),发射参观票也已经鸣锣开售,各路航天摄影爱好者已经摩拳擦掌,准备在这次发射中一展身手。但火箭不同于一般拍摄,拍摄环境特别,设备要求严苛,机会稍纵即逝。所以要想近距离的拍摄一张完美的火箭发射照片的确是一门技术活!本文原作者Tim Dodd,国外网红火箭摄影师兼航天科普视频UP主,放假的FP翻译全文。

小时候,观看一次壮观的火箭发射曾经是我的一个梦想,只有当你亲临实地,你才能真正感受到火箭轰鸣的引爆。在过去两年里,我踏遍了佛州和加州,共为今日太空飞行(SpaceFlightNow)网站拍摄了5次不同的火箭发射照片。在16年3月,我甚至有幸拍摄了一组我的宇航员Cosplay写真。

火箭爱好者的摄影指南(一)

我的宇航员Cosplay和即将发射的天鹅座飞船

亲爱的读者,猜一猜我当时距离火箭有多远?不足30米。假如火箭在当时起飞的话,我肯定是要一命呜呼了。最恐怖的是,我想,在那瞬间,杀死我不是发射时的热量与火焰,而是那撕裂我的强大声波。可怕。

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【原创文章】发射台没被炸平,新的人类最强现役运载火箭诞生!马斯克吹的牛又一次变成了现实!(内附发射视频)

主页菌说

2018年2月7日,经过2个多小时的推迟后,SpaceX公司的重型猎鹰火箭终于首次从肯尼迪航天中心LC-39A发射台发射,火箭目前工作一切正常,虽然火箭芯级回收似乎并不顺利,此外二级还需要5小时的长时间滑行测试,但是人类现役最强运载火箭的宝座已经易主的事实已经无可撼动。公司创始人伊隆·马斯克吹了7年的又一个牛成为了现实!

今天的发射由于高层风的影响,发射时间一推再推,濒临最终发射下沿,就在观众们几乎以为今天发射将要取消的时候,SpaceX重新敲定了发射时间,火箭开始加注推进剂,最终一路向前,顺利发射升空,整个过程相当震撼!废话不说,直接上视频!

其实有这个视频我觉得就够了!

数次推迟,终于成功,过程震撼

 

发射台没被炸平,新的人类最强现役运载火箭诞生!马斯克吹的牛又一次变成了现实!(内附发射视频)

火箭起飞瞬间,2000吨的起飞推力确实不是震撼两个字所能形容的

(感谢这些摄影作者,具体来源详见水印,一并致谢了)

发射台没被炸平,新的人类最强现役运载火箭诞生!马斯克吹的牛又一次变成了现实!(内附发射视频)

火箭起飞后,此时火箭芯级(中间)已经出现节流迹象,火焰相较助推器更弱

发射台没被炸平,新的人类最强现役运载火箭诞生!马斯克吹的牛又一次变成了现实!(内附发射视频)

这张图中的芯级节流非常明显

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【授权转载】浅谈运载火箭停机能力(动力冗余)与交叉输送技术

作者说

运载火箭最重要的指标是什么?是起飞重量?是运载能力?是运载效率?都不是!他们都是1后面的0,而这个1就是可靠性。没有可靠性,任何能力指标都是无源之水,无本之木。

本文作者: 洞穴之外,原载于公众号“理念世界的影子”,转载已获授权,正文稍有修改。

为提高运载火箭可靠性,冗余技术被大量应用。单机有冗余,如计算机一个不行来两甚至三;单机内部有冗余,如重要电路板来双份、连接导线一根不行来两根。对于重量不大的,尤其是电气类单机,冗余已经成为标配。但对于火箭中失效概率最高的发动机,冗余一直是一个难题,它太大、太重、太贵了,冗余起来太不划算了。在航天运载器上,除了少数情况(确实有,就不说了),发动机是不会采用冗余的。

既然不冗余,那我们常听到的“动力冗余”是什么?其实这个词不太确切,只是在中国被叫来叫去叫习惯了,更科学的名称是“停机能力”(Engine-out capability, EOC)

在休泽尔的《液体火箭发动机现代工程设计》中:运载器在其中一台发动机不工作时完成任务的能力(简称为“停机能力”)…停机往往带来某些性能的损失,但这种损失将随着发动机数目的增加而降低停机能力对于完成任务的可靠性有着重要的影响,组合发动机故障概率可以减少一半以上。

很多运载火箭都具备停机能力,如土星五号、航天飞机、N-1火箭等,“全民航天科普小能手”的猎鹰9自然更不在话下。

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