馬斯克又整幺蛾子：做個(gè)大氣球，把火箭收回來(lái)？

　　馬斯克又整幺蛾子：做個(gè)大氣球，把火箭收回來(lái)？還記得重型獵鷹首飛時(shí)，兩枚助推火箭并肩著陸的場(chǎng)景嗎？這幅畫面不知讓多少人驚呼，科幻已經(jīng)走進(jìn)了現(xiàn)實(shí)。就在幾年之前，當(dāng)伊隆·馬斯克首次提出要回收火箭重復(fù)使用時(shí)，幾乎沒(méi)人相信他能做到這一點(diǎn)。但現(xiàn)在，馬斯克又有了新的想法，這次他要嘗試回收火箭的上面級(jí)。4月15日，他賣著關(guān)子透露了這樣的消息：“這聽(tīng)起來(lái)會(huì)很瘋狂，但…… SpaceX將嘗試用一個(gè)巨型派對(duì)氣球，把處于軌道速度的火箭上面級(jí)帶回來(lái)?！?/p>

　　這是SpaceX首次暗示，他們可能要嘗試回收上面級(jí)。

　　不過(guò)對(duì)于馬斯克的這次創(chuàng)意，大家似乎認(rèn)真了許多：畢竟，一級(jí)火箭的回收和重復(fù)利用，如今已經(jīng)成為了SpaceX發(fā)射任務(wù)的一種常態(tài)。

　　火箭上面級(jí)：通常指火箭的第二級(jí)或第三極，是多級(jí)火箭的第一級(jí)以上的部分。

　　回收火箭，關(guān)鍵得減速

　　網(wǎng)友們紛紛提問(wèn)，SpaceX到底會(huì)怎么做？他提到的“巨型派對(duì)氣球”又會(huì)是什么？馬斯克還沒(méi)有回應(yīng)，但他的一位粉絲有話要說(shuō)。

　　美國(guó)馬里蘭大學(xué)工程學(xué)院的學(xué)生奎因·庫(kù)佩克（Quinn Kupec）在推特中評(píng)論道：“如果你說(shuō)的和我想的一樣，這是一個(gè)超低彈道進(jìn)入系數(shù)減速器的話，你應(yīng)該來(lái)馬里蘭大學(xué)看看。我們一直在做這方面的研究，剛剛結(jié)束了一些測(cè)試?！?/p>

　　彈道系數(shù)：用來(lái)衡量航天器在飛行過(guò)程中克服空氣阻力的能力的方法。彈道系數(shù)較高，意味著重返大氣層的航天器減速較慢，到達(dá)地面時(shí)速度依然較快。

　　一個(gè)超低彈道進(jìn)入系數(shù)減速器，可以幫助航天器迅速減速，在到達(dá)地面之前就降到音速以下。

　　重返大氣層時(shí)，如果高速進(jìn)入稠密天氣，航天器將承受巨大的熱量。

    圖為ATV-5貨運(yùn)飛船重返大氣層被燒毀的示意圖。

　　這樣看來(lái)，火箭上面級(jí)如果可以低速重返（再入）大氣層，是更合適的，因?yàn)檫@樣可以減少熱量的產(chǎn)生。但據(jù)學(xué)生庫(kù)佩克說(shuō)，SpaceX還有另一個(gè)問(wèn)題需要解決。

　　“降低速度后又會(huì)發(fā)生什么？假設(shè)再入的火箭上面級(jí)的重心明顯落后于它的空氣阻力中心（這是很可能出現(xiàn)的情況），那上面級(jí)就會(huì)變得不穩(wěn)定。如果重心過(guò)高，再入的火箭甚至可能翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，這就糟了?！?/p>

　　所以，訣竅是，把再入的火箭上面級(jí)的速度降低到到某個(gè)特定值以下，使其在下落過(guò)程中產(chǎn)生的熱量不會(huì)損害火箭。

　　對(duì)于已經(jīng)達(dá)到軌道速度的火箭上面級(jí)來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)必須克服的障礙。

　　對(duì)此，庫(kù)佩克表示：“我的研究主要集中在如何提高重心，同時(shí)仍然維持恰當(dāng)?shù)娘w行姿態(tài)?！?/p>

　　巨型派對(duì)氣球是減速器？

　　那Space X 的馬斯克所說(shuō)的“巨型派對(duì)氣球”又是什么呢？

　　他可能是指“氣球減速傘”（ballute），一個(gè)氣球和降落傘的結(jié)合體，它可以幫助航天器減速，并在下落過(guò)程中保持穩(wěn)定。

　　馬里蘭大學(xué)教授戴維·埃金（David Akin）對(duì)再入系統(tǒng)的研究已超過(guò)20年，他表示，“此前就有人提出過(guò)這樣的概念（氣球減速傘），在航天器返回時(shí)釋放一個(gè)巨型氣球，并通過(guò)線纜拖在身后。氣球能夠降低彈道系數(shù)，使航天器在更高的大氣層中減速，降低所受到的熱負(fù)荷?！?/p>

　　所以，再入火箭需要在接近地表之前就降低速度，因?yàn)樵娇拷乇?，大氣層就越厚，產(chǎn)生熱量就越高。

　　“這并非易事?！?埃金教授認(rèn)為，“要達(dá)到馬斯克的目標(biāo)，即彈道系數(shù)降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，氣球的直徑就必須達(dá)到36米以上，還要由耐高溫織物制成。”

　　不過(guò)馬斯克一向不是個(gè)會(huì)回避困難的人。而有埃金教授和庫(kù)佩克這樣的人正在進(jìn)行研究，SpaceX就不需要從頭做起了。

　　并且在航天歷史上，曾有過(guò)使用氣球幫助航天器返回的先例。2000年2月，俄羅斯在其佛蓋特上面級(jí)上配備了可充氣的再入及降落裝置，可上面級(jí)在落回地面時(shí)恰逢一場(chǎng)暴風(fēng)雪，從此再也沒(méi)有被找到。

　　但是，SpaceX 仍有許多工作要做。

　　火箭回收，志在太空垃圾

　　SpaceX 回收火箭上面級(jí)不只是為了降低發(fā)射成本，還有助于解決太空垃圾的問(wèn)題。

　　2009年銥星33號(hào)與俄羅斯預(yù)兆2251號(hào)碰撞后產(chǎn)生的碎片，其軌道幾乎包裹地球。來(lái)源：stuffin.space

　　據(jù)歐洲航天局估計(jì)，目前已有超過(guò)29000塊太空垃圾圍繞著地球，其中一些就來(lái)自于火箭的上面級(jí)。

　　這些垃圾已經(jīng)造成了一些碰撞和事故，一些衛(wèi)星因此被推入不同的軌道。2009年，33號(hào)銥星與退役的俄羅斯宇宙2251通信衛(wèi)星發(fā)生碰撞，兩枚衛(wèi)星全部損壞。

　　如果SpaceX能夠開(kāi)發(fā)出一種回收上面級(jí)的方法，就可以降低潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

　　俄羅斯在佛蓋特火箭上面級(jí)上曾經(jīng)測(cè)試過(guò)的可充氣再入及降落裝置，左為未充氣的狀態(tài)，右為充氣后的狀態(tài)。

　　不過(guò)，對(duì)于回收火箭的創(chuàng)意仍有未解之謎：馬斯克在 “巨型派對(duì)氣球”那條推特，即 “……把處于軌道速度的火箭上面級(jí)帶回來(lái)”的后面，又補(bǔ)了一句，“把它降落在一張彈性蹦床上”。不過(guò)，至于這句話是什么意思，目前還沒(méi)有人作出解釋。

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