可回收助推器

可回收助推器，又稱可回收助推發動機。發動機工作結束後，部分主要部件可以回收，經修理後可重複使用的助推器。

基本介紹

• 中文名：可回收助推器
• 外文名：Recyclable booster
• 別稱：可回收助推發動機
• 套用：“能源”號運載火箭助推器回收

基本概念

美國踢奧科爾公司研製的美國太空梭固體助推器是用於載人航天的特大型分段式可回收固體助推器。它是世界上第一個可回收並可多次重複使用的特大型固體助推器，一般金屬件按照設計可重複使用20次，柔性噴管的柔性接頭可重複使用10次。目前金屬殼體和噴管部件等已實現了可多次回收並重複使用。

“能源”號 運載火箭助推器的回收

蘇聯“能源”號的助推器是可回收的，在每個助推器組件底部有一個獨特的摺疊槳葉形減速板。減速板由一個簡單的雷管煙火裝置起動，由氣動力保持工作狀態。減速板使已熄火的助推器脫離開“能源”號主體，第二級發動機和有效載荷則繼續飛向軌道。

“能源”號運載火箭

已熄火的助推器不僅速度減慢下來，而且還作翻轉，直至減速板位於朝上位置，此時降落傘展開，助推器以一受控速度朝地面落去。當到達一預定的高度時，制動火箭由近炸引信點火，這減緩了助推器的下降速度，助推器則拋去其頭部的其它部件，包括一次性使用的液氫貯箱。貯箱最後壓扁，助推器主體（包括發動機、渦輪和燃料計量裝置）保持豎直位置而完好無損。回收的助推器只需要進行檢驗和測試，就可掛上貯箱再次起飛。

俄羅斯試驗可回收式助推器

為了減少航天運輸費用，德國戴姆勒-賓士公司( DASA) 正在與俄羅斯合作進行一項新的再入技術研究，稱之為可充氣再入和下降技術( IRDT) ，其最終目的是使各種航天系統具備再入能力。另外，可使上面級乃至衛星都可重複使用，從而實現高效費比的航天運輸，而且能夠使用在對那些有大氣層的星球探測計畫上，如火星著陸等。第1次試驗進行一種輕型俄羅斯保護材料和“弗雷加特” ( Fregat )助推器返回地球大氣層試驗，內容是用來返回一個1.8t的上面級和一個歐洲的小型有效載荷(遙感器) 以及做其他試驗，在著陸時不是使用降落傘，而是使用充有氣體的可膨脹外罩使火箭和有效載荷免受極高的溫度損害及著陸時的衝擊。

試驗於2月9日台北時間07：20進行，當時從拜科努爾航天中心成功地發射了一枚攜有可回收式火箭助推器Fregat和模擬衛星的聯盟號運載火箭，當火箭進入600km高度時，上面級釋放一顆模擬衛星，將其送入遠地點600 km、近地點150 km、傾角為64. 9°的橢圓形預定軌道。在繞地球飛行5圈後，上面級開始制動，火箭發動機點火2次，來證明其具有發射歐空局( ESA) 的CLUSTER衛星的能力。當火箭高度降到150km時，發動機又點火2次使上面級和模擬衛星在返回時能準確定位，然後上面級與模擬衛星分離。這時這個小型負載的防熱罩充滿氦氣，從直徑0.8m左右的環型膨脹為底面直徑約2.4m的錐形，進入大氣層。當大氣密度變高時，負載進行第2次充氣，其底面擴大為直徑3.6m的錐形，其意圖為減小下降速度，到著陸時為10m/s，充氣防熱罩起到了降落傘的作用，使所載的“貨物” 安全返回地面並實現軟著陸。助推器也以同樣方式返回地面。

按計畫助推器和模擬衛星應該在發射後8h後返回到地球上，但由於無線電信標出現故障，火箭和衛星返回地球後失蹤了。俄羅斯的幾個發射搜尋小組於2月14日在莫斯科東南800km處找到了Frega助推器，但該助推器攜帶的一顆模擬衛星尚未找到。俄羅斯有關負責人認為，衛星和火箭返回地球就表示此次發射的第2項試驗獲得成功。

Fregat助推器作為運載火箭的前部與衛星直接相連。這種新型助推器的外殼僅有108 mm厚，淨重僅有1t，因此它有良好的性能，可攜帶的燃料達5350kg，可把4.2t衛星送入地球同步轉移軌道( GEO)。助推器採用三軸穩定系統，其發動機可在一次飛行期間幾次發動和關閉，最多能開關20次。此外，它有一個特殊的充氣式錐形防熱罩，可保護它返回稠密大氣層時不被燒毀，返回時的最高溫度有2000°C。所以對外殼的材料要求很高，DASA公司說這種材料能廣泛套用在空間站、火星計畫和可重複使用火箭上，但還沒有飛行驗證過。因此這是對這種材料的一次考驗，而俄羅斯想驗證其助推器的性能及返回時進入大氣的角度和位置。新型助推器可單獨返回地面，也可與衛星一起返回地面。俄航天專家指出，可回收和多次使用的助推器Fregat有多種用途，可配備在“聯盟”、“天頂”、“質子” 和“安加拉” 等型號的運載火箭上，它能將衛星送入太陽同步軌道、高橢圓軌道、地球同步軌道，並可以與SS-18飛彈合用發射小衛星，因此具有廣泛的套用前景，DASA公司已與俄羅斯簽署意向書來廣泛探求它的使用領域。

俄羅斯拉沃奇金生產聯合體從1992年就開始研製這種助推器，並在多國火星-96計畫中採用，但是因為1996年11月質子號火箭沒有進入軌道而沒有得到驗證。在空間和地面上的測試表明其有較高的可靠性。拉沃奇金生產聯合體對Fregat助推器有較高的期望，因此在試驗中儘量驗證其各種商業套用能力，如多進行兩次發動機開關試驗等。

如果這次任務得到肯定，Fregat 或Fregat-2火箭將定於今年6月和7月為ESA進行兩次四顆衛星的發射。