自從(cong) 人類掌握了將物體(ti) 送出地球的能力之後,便踏上了為(wei) 地球“減負”之路,各種航天器被接二連三地送上了天,它們(men) 之中有些已經奔著太陽係外而去,而有些則始終徘徊於(yu) 地球的周邊。
據不完全統計,目前在地球軌道運行的各種用途的人造衛星已經達到了上千顆之多。要將如此眾(zhong) 多的航天器送出地球,沒有火箭的幫助是絕對不行的,而化學動力火箭的運載能力實在不算很高,以長征5號為(wei) 例,它的起飛重量超過了859噸,而近地軌道運載能力不過25噸,當火箭把航天器送出地球之後,它的使命便也就此終結了。在很長時間以來,火箭都是個(ge) 一次性物品,這不禁讓人感覺有些浪費,於(yu) 是人們(men) 便開始設想,是否能夠將火箭安全回收呢?敢想,還要敢做,spaceX的獵鷹9號火箭成功回收讓人類回收火箭的夢想變為(wei) 了現實。

spaceX成功將獵鷹9號火箭回收,這是不是蒙的呢?當然不是,因為(wei) 蒙也蒙不了這麽(me) 準,要知道獵鷹9號火箭可是精準降落在了10米範圍之內(nei) 。
要讓一枚升空至大氣層邊緣的火箭返回並精準降落在預定的著陸點上,沒有黑科技的加持肯定是做不到的,而說到火箭上的黑科技,首先要說的就是發動機,而要說發動機,就要先從(cong) 飛機開始。飛機依靠什麽(me) 變換方向呢?飛機的俯仰依靠的是機尾的升降舵,而偏航則依靠機尾的方向舵,而飛機的滾轉則由副翼來進行控製,為(wei) 什麽(me) 這麽(me) 麻煩呢?因為(wei) 普通的航空發動機所提供的推力方向是固定的,要麽(me) 和飛機的縱向中心重合,要麽(me) 就呈現出一定的夾角,總之它的方向是不能改變的,而這對於(yu) 需要精細控製的戰鬥機而言,顯然不太合適,於(yu) 是就有了推力矢量發動機。

推力矢量發動機可以通過改變噴流方向來對飛機進行飛行控製,它既可以作為(wei) 常規飛行控製的補充,也可以徹底取代傳(chuan) 統的飛行控製方式,而獵鷹9號火箭就安裝了這種推力矢量發動機。
有了推力矢量發動機,獵鷹9號的機動性實現了飛躍。不過隻依靠推力矢量發動機就想安全回收火箭,這是不可能的,為(wei) 了提高火箭的精細控製能力,在獵鷹9號火箭第一級頂部安裝了8台冷氣推進器。如果你喜歡看航天題材的科幻電影,那麽(me) 你一定知道宇航員在太空中是如何利用氣體(ti) 噴射來調整姿態和進行移動的,這裏的冷氣推進器就是這樣一種東(dong) 西,依靠它,獵鷹9號可以對姿態進行精細調整,完美實現轉身掉頭。掉頭之後的火箭會(hui) 重新進入大氣層,此時新的挑戰又來了。

火箭回收可是要再利用的,如果任憑它在大氣層中摩擦,那肯定會(hui) 不成樣子,然而摩擦是不可避免的,所以要降低摩擦就必須要降低速度,而要降低速度,依靠8台冷氣推進器可不行,因為(wei) 這裏並不是近乎真空的宇宙,在這裏減速,需要強大的發動機。
於(yu) 是獵鷹9號上安裝了3台可以重複啟動的主發動機,有效降低了火箭下落的速度,使它能夠安全地回到地麵。有了這些裝備,基本就可以保證獵鷹9號的成功回收了,不過隻有這些裝備還做不到精確回收,在獵鷹9號前期的實驗過程中,最初設定的著陸範圍可是有10公裏之遙,那麽(me) 之後又是如何從(cong) 10公裏縮小到10米之內(nei) 的呢?這就不得不說獵鷹9號上裝備的慣性導航和全球定位係統了。

慣性導航係統的作用是通過傳(chuan) 感器來實時收集火箭的方向、速度等一應信息,而全球定位係統負責收集火箭的地理定位信息,之後這些信息會(hui) 被傳(chuan) 輸到電腦之中,和預定的路線進行對比,如果存在偏差就會(hui) 立即做出調整,這就是獵鷹9號能夠實現精準著落的保障。
不過隻是精準著陸還不夠,還需要安全,要讓一個(ge) 細長的火箭安穩地立在海麵回收平台上,這不是一件容易的事,在前期試驗過程中可就倒了好幾回,釀成了火光衝(chong) 天的慘況。所以為(wei) 了能夠讓獵鷹9號立住,spaceX為(wei) 它安裝了由碳纖維和鋁製成的支撐腳,展開之後跨度可以達到18米,如此才終於(yu) 使獵鷹9號站穩了腳跟。獵鷹9號的精準回收是眾(zhong) 多黑科技共同加持的結果,但獵鷹9號的回收之路卻並不順利,從(cong) 最初研究到最終成功回收,總共曆時4年半的時間,期間不知道炸了多少回,所以隻有黑科技是不夠的,要讓科學變為(wei) 科技產(chan) 品,需要大量的實驗和經驗積累才能夠做得到。
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