伊隆·马斯克(Elon Musk)有多现实’计划在一天内两次排三试机号排列三今天试机号相同的Falcon 9?

Falcon 9 Block 5于2018年5月在Bangabandhu-1任务期间首次排三试机号排列三今天试机号(来源:SpaceX)

在SpaceX于2017年3月首次重用Falcon 9助推器之后, 伊隆·马斯克(Elon Musk)说 该SpaceX将展示在降落后24小时内重新使用单个助推器的过程。他说,这种情况可能会在2017年底或最晚在2018年发生,但事实证明,这是他许多臭名昭著的过于乐观的说法中的另一种。它’两年后,SpaceX仍在展示这种功能。因此,我考虑了这种极为快速的Falcon 9助推器重用将会如何,它可能看起来像什么,目前正在阻止它的发生。

Falcon 9的Block 5版本旨在实现这种快速可重用性,最终于2018年5月和Elon Musk首次飞行 调整了他的估计 并表示在24小时内重新使用Falcon 9的演示将在2019年的某个时候进行。这是另一个过于乐观的估计,还是今年有可能实现这种目标?让’我们仔细看看会带来什么。

当前记录 Falcon 9助推器的重用时间为71天(在TESS和CRS-15之间)。有趣的是,它是在2018年用旧版Block 4的增强器完成的,而后者并未针对可重用性进行优化。 5区已经飞行了一年多,但仍然是避风港’打破了纪录。但是,它将在即将进行的STP-2任务中完成,该任务将启动 猎鹰重型 在最近的Arabsat 6A任务中使用了两个重用的侧面助推器。但是即使启动没有’为了避免延误,两次猎鹰重型任务之间的时间将为74天,这将是第5区块的新记录,但旧的第4区块的记录将保持不变。这是否意味着SpaceX至少需要两个月的时间才能准备好火箭助推器以进行另一次排三试机号排列三今天试机号,即使采用了更为先进的Block 5,其设计也可以在无需任何维护的情况下进行多次回流?

不幸的是,我们不确切知道排三试机号排列三今天试机号之间检查和翻新助推器的过程以及它实际需要多少工时。但是,埃隆·马斯克(Elon Musk)在某一时刻提到,Block 4助推器两次飞行之间的翻新时间可能是 短短7或10天 “if pushed”而且Block 5的设计使其翻新速度快了10倍。最终,SpaceX希望达到一次排三试机号排列三今天试机号之间仅需基本检查的地步,那为什么还要花这么长时间呢?

如果有必要,SpaceX可能已经可以将为另一次排三试机号排列三今天试机号准备助推器的过程缩短到几个小时,但目前尚无建议’是这样。可以说通常没有’由于其他因素会影响排三试机号排列三今天试机号准备工作,因此无需急于进行增压器翻新。这意味着即使是快速翻新的火箭也只会在机库中呆了好几个星期,因为要进行下一次排三试机号排列三今天试机号,需要准备新的上层平台和新的整流罩,还需要准备排三试机号排列三今天试机号台进行其他发布等等。而且,这一切都取决于客户’的有效负载实际上也已经准备好了。

LC-39A在HIF中回收了四架Falcon 9助推器(来源:SpaceX)

但是,最近的RADARSAT任务是一种反驳–据报道,有效载荷 2018年9月准备就绪 计划于2019年2月使用CRS-16的B1050.2助推器进行排三试机号排列三今天试机号。但是降落时出现故障,助推器降落在海中而不是降落在1号登陆区。因此,使用过的DM-1的B1051.2助推器被分配给了RADARSAT任务,并且DM-1成功地排三试机号排列三今天试机号并着陆了行进。可以肯定地假设,到那时,雷达卫星的所有任务都应该已经准备就绪,唯一要做的就是在首次执行任务后对助推器进行翻新。那么为什么雷达卫星在DM-1之后的三个月内排三试机号排列三今天试机号呢?

是因为翻新过程花了这么长时间,还是因为其他原因而推迟了发布?大约在那个时候,SpaceX正在准备Falcon Heavy和其他排三试机号排列三今天试机号,包括第一个Starlink任务,因此’公司可能只是没有’足够的带宽以便尽快启动RADARSAT。否则在RADARSAT任务准备过程中可能会出现其他一些问题,而我们只是没有’没听说。例如,上层舞台或整流罩的生产可能会有所延迟,或者加拿大卫星可能会出现问题。如果类似的事情引起了延误,SpaceX将没有理由匆忙进行助推器的翻新和运输。不幸的是,信息很少,所以’关于两次排三试机号排列三今天试机号的B1051之间为何有3个月长的间隔,很难得出清晰的结论。但是,从外部看时,在这种情况下确实好像是SpaceX’尽管SpaceX大概有动力尽快进行翻新,但由于RADARSAT任务到那时已经滑了几个月,所以它几乎能够尽可能快地翻新5号推进器。换句话说,对于SpaceX来说,这似乎是一个绝佳的机会来展示它可以多快地翻新助推器。但是由于某种原因,它没有’t happen.

在RADARSAT排三试机号排列三今天试机号之前在排三试机号排列三今天试机号台上重复使用猎鹰9号(图片来源:SpaceX)

太空X目前的排三试机号排列三今天试机号频率比去年少一些,因为该公司现在通常需要等待客户’有效载荷准备就绪。直到最近,这是另一回事– SpaceX积压的客户不耐烦地等待轮到他们。主要原因是CRS-7和Amos-6事故造成的延误,导致Falcon 9火箭总共停飞了大约一年,而SpaceX从那时起一直在追赶。但是,此积压工作现在终于完成了,因此虽然SpaceX可能比现在更多地启动,但是大多数已显示的有效载荷都是’还没准备好因此,SpaceX开始部署真是太好了 星联,因为要使该项目成功,该公司需要尽可能快地排三试机号排列三今天试机号尽可能多的此类卫星。这意味着SpaceX将需要充分利用其工具和功能’已经准备好多年了:

  • 佛罗里达州有两个现代化的排三试机号排列三今天试机号台,每个排三试机号排列三今天试机号台都能支持高排三试机号排列三今天试机号节奏(排三试机号排列三今天试机号之间的排三试机号排列三今天试机号台维护仅需几天时间)
  • Falcon 9和Falcon Heavy火箭的Block 5版本在设计时考虑了快速重用性
  • 可重复使用的整流罩 这样就可以增加排三试机号排列三今天试机号节奏,而无需增加整流罩的产量。但是,我’我推测整流罩是从海洋中回收的 只能在Starlink任务中重用 直到树女士(以前的史蒂文先生)设法在船上捕捉到整流罩。
  • 自主飞行终端系统(AFTS)大大减少了猎鹰排三试机号排列三今天试机号所需的靶场人员数量,并允许该靶场支持更高的排三试机号排列三今天试机号节奏。东部山脉现在可以处理 24小时内两次排三试机号排列三今天试机号.

折叠着陆脚的CRS-17助力器(来源:Ken Kremer)

所以让’例如,SpaceX决定证明自己有能力在一天内执行同一枚火箭的两次排三试机号排列三今天试机号。是什么阻止了这种情况的发生,在实践中会是什么样子?首先,让’s look at 发生了什么 在猎鹰9助推器着陆后,可以再次排三试机号排列三今天试机号:

  • 联邦航空局  and  联邦通信委员会 需要授予两个任务的许可证。 FAA许可证通常是长期的,适用于多次排三试机号排列三今天试机号,但FCC每次排三试机号排列三今天试机号都需要一个新的许可证请求。此过程可能需要几个星期。但是所有这些都可以提前完成,因此这不应该成为问题。
  • 首次启动必须成功。
  • 助推器需要成功降落。但是,只有降落在陆上才能进行24小时的重用演示,因为助推器在海上无人机降落时通常需要几天才能返回港口。
  • 降落后,助推器需要安全–剩余的氧气被倾倒,剩余的燃料必须被排出,有时还需要燃烧掉剩余的发火化合物TEA-TEB,等等。
  • 一队技术人员必须将起落架向上折叠,然后使用起重机将助推器放到运输机上。
  • 然后可能必须将助推器带到不同于第一次排三试机号排列三今天试机号的排三试机号排列三今天试机号台。原因是排三试机号排列三今天试机号会轻微损坏护垫,因此每​​次排三试机号排列三今天试机号后需要几天的时间进行检查和小修。第一个任务可以从LC-39A排三试机号排列三今天试机号,第二个任务可以从SLC-40排三试机号排列三今天试机号(反之亦然)。排三试机号排列三今天试机号台相距只有几公里。
  • 然后需要在机库中检查增压器,并且可能需要修理或更换某些组件。
  • 然后,需要将助推器放在运输机/架上,并与火箭的其余部分集成(新的上层级和装在整流罩中的有效载荷–这两个东西必须事先准备)。
  • 火箭现已完成,需要将其推出地面并竖起至垂直位置。
  • 此时,通常会发生静电射击,但是由于该过程至少需要一天,因此’在这种情况下,是时候这样做了,必须跳过它。 最近,我’ve speculated 在Starlink启动之前,SpaceX可能很快会停止做静态射击,所以我认为’在可能性范围内。
  • 火箭垂直后,需要将其连接到地面支持设备,该设备提供电力,燃料线,数据连接等。
  • 然后出于安全原因,空军需要清理排三试机号排列三今天试机号台和周围区域。
  • 然后,倒数计时需要顺利进行,而计算机不会检测到任何问题,只有这样火箭才能第二次排三试机号排列三今天试机号(天气允许)。

这是一个简化的列表,但是您可以看到’如果采取许多步骤,并且其中任何一个步骤都存在延迟,那么基本上将无法实现24小时重用 ’甚至是最有可能的)。最重要的是,其中一些步骤历来都是SpaceX独自花费几天的时间。例如,在到达无人机后,处理回收的助推器, 通常需要几天。但是,该过程似乎正在加快,在最近的Starlink-1任务期间,仅花费了大约24小时(从无人机到达到将助推器降到运输机上)。在那种特殊情况下,实际上已经去除了腿,这比仅折叠腿要花费更多的时间,因此肯定还有空间可以进一步缩短整个过程。火箭排三试机号排列三今天试机号,垂直移动并准备倒计时和加油也需要几个小时。首次排三试机号排列三今天试机号后的助推器翻新也必须绝对最少,否则会花费太多时间。

由于这些原因,我个人认为在可预见的将来24小时内重新使用增强器是不现实的,但是如果运气好的话,几天之内可以实现重复使用。那么,今年实际上会有这样的示威机会吗?

这样的快速重用将需要非常具体的任务组合。第一个任务将需要在陆地上降落而不是海上无人机。这不包括机组人员乘船的任务, GTO 排三试机号排列三今天试机号以及所有Starlink任务,仅仅是因为在所有这些情况下,助推器都必须降落在无人机上。我们也可以排除加利福尼亚范登堡空军基地的排三试机号排列三今天试机号,因为 在接下来的一两年中只有少量的排三试机号排列三今天试机号。此外,范登堡号的排三试机号排列三今天试机号台并未针对高排三试机号排列三今天试机号节奏进行优化,排三试机号排列三今天试机号之间似乎需要数周的维护。我们也可以排除 猎鹰重型 because it doesn’排三试机号排列三今天试机号的频率通常足以满足我们的需求(加上翻新三台助推器比翻新一台Falcon 9会更耗时)。

在CRS-12任务期间降落在LZ-1上的猎鹰9助推器(来源:SpaceX)

因此,出于24小时重用演示的目的,只有载有“货龙”的CRS任务才符合要求,因为它们每隔几个月从佛罗里达排三试机号排列三今天试机号一次,而助推器通常会降落在陆地上。第二个任务将在第一个任务之后的第二天使用相同的助推器排三试机号排列三今天试机号,也需要符合某些条件。对于风险承受能力高于平均水平的客户而言,这将是一个使命,因为此演示将需要排三试机号排列三今天试机号几乎不进行翻新且不进行静火的助推器。这两个条件基本上排除了所有商业和政府任务,仅保留了Starlink任务。对于这些人来说,SpaceX是客户,因此它有能力跳过静态火力并冒险排三试机号排列三今天试机号仅经过基本检查的火箭。

CRS-18目前定于7月,CRS-19定于12月,CRS-20定于2020年3月。目前,这似乎是另一个Starlink任务 可能计划在九月,因此可以排除CRS-18,但另外两个CRS任务可能是不错的选择。 SpaceX只需要安排许多即将在Starlink排三试机号排列三今天试机号中的一个与CRS-19或CRS-20大致相同的日期(但使用不同的排三试机号排列三今天试机号台),那么基本上没有什么可以阻止该公司尝试这种排三试机号排列三今天试机号快速的助推器重用。

不幸的是,除了埃隆·马斯克(Elon Musk)’在长达一年的声明中,目前没有任何迹象表明SpaceX在可预见的将来计划进行这种演示。就是说,我个人认为24小时重用是不必要的极端情况,即使SpaceX在一两周内展示增强的重用,它仍然是不可思议的,并且对于实际目的而言已经足够了。在这一点上,这种快速可重用性似乎是不必要的,但是它’即将到来的东西 星际飞船 飞行器,所以SpaceX可能现在也可以在上面工作。希望我们’很快就会从他们那里看到这种能力。

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Martin

杰出的!感谢您的文章-

Eitan

由于Falcon 9 / heavy使用煤油,因此每次飞行都需要翻新Merlin发动机。
燃烧产生的大量沉积物残留物通常会导致更多的拆卸和检修,
在煤油系统上产生运营和人工费用。
这种类型的火箭需要很多时间才能重新运行。