題:
為什麼SpaceX試圖將助推器放在駁船上而不是在陸地上？
user379
2015-01-11 03:28:30 UTC
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我了解火箭助推器可重複使用的好處。但是我不明白他們為什麼要把它降落在駁船上。我已經閱讀了很多有關此的文章，但沒有人暗示要回答。為什麼在駁船上著陸時最好在發射台或其他不隨波浪移動的大平面上方？

參見http://space.stackexchange.com/questions/6123/how-much-fuel-can-spacex-save-by-landing-the-falcon-9-booster-on-a-barge
土地往往被人，建築物和律師所覆蓋。
我不了解火箭的物理原理或SpaceX的設計，但我想火箭可能需要很多本地定位設備才能降落在平台上，而平台需要以精確的配置進行定位，例如Autoland System for飛機。因此，他們可能認為將定位設備安裝到可移動船舶中比較便宜，而不是每次需要發射/著陸平台時都需要拆卸，移動，重新組裝，重新測量和重新編程。而且該船還可以將其直接帶到下一個發射地點，從而使其更加靈活。
六 答案:
HopDavid
2015-01-13 01:35:55 UTC
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編輯2015年1月25日：Geoffcc最近提供了一個鏈接，直接指向馬口中的單詞埃隆·馬斯克。馬斯克說，RTLS（返回發射場）的有效載荷命中率為30％，而降落在低空海洋平台上的有效載荷命中率為15％。馬斯克還說，安全是擁有海上降落平台的原因-“就第一階段返回發射場的安全性而言，這就是我們為什麼要在海洋中首先這樣做的一部分。對於任何我們想要的著陸區域，著陸橢圓，載物台可能遇到的那種錯誤將是一個無人區，因此我們的目標是使一個無人區的半徑為幾英里（可以在卡納維拉爾角和范登堡上實現）。

所以看來安全性和三角洲V都是駁船著陸的原因

“結束編輯”。 > p>

要回到發射台，升壓階段需要殺死它的東移速度，然後向西燃燒。正如其他人所說，這種額外的增量V“回升”費用對有效負載質量造成了損失。

但是，來自 NBC故事的喬恩·羅斯（Jon Ross）信息圖形表明，回擊勢頭增強，可以進入駁船：

enter image description here

此外，如果這種駁船著陸比RTLS節省了大量的增量V，那麼為什麼 SpaceX仍在與空軍進行談判以將SLC 13用於RTLS？

有趣，但是準確度如何？可能只是藝術家的猜測...
2015年1月的CRS-5發射是一次測試。這可能會導致部分回彈的異常軌跡，從而使他們有機會在不將舞台靠近開普角的情況下測試回彈原理。額外的15％的有效載荷可用於激增，因此將來可能會偶爾使用降落著陸。
那麼，什麼是30％的命中率呢？然後，只需製造一枚大30％的火箭即可。由於它是可重用的，所以無論它有多沉重。燃料成本可以忽略不計。請參閱海運。有很多船比我們大多數閱讀本書的人還老。海洋是一個艱難的環境。
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@jkavalik Falcon 9的質量是土星V的五分之一或十分之一。如果土星五號是可重用的，那麼用它來向LEO發射cubesat將會非常便宜。大量的發射器不能很好地替代發射成本。不再。範式正在轉變。
@LocalFluff我的意思有所不同-由於火箭方程式使有效載荷增加了30％，您最終得到的火箭比僅30％大得多（除非我理解錯了，這肯定是可能的）-這就是為什麼Falcon Heavy被發達。
據我所知，它們有三種選擇：RTLS（最簡單，但成本最高），以推進後仰著陸的方式降落在駁船上（比RTLS堅硬，但允許更大的有效載荷/更高的軌道），以及在沒有推進力的駁船上著陸，反向燃燒（最困難，但允許更大的有效載荷或更高的軌道）。在撰寫本文時，他們實現了1次成功的RTLS，1次具有後推燒傷的海上成功著陸，2次在沒有後推燒傷的情況下在海上成功著陸，以及此後在無後推燒傷的情況下又一次在海上成功著陸。
@DaanWilmer謝謝！很有意思。您能否指出您從何處獲得此信息？如果我可以在引文中包含此信息，那將大大改善我的答案。或者，如果您在答复表格中同時提供了此信息和引用，則我會予以表決。
即使您製造出更大（或更多）30％的火箭，@LocalFluff仍然需要權衡使用所有+ 30％的質量來返回或再次降落在駁船上，並在軌道上提供比較小的火箭更大的質量。
Jerard Puckett
2015-01-11 04:15:27 UTC
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大多數人將對人口和財產的危險作為遠離土地的最重要原因。畢竟，您是將火箭放在像50年代科幻電影那樣的火焰尾巴上。但是，發射物理學的經濟學是壓倒一切的因素。

“飛越人口稠密地區”問題在很大程度上可以通過他們選擇發射的方式（目前是沿海地區）解決。到第一階段 MECO（主發動機切斷）並分離時，獵鷹第一階段已明顯位於卡納維拉爾東北部，下方只有水。

埃隆·馬斯克（Elon Musk）確實試圖向後飛回發射台，但是火箭方程式的專制使得對有效載荷的價格難以接受。即使Falcon Heavy的某些助推器芯回到了岸上（這還有待觀察），他們仍然計劃將中心芯降落在駁船上。

“但是發射物理學的經濟學是壓倒一切的因素。”你能解釋一下嗎？您是說因為已經在火箭上而在水上著陸比較容易？
@JustinY的第一階段距離發射場很遠，並且以相當高的速度行駛。扼殺所有前進動力就足夠了；返回發射場所需的額外推進劑將意味著發射有效載荷的可用能力要少得多。在開始恢復刻錄時，提供一個更靠近平台架空位置的著陸點便宜得多。
“但是發射物理學的經濟學是壓倒一切的因素。”我認為，駁船著陸消除了回補費用。現在我不太確定（請參閱我的答案）。如果您可以提供引用來支持您的陳述，我將不勝感激。
SpaceX仍在計劃將F9的第一級核心放回登陸平台，實際上，此時此刻他們正在建造兩個。
@JerardPuckett的另一點是，考慮到火箭實際上是一個超大的蛋殼，其撞擊速度是音速的幾倍，因此嘗試進行空氣製動非常困難。空中製動可能會導致雞蛋破裂。
Hobbes
2016-01-19 14:07:43 UTC
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現在我們已經看到了4次著陸嘗試，現在該重新討論這個問題了。我們已經看到了兩種選擇（在駁船和陸地上著陸）都被使用，儘管還沒有成功地用於駁船著陸。

SpaceX希望同時使用這兩種選擇。

  • 如果可能的話，他們更願意將舞台降落在陸地上。僅當有足夠的餘量來解決升壓燃燒所需的額外燃料時，才會發生這種情況。 Falcon 9具有一定的靈活性：第一階段的臨界點速度可以在6000-9000 km / h（1670-2500 m / s）之間。選擇的速度取決於任務：到達高能軌道（GEO，重載荷）的任務需要更高的登台速度。
  • 在該速度範圍的高端，沒有足夠的燃料返回發射場，因此第二種選擇是將平台降落在駁船上。

引用伊隆麝香：

高速任務需要艦載著陸。
艦載著陸不需要靈活性或節省燃料成本。
只是物理上不可能返回發射場
如果在階段分離時（高於）〜6000 km / hr的速度 。對於船舶，不需要將橫向速度歸零，因此可以以高達9000 km / h的速度上滑。

他們還使用前兩個駁船著陸來測試著陸過程並進行建造有信心他們可以準確地登上舞台。這可能是卡納維拉爾角（Cape Canaveral）提出的一項要求，但我也沒有看到任何證據。
首次登陸陸地（獵鷹9航班20，Orbcomm-2）表明SpaceX可以為登陸提供安全餘地：折返燒傷後，舞台朝著離海岸不遠的某個點移動。如果著陸燃燒失敗（發動機無法啟動），那麼舞台將無害地飛濺下來。

馬斯克在周日晚上進行了一系列推文發布，其中包括一些人物，這些人物的登台速度過快，從而限制了其返回發射網站的速度-這將為您的回答錦上添花。可悲的是，twitter似乎目前處於下降狀態。
為方便起見：6000 km / h〜1670 m / s; 9000 km / h = 2500 m / s。
Puffin
2016-01-19 17:57:19 UTC
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隨著這個問題在Jason-3於2016年1月發射之後再次浮出水面，值得標記此新聞文章，確切地說，為什麼在這種情況下選擇了駁船著陸。

聲明

Koenigsmann說SpaceX正在執行該任務的著陸，因為它無法及時獲得環境許可以允許其降落在范登堡。他說，如果不是因為文書工作問題，“我們可以回到陸地上”。 “我們在執行這項任務時有足夠的精力回到地面。

報價的來源漢斯·科尼格斯曼（Hans Koenigsmann）是SpaceX任務保證副總裁。

Erik
2015-01-11 04:52:29 UTC
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SpaceX登陸駁船的唯一原因是向靶場安全界（和他們自己）證明他們可以安全可靠地登陸第一階段。

視頻。

這似乎不太正確。他們一再表示，他們遭受了有效載荷的打擊，保留了推進劑以進行階段恢復。高達15-30％。能夠在駁船上降落降落，而不是試圖尋找一個只適合一個軌道傾角或其他陸基的島嶼。因此，與返回發射場相比，降落目標（在駁船或陸地上）似乎具有很大的推進優勢。
15-30％的數字用於第一階段的反激-而不是駁船的第一階段反激與海角之間的差額。
對駁船的回推燃燒和再入燃燒的區別與返回海角所需的燃燒沒有太大區別。
15％到30％的數字告訴您，這是一個重大成本。對於Falcon Heavy的中心核心來說，要提高成本，要快得多，這絕對是一件大事。
如果駁船被定位在大西洋更遠的東邊，那將是一件大事，但事實並非如此。加速燃燒是15-30％，因為它抵消了第一階段速度的東北分量。相比而言，使舞台具有足夠的西南速度才能到達開普角所需的額外衝力很小。這是因為大多數上昇放樣發生在第一階段。 （沖頂是理想的重力轉彎與上升軌蹟的差。它用於更快地脫離濃厚的大氣層。）
顯然，他們做不到。
@raptortech97-尚未。
我希望看到一些數字來支持您的論點，即RTLS在駁船著陸過程中僅產生了少量額外燃料。
@geoffc通往駁船的路徑似乎包括反沖，這不僅殺死了向東的速度，而且還提高了高度，並給了它一點向西的速度。看我的答案。我給埃里克的答案加1。
@HopDavid不要不同意您的看法。但是，RTLS和近程駁船之間的燃燒程度不同。這是關鍵的分歧，兩者之間的區別。我對“幾乎沒有推進優勢”表示懷疑。顯然存在區別，也許我們只是在質疑“小”的大小。
我一直在嘗試獲取數字。請參閱我的問題http://space.stackexchange.com/questions/5186/numbers-for-falcon-9-booster-meco-scenarios。如果您能提供給我一些數字以及引用，請多謝。據我所知，大多數答案（包括我的答案）都是猜測。
最初的問題是，為什麼要用駁船代替土地。如果駁船是為了最大程度地減少道具需求，那麼駁船將離發射地點更遠，並且可以使第一階段跟隨經過校正的大部分無動力彈道。但是，事實並非如此-它具有助燃效果。這是因為SpaceX最終希望RTLS。因此，他們希望測試完整的，可逆的升壓燃燒-但出於安全原因不能。相對於整個第一階段道具預算，這種部分可逆燃燒與完全燃燒之間的差異很小。
-1
@HopDavid-我完全同意數字引用-我沒有（硬數據稀疏）。但是最初的問題是關於動機的。 SpaceX之所以登上這艘駁船，是因為他們必須證明安全著陸，而不是為了性能。 SpaceX有關其可重複使用的助推器的所有文檔均在第一階段降落在海角。例如：https：//www.youtube.com/watch？v = sSF81yjVbJE。
這是第一階段後飛行的有趣視頻：http://youtu.be/_UFjK_CFKgA
@Erik:我認為，在不需要火箭的下一個位置和最近的水路之間的任何地形上，駁船著陸都比在任何地方著陸都優越。是否對RTLS感興趣，以允許遠離水的發射？
David Given
2015-01-11 17:26:51 UTC
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我看到沒有人提到他們不登陸陸地的最簡單原因：沒有任何東西。

他們從佛羅里達州向東發射，在那裡大西洋上沒有任何島嶼。從第一階段開始，如果沒有重大變化，正如其他人指出的那樣，這將使用大量的燃料，那麼基本上它將在廣闊的海洋中下降。因此是駁船。

實際上，杰拉德說：“第一階段明顯位於卡納維拉爾東北地區，下面只有水。”


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