技術(shù)多,,哪個才是最核心
對火箭垂直回收而言,哪個技術(shù)最關(guān)鍵,?
北京理工大學(xué)宇航學(xué)院特聘研究員劉新福告訴科技日報記者,,在發(fā)動機推力可調(diào)及著陸緩沖機構(gòu)等硬件條件的基礎(chǔ)上,火箭回收最大的難點是,,在著陸段怎樣根據(jù)火箭的當前位置,、速度,、姿態(tài)等信息,在線實時計算出發(fā)動機推力的大小和方向,,以實現(xiàn)安全精確著陸,,其最核心的技術(shù)是著陸段的制導(dǎo)算法。
SpaceX用了什么制導(dǎo)算法,?布萊克默在文中披露,,這個秘密武器叫做“凸優(yōu)化”。劉新福介紹,,2007年,,NASA下屬的噴氣推進實驗室(JPL)在國際權(quán)威期刊《制導(dǎo)、控制與動力學(xué)雜志》上率先提出了基于凸優(yōu)化的著陸段制導(dǎo)算法(簡稱凸優(yōu)化制導(dǎo)算法),。后來該算法被多次用在美國Masten公司的Xombie小火箭上進行測試,,使其具備了垂直著陸能力。
“火箭回收對著陸制導(dǎo)算法的要求一是可靠,,二是計算速度快,,箭載計算機要能在兩三百毫秒以內(nèi)計算出滿足多約束條件的最優(yōu)飛行軌跡?!眲⑿赂1硎?,之前做不到回收火箭,主要是因為沒有滿足要求的制導(dǎo)算法,。凸優(yōu)化制導(dǎo)算法通??煽啃愿摺⑹諗克俣瓤?,為實現(xiàn)火箭回收提供了可能,。
劉新福談到,低速狀態(tài),、忽略大氣阻力狀況下的凸優(yōu)化制導(dǎo)算法及其在飛行器上的驗證實驗已在公開文獻中發(fā)表,。但實際任務(wù)中火箭返回速度極快,在著陸段的大氣阻力不可忽略且對飛行軌跡影響較大,。如何在考慮氣動力的情況下設(shè)計凸優(yōu)化制導(dǎo)算法,,保證算法的可靠性與快速性,才是SpaceX的獨門秘籍之一,。
先上天再落地,,什么“姿勢”才正確
眾所周知,SpaceX在回收“獵鷹9”號火箭之前,,曾使用“蚱蜢”火箭以及“F9R Dev”火箭開展低空飛行回收試驗,,而“F9R Dev”火箭幾乎就是“獵鷹9”號火箭的一級火箭部分。