用户:SuAiLUVu/可重复使用发射系统
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可重复使用发射系统是一种可使部分或全部的火箭在发射后返回大气层并安全着陆以待下次重复使用的发射系统，迄今为止，已经飞行了几种完全可重复使用的亚轨道系统和部分可重复使用的轨道系统。
到达轨道的第一个可重复使用的运载火箭是航天飞机，但它无法实现将发射成本降低到低于消耗性发射系统的目标。SpaceX首席执行官伊隆·马斯克表示，如果能够做到像飞机一样可重复使用的火箭，那么进入太空的成本将减少多达100倍。[1]
在21世纪，随着可重复使用的发射系统的兴起，商业上的兴趣日益浓厚，出现了几种有源发射器。SpaceX的猎鹰九号具有可重复使用的第一级和太空舱（用于Dragon飞行）和可消耗的第二级，太空飞船公司（The Spaceship CompanySpaceship Company）拥有可重复使用的亚轨道太空飞机（spaceplanes），蓝色起源的亚轨道新雪帕德火箭具有可回收的第一级和乘员舱。
载具配置
[编辑]单级入轨（SSTO）方法尚未被证明是可行的，而几种可部分重用的两级入轨飞行器正在运行或处于发展的高级阶段。
如果将飞机视为运载工具的第一阶段，则可以认为从飞机发射的消耗性火箭弹可部分重用。 这种配置的一个例子是诺斯罗普·格鲁曼公司的飞马。
历史
[编辑]随着20世纪上半叶发明火箭推进技术，太空旅行成为一种技术可能性。
单级可重复使用的太空飞机的早期想法被证明是不现实的，尽管即使第一批实用火箭运载工具（V-2）也可以到达太空边缘，但可重复使用的技术却过于沉重。 另外，许多早期的火箭被开发来运送武器，通过设计不可能重复使用。 通过在垂直发射多级火箭中使用多个消耗级来解决质量效率问题。 可重复使用的第一个阶段直到1981年美国航天飞机问世才出现。
现代可重复使用的轨道飞行器包括X-37和Dream Chaser。
20世纪
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美国航空航天局（NASA）在1960年代后期开始了航天飞机的设计过程，其愿景是在1970年代使用乘员反激式助推器制造完全可重复使用的航天飞机。 这种设计被证明过于昂贵且无法及时开发，因此该设计被缩减为使用可重复使用的固体火箭助推器和消耗性的外槽。[2][3]实践证明，航天飞机在其整个生命周期（1981年至2011年）中要比消耗性的发射系统昂贵得多。
1986年，罗纳德·里根总统（Ronald Reagan）呼吁使用喷气式超燃冲压发动机国家航空飞机（NASP）/ X-30。 该项目由于严重的技术问题而失败，并于1993年被取消。[4]
在1990年代，麦克唐纳·道格拉斯（McDonnell Douglas）Delta Clipper VTOL SSTO提议进入了测试阶段。 DC-X原型展示了快速的周转时间和自动计算机控制功能。
在1990年中期，英国的研究将早期的HOTOL设计演变为前景更为广阔的Skylon设计，该设计仍在开发中。
从商业角度来说，Rocketplane Kistler和Rotary Rocket试图在破产之前制造可重复使用的私人开发火箭。
美国宇航局提出了危险的可重用概念，以取代航天飞机技术，这将在X-33和X-34计划中得到证明，由于成本上升和技术问题，它们在2000年代初均被取消。
21世纪
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Ansari X Prize竞赛旨在开发私人亚轨道可重复使用车辆。 许多私营公司与获胜者Scaled Composites竞争，在两周的时间内凭借其可重复使用的SpaceShipOne两次到达了Kármán线。
2012年，SpaceX开始使用实验车辆进行飞行测试计划。 这些后来导致开发了Falcon 9可重复使用的火箭发射器。[5]
2015年11月23日，新谢泼德火箭成为第一架通过卡尔曼线（100 km或62 mi）进入太空的垂直起飞/着陆（VTOL）亚轨道火箭，达到329,839英尺（100,535 m），然后返回 降落伞降落。[6][7] 在协助将11颗Orbcomm OG-2商业卫星送入低地球轨道之后，SpaceX于2015年12月21日实现了可重复使用轨道火箭级的第一次垂直软着陆。[8]
猎鹰9号第二次飞行是在2017年3月30日进行的。[9]现在，SpaceX通常会恢复并重新使用其第一阶段，同时也打算重新使用整流罩。[10]
截至2019年8月，唯一可操作的可重复使用的轨道级发射系统是Falcon 9和Falcon Heavy。 SpaceX还正在开发可完全重用的Starship发射系统。[11]
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可重复使用发射系统列表
[编辑]| 公司 | 载具 | 国家 | 轨道类型 | 状态 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 蓝色起源 | 新雪帕德火箭 | 美国 | 亚轨道 | 原型机 | |
| ISRO | RLV-TD | 印度 | 亚轨道 | 计划中 | 飞行测试成功[12] |
| 维珍银河 | 太空船2号 | 美国 | 亚轨道 | 原型机 | |
| SpaceX | 猎鹰九号 | 美国 | 轨道 | 运行中 | 第一级推进器和整流罩可重复使用 |
| SpaceX | 猎鹰重型 | 美国 | 轨道 | 运行中 | 中心与侧面推进器和整流罩可重复使用。 |
参考资料
[编辑]- ^ Reusability. [November 20, 2019].
- ^ NASA-CR-195281, "Utilization of the external tanks of the space transportation system"
- ^ STS External Tank Station. Ntrs.nasa.gov. [7 January 2015]. （原始内容存档于7 April 2015）.
- ^ Copper Canyon. www.astronautix.com. [2018-06-08].
- ^
Lindsey, Clark. SpaceX moving quickly towards fly-back first stage
. NewSpace Watch. 2013-03-28 [2013-03-29].
- ^ Blue Origin Makes Historic Reusable Rocket Landing in Epic Test Flight. Calla Cofield (Space.Com). 2015-11-24 [2015-11-25].
- ^ Berger, Eric. Jeff Bezos and Elon Musk spar over gravity of Blue Origin rocket landing. Ars Technica. [25 November 2015].
- ^ SpaceX on Twitter. Twitter.
- ^ SpaceX successfuly launches first recycled rocket – video. Reuters (The Guardian). 31 March 2017.
- ^ https://www.space.com/spacex-reuse-payload-fairing-starlink-launch.html
- ^ Elon Musk. Becoming a Multiplanet Species (video). 68th annual meeting of the International Astronautical Congress in Adelaide, Australia: SpaceX. 29 September 2017 [2017-12-31] –通过YouTube.
- ^ India’s Reusable Launch Vehicle-Technology Demonstrator (RLV-TD), Successfully Flight Tested - ISRO. www.isro.gov.in. [2018-09-24] （英语）.
