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[军事] SpaceX半年后再度爆炸 民间商业发射是否遭重创?

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发表于 2016-9-6 05:40 AM | 显示全部楼层 |阅读模式


SpaceX半年后再度爆炸 民间商业发射是否遭重创? 

2016-09-05 烽火军事 空军之翼


  据外媒报道,美国东部时间9月1日早晨,SpaceX(太空探索技术公司)的“猎鹰9号”火箭(Falcon 9)在静态点火试验时发生爆炸。据统计,这是“猎鹰”9的第二次重大事故,去年6月份,一枚补给国际太空站的 “猎鹰”9 火箭在发射后不久爆炸,造成“猎鹰”9的发射进度严重落后,在经历六个月的裁员后,SpaceX公司于去年12月恢复了该型火箭的升级工作,并进行了9次成功发射。


  据《纽约时报》9月2日报道,SpaceX公司曾希望“猎鹰”9今年进行18次发射,但是,到目前为止只进行了八次。2015年的“猎鹰”9事故调查曾耗时几个月,所以,此次事故可能造成“猎鹰”9的商业发射活动被推迟。

  先进性

  作为美国领先的私人航天企业,SpaceX公司研制的“猎鹰9号”火箭(Falcon 9)以低成本和可重复利用两大优势著称。

  1.引擎失效处置能力


  与阿波罗计划的“土星”系列火箭相似,“猎鹰”9的第一级火箭也采用了多引擎设计--9台劳斯莱斯“梅林”1D(Merlin1D)发动机。未来几年,SpaceX公司将强调发挥“猎鹰”9火箭“多台发动机中一台失灵”情况下的处置能力。

  2.可回收利用


  据美国《航空周刊》2014年5月发表的文章,即使不回收第一级火箭,“猎鹰”9已经是当今商业市场上成本最低的运载火箭。通过优秀的总体设计和充分试验,“猎鹰9”火箭的近地轨道发射报价约为6000万美元,相当于每公斤载荷花费4600多美元。2015年12月21日,“猎鹰9号”火箭首次实现发射、回收全过程,成为人类第一个可实现一级火箭回收的轨道飞行器。


  目前为止,“猎鹰9号”火箭已成功进行了多次发射(据维基百科统计,截止2016年8月份,“猎鹰9号”火箭共进行了26次成功发射),不过也经历了不少成长的烦恼。以下是代表性事件:

  发射失败及原因分析

  2012年5月,“猎鹰9”引擎问题导致“龙”飞船前往国际空间站的计划终止。5个月后进行的首次空间站运输任务中,同样也出现了引擎问题:发射的“龙”飞船安全抵达目的地,但同时发射的一颗Orbcomm卫星升空五天后过早脱离轨道。

  2015年1月6日,SpaceX研制的“猎鹰”9运载火箭原本计划在美国卡纳维拉尔角空军基地发射升空,但在倒计时进入1分钟时发射任务被紧急中止,SpaceX称火箭的“二级推力矢量控制驱动器发生了飘移”。


  “猎鹰9号”CRS-7火箭真正的不幸始于SpaceX“猎鹰”9 v1.1火箭(一级火箭回收型号)。2015年6月28日,搭载“龙”飞船的“猎鹰”9火箭半空中爆炸,据称是二级火箭支架(支撑氦气罐)出现了问题。据NASASpaceFlight.com网站当时发表的文章,发射失败后,“猎鹰9号”火箭的FTS(自毁系统)未能成功启动。

  静态点火测试和故障分析

  2010年3月9日,SpaceX公司的静态点火测试进入倒计时2秒时失败,当时,高压氦正从发射台注入第一级火箭的涡轮泵系统。随后的审查表明,故障原因为是:阀门没有收到打开指令。

  所以,有人判断,故障由发射场的发射台问题引发,而非火箭本身,因为这种情况从未在麦格雷戈测试场出现(这里没有相同的阀门设置)。不过,根据测试过程中火箭底部冒出的一些烟雾和火苗判断,也可能是发动机点火系统出现了问题。此外,由于“猎鹰9号”火箭的飞行终止系统失灵,与此相关的发射从同年3月推迟到了6月。


  当地时间2016年9月1日早上,SpaceX“猎鹰9号”火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射场爆炸。火箭携带的Facebook Amos-6卫星已完全被摧毁。SpaceX于美国东部时间9月1日9:07发布声明称,事故由推进剂加载期间出现的液氧罐故障引发。SpaceX公司本周四发表的一份声明指出,“异常”发生在静态点火测试之前(推进剂被注入火箭阶段),爆炸从火箭上面级的液氧瓶周围开始。


  据NASASpaceFlight.com网站9月2日文章介绍,“猎鹰”9的F9-S1-029火箭于几个月前开始制造。2016年8月5日,SpaceX公司在位于德克萨斯州的麦格雷戈测试场进行了一次时长1分钟的完整静态点火测试。点火试验后,工程师还对火箭系统和发动机的安全环境进行了确认,据称本次静态点火本应持续3秒钟。

  外界指责和潜在问题

  在军事航天领域,SpaceX公司一直饱受来自美国联合发射同盟公司ULA(由波音和洛克希德·马丁公司组建)的指责,他们认为,SpaceX公司设计的火箭缺乏可靠性,操作经验也相对欠缺。美国联邦航空局也对这种可回收火箭的安全性提出了质疑。


  除了火箭本身设计和一些硬件问题,美国《航空周刊》2014年5月文章还指出,理论上来说,“猎鹰9”使用的“梅林1D”发动机可以重复使用40次,不过实际寿命可能会大打折扣。此外,火箭回收需要的额外硬件和推进剂载荷也会增加火箭的负担:据估计,要将第一级火箭推回发射场,火箭必须多携带30%的燃料。

  附:Engadget中文版网站事故原因分析

  SpaceX 目前只说发射台上发生了「事故」,并未更进一步说明原因。最糟糕的情况是火箭本身的设计发生问题,因为这会让客户对 SpaceX 失去信心、增加发射成本(保费会增加),并且在重新设计/修理的过程中,浪费更多的时间。

  稍微好一点的情况,是事故源自于程序上的失误,或是发射台的设备出了问题。这样虽然对挽回名声没帮助,但至少火箭本身不用重新设计。


  第三种可能是爆炸源自于酬载本身(有传闻说爆炸是 AMOS-6 漏出的 Hydrazine 联氨燃料引发的),这或许是 SpaceX 唯一可以全身而退的可能了。无论如何,SLC-40 发射台都受到重创,让 SpaceX 短时间内面临没有好的东向发射台可用的困境。发射时程再向后延期已经是无可避免的了。

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