揭秘 SpaceX 無人船降落平臺(tái)：與火箭一樣復(fù)雜

在連續(xù)失敗了4次之后，SpaceX終于成功將Falcon 9可回收火箭降落在了無人船上，并計(jì)劃在今年再降落兩次。

過去一周可謂是Elon Musk職業(yè)生涯中最風(fēng)生水起的一周: 特斯拉Model 3預(yù)定量超過32.5萬(wàn)，SpaceX Falcon 9火箭引擎也成功降落在海洋之上。后者可謂是最具風(fēng)險(xiǎn)性的收獲，F(xiàn)alcon 9火箭引擎在進(jìn)入國(guó)際空間站軌道后返回地球，并第一次降落在無人船之上。無人船上寫著：Of Course I Still Love You（當(dāng)然，我還愛你）。這是SpaceX的首次無人船成功降落。

關(guān)于Falcon 9火箭降落在無人船上的難度，按官方的比喻大概相當(dāng)于手掌托著一根笤帚，在暴風(fēng)中使笤帚保持豎直，最了不起的是，降落的精度要求是10米以內(nèi)。為更好地使得火箭安全降落，SpaceX在降落平臺(tái)也頗費(fèi)工夫，甚至可以說，這個(gè)降落平臺(tái)的復(fù)雜程度不在火箭之下。

SpaceX開發(fā)了三個(gè)分離降落船，“自動(dòng)宇航無人船”的概念讓人想起Elon Musk在2009年的“改變傳統(tǒng)可回收火箭硬件”的計(jì)劃，但是改裝船在2014年才正式發(fā)行。

海洋駁船又大又平的表面和運(yùn)輸巨大有效負(fù)荷的能力，對(duì)于Faclon 9火箭和高速降落是非常必要的。SpaceX重裝了駁船平臺(tái)，加入長(zhǎng)300英尺、寬170英尺的平臺(tái)，來支撐18英尺的著陸腿和火箭的其他支撐設(shè)備。之前的船只有外掛船翼和防爆墻，現(xiàn)在的船只則沒有。

據(jù)NASA報(bào)道，這些自動(dòng)無人船配置了四臺(tái)柴油驅(qū)動(dòng)方位推動(dòng)引擎代替了方向舵，同時(shí)用360度移動(dòng)來提供更好的可操作性。之前還有消息報(bào)道，這些推進(jìn)器能夠在三米范圍內(nèi)設(shè)立無人船位置，這些引擎由海洋設(shè)備制造商Thrustmaster提供。

構(gòu)成船只表面的材料尚且未知，但是它可能是鋼鐵厚板，上面附有SpaceX的logo。

無人船能夠自動(dòng)操作，運(yùn)用GPS信息來預(yù)測(cè)定位，但是它們也能通過一個(gè)附帶的支持船只來進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

船上裝有多個(gè)傳感器，與GPS信息聯(lián)系，以此來操作無人船的“姿態(tài)和位置”。它還能與即將降落的火箭和操作團(tuán)隊(duì)溝通，以此來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜而精確的降落。

在每一次的降落之后，其他支持船只也會(huì)接駁在無人船上。如果火箭成功降落，回收?qǐng)F(tuán)隊(duì)將會(huì)把火箭焊接在無人船甲板之上，和船一起駛?cè)敫劭?。如果降落失敗，火箭若可被搶救，也能回到港口?/p>

在大西洋航行的無人船會(huì)返回到杰克遜維爾港，或者弗洛里達(dá)卡納維拉爾港，太平洋航行的則會(huì)降落在加利福尼亞的洛杉磯港。

2015年1月10日，SpaceX第一次自動(dòng)航空無人船降落嘗試。那次嘗試是在大西洋上，但是降落失敗了。Elon Musk表示當(dāng)時(shí)成功降落的可能性為50%，但是現(xiàn)在卻表示可能性只有將近30%。

第一臺(tái)無人船是基于Marmac系列的300輛海洋駁船，首次測(cè)試之后，它的名字為“Just Read The Instructions（看下操作指南）”。之后的六個(gè)月中，在連續(xù)失敗了兩次之后，這只履行大西洋任務(wù)的無人船退出了。

取而代之的是SpaceX的另一只無人船，它由一個(gè)更新的Marmac駁船model304開發(fā)，名為Of Course I Still Love You(當(dāng)然我還愛你)。這兩艘無人船的名字都頗有創(chuàng)意，源于小說《玩家游戲》。

第三代浮游降落平臺(tái)基于Marmac駁船模型303，于2015年春天完工，履行太平洋巴拿馬運(yùn)河火箭恢復(fù)任務(wù)。后來命名為“Just Read The Instructions，像第一代一樣。

SpaceX嘗試將Falcon 9火箭引擎降落在自動(dòng)無人船上五次，其中兩次分別在2015年1月和4月，在與無人船通訊的過程中失敗了，但是許多其他的環(huán)節(jié)都成功了。

第三次降落嘗試在2015年6月，火箭在進(jìn)入降落程序的第一階段之前便已被分解，以失敗告終。

而太平洋上的降落嘗試進(jìn)行了四次，一月份曾成功“軟降落”在無人船上，但是火箭的一個(gè)著陸支架因?yàn)闄C(jī)械故障未能打開，因此降落失敗。

“5”對(duì)于SpaceX的可回收火箭計(jì)劃來說也許就是個(gè)幸運(yùn)數(shù)字，在周五的第五次嘗試中，SpaceX成功把Falcon 9運(yùn)載火箭降落到海上無人船上。這次成功，無疑給SpaceX的可回收火箭計(jì)劃以及可行性運(yùn)用拓展注入了一劑強(qiáng)心劑。

在未來，這項(xiàng)讓火箭部件循環(huán)利用的技術(shù)無疑可以大幅削減航天成本，同時(shí)，它也能增加火箭的有效荷載以及火箭飛行速度，最終成為人類探索空間的一大助力。

在這次無人船的記者招待會(huì)上，Musk介紹這次成功降落的時(shí)候說到“無人船終于把該接住的東西接住了，火箭部件也掉在了應(yīng)該降落到的位置上”。隨后，Musk在Twitter上介紹這些降落部件經(jīng)過維修之后會(huì)在短期內(nèi)回到太空這個(gè)屬于它的“家”里。

同時(shí)，Musk也丟出了SpaceX將在實(shí)施Dragon capsule (龍飛船二代)無人機(jī)實(shí)驗(yàn)后，于明年年底部署首次載人飛行計(jì)劃這一重磅消息。

當(dāng)談及對(duì)于下一步計(jì)劃的時(shí)候，Musk忍不住眉飛色舞地說道：“這些事情是講緣分的，有些時(shí)候突然就柳暗花明了?！辈贿^讓航天事業(yè)變得“更簡(jiǎn)單更平價(jià)”無疑是這個(gè)奇跡般技術(shù)發(fā)展的共識(shí)方向。

這項(xiàng)讓一艘于九天之外的火箭通過與自動(dòng)浮臺(tái)的對(duì)接有驚無險(xiǎn)地落于驚濤海浪之上的神奇技術(shù)，不僅突破了傳統(tǒng)的航天回收關(guān)卡，也讓科幻小說中的字間行句變成了事實(shí)。

接下來，肯定會(huì)有越來越多的海上降落測(cè)試出現(xiàn)，但對(duì)于大家來說，SpaceX的載人登錄火星計(jì)劃則更激動(dòng)人心。

Via:Foxtrot Alpha

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