今天马斯克发射了重型猎鹰,网上一片欢呼之声,马斯克在这一刻似乎爱迪生、乔布斯附体?甚至有些航空航天专业人员也不经思考,跟着起哄,说马斯克即将占领全世界火箭发射市场云云。

其实,火箭垂直回收技术(即火箭利用发动机垂直下降回收)有三大硬伤:1.化学火箭固有的低比冲、低运载系数缺陷。化学火箭的比冲一般只有300多秒,运载系数在5%以下,例如猎鹰9的运载系数只有2.6%。比冲衡量产生一定推力所消耗的推进剂质量流量,运载系数是有效载荷与火箭总质量之比。这些缺陷使得化学火箭注定是一种效率很低的运载工具。
2.难以实现完全可重复使用,只回收第一级,第二级因为飞出大气层,难以回收,只能抛弃,成本降低有限。火箭越大,扔掉的第二级越值钱(数据来自公开文献)。这也是现在各国大力发展可完全回收的天地往返运载系统的原因。预冷动力、组合动力飞行器由于比冲高,运载系数大,而且可完全重复使用,发射成本将远远低于火箭。


3.垂直回收需预留降落段推进剂以及附加机构,增加死重,火箭运载能力降低15%~50%(数据来自公开文献),大型火箭问题更严重。原本设计近地轨道运载能力100吨或者地月转移轨道运载能力30吨,为了回收第一级,只剩70吨LEO运力和20吨LTO运力,得不偿失。空间站和月球基地建设,所需重型火箭也就几十发,助推器完全可以伞降回收,垂直回收节省的芯一级那点钱不如每次多运几十吨载荷,更快完成建设目标。时间成本有时候反而更重要。

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