可重複使用發射系統
(英語:
reusable launch system
)是指能?部分或全部回收火箭部件,?重複使用的發射系統。到目前?止,各國已飛行了幾種可完全重用的
次軌道飛行
系統和可部分重用的軌道飛行系統。
第一個可重用軌道飛行載具是
太空梭
,但?無法實現「將發射成本降低至低於
一次性運載系統
」的目標。
SpaceX
首席執行官
伊隆·馬斯克
表示,如果能?做到像飛機般可重複使用的火箭,那?進入太空的成本將減少至百分之一以下。
[1]
在21世紀,市場對於可重複使用發射系統的興趣日益濃厚,使數種擁有此技術的太空飛行載具誕生。SpaceX具有可重用第一級推進器、可回收
太空艙
(
天龍號太空船
)和一次性第二級推進器的
獵鷹九號
,太空飛船公司(The Spaceship Company)可重複使用的次軌道
太空船2號
,和
藍色起源
(Blue Origin)具有可回收第一級推進器和太空艙的次軌道
新雪?德火箭
。
載具配置
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現時?未能證明
單級入軌
(SSTO)的方法是可行的,而幾種可部分重用的
兩級入軌
飛行器正在使用中或已經達到最後發展階段。
如果將飛機視?發射載具中的第一階段,則可以將從飛機發射的消耗性火箭彈歸類爲可部分重用。使用這種配置的其中一個例子是軌道科學公司的
飛馬座運載火箭
。
降落
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發射部件/降落燃料重用
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歷史
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隨著20世紀上半葉發明火箭推進技術,太空旅行成?一種技術可能性。
單級可重複使用的太空飛機的早期想法被證明是不現實的,?管?使第一批實用火箭運載工具(V-2)也可以到達太空邊緣,但可重複使用的技術?過於?重。?外,作???核??等武器的?具,許多早期的火箭不可能被???可回收火箭。
多級火箭
解?了早期火箭
質量效率
不足的問題。1981年,美國
航天飛機
問世,?是第一個階段的可重複使用航天器。
現代可重複使用的軌道飛行器包括X-37和Dream Chaser。
20世紀
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美國航空航天局(NASA)在1960年代後期開始了航天飛機的設計過程,其願景是在1970年代使用乘員反激式助推器製造完全可重複使用的航天飛機。 這種設計被證明過於?貴且無法及時開發,因此該設計被縮減?使用可重複使用的固體火箭助推器和消耗性的外槽。
[2]
[3]
實踐證明,航天飛機在其整個生命週期(1981年至2011年)中要比消耗性的發射系統?貴得多。
1986年,羅納德·裡根總統(Ronald Reagan)呼?使用噴氣式超燃沖壓發動機國家航空飛機(NASP)/ X-30。 該項目由於嚴重的技術問題而失敗,?於1993年被取消。
[4]
在1990年代,麥克唐納·道格拉斯(McDonnell Douglas)Delta Clipper VTOL SSTO提議進入了測試階段。 DC-X原型展示了快速的周轉時間和自動計算機控制功能。
在1990年中期,英國的?究將早期的HOTOL設計演變?前景更?廣闊的Skylon設計,該設計仍在開發中。
從商業角度來說,Rocketplane Kistler和Rotary Rocket試圖在破?之前製造可重複使用的私人開發火箭。
美國宇航局提出了危險的可重用?念,以取代航天飛機技術,這將在X-33和X-34計劃中得到證明,由於成本上升和技術問題,?們在2000年代初均被取消。
21世紀
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Ansari X Prize競賽旨在開發私人亞軌道可重複使用載具。 許多私營公司與獲勝者Scaled Composites競爭,在兩週的時間內憑藉其可重複使用的
太空船1?
(SpaceShipOne)兩次到達了
???
(Karman line) 。
2012年,SpaceX開始使用實驗載具進行飛行測試計劃。 這些後來導致開發了Falcon 9可重複使用的火箭發射器。
[5]
2015年11月23日,
新雪?德火箭
成?第一架通過?爾曼線(Karman line)(100 km或62 mi)進入太空的垂直起飛/著陸(VTOL)亞軌道火箭,達到329,839英尺(100,535 m),然後返回?使用降落傘降落。
[6]
[7]
在協助將11顆Orbcomm OG-2商業衛星送入低地球軌道之後,SpaceX於2015年12月21日實現了可重複使用軌道火箭級的第一次垂直軟著陸。
[8]
獵鷹9號第二次飛行是在2017年3月30日進行的。
[9]
現在,SpaceX通常會恢復?重新使用其第一階段,同時也打算重新使用整流?。
[10]
截至2020年5月,唯一可操作的可重複使用的軌道級發射系統是
獵鷹9號運載火箭
和
獵鷹重型運載火箭
。 SpaceX還正在開發可完全重用的
星艦
,於2023年4月20日進行了首次軌道飛行測試
[11]
可重複使用發射系統列表
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參考資料
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