深度解析：SpaceX是如何让猎鹰9号火箭准确安全地返回地面的？

海洋的底部是一个火箭墓地，上面散落着数千枚用于将卫星和人员送入太空的火箭。这些是过去时代的遗物。然后由航空航天公司SpaceX开发了Falcon 9，意味着现在可以通过将火箭安全地飞回地球来重用火箭的第一级。对于某些人来说，这项成就似乎令人难以置信，以至于存在一个由SpaceX怀疑论者组成的在线社区。他们的许多YouTube视频（例如“ SpaceX火箭摄像机着陆画面伪造”）已被观看超过一百万次。
那么Falcon 9是怎么做到的呢？

飞行计划：

猎鹰9是两级火箭。第一级助推器的9台发动机负责升空，并将火箭运送到大约100公里的高度——处于太空边缘。在这里，一二级离然后二级点火，以将有效载荷送入轨道。第一级回到地球。

冷气推进器（翻转）：

Falcon 9的第一级助推器在其“鼻子”附近装有小型推进器，可排出氮气。与第二阶段分离后不久，受控制的气体喷射“翻转”了火箭，使其准备返回地面。

燃料罐：

从历史上看，火箭的第一级使用每一滴燃料来将其有效载荷提升到轨道上。猎鹰9号的第一级具有额外优势。翻转后，它的三个引擎重燃，从而降低了火箭的重返速度。当火箭接近着陆平台时，这些引擎再次点火。总而言之，第一级从最高时速4700 km / h降到仅20 km / h的着陆速度。

引擎：

猎鹰9号第一级助推器的九个“梅林1号”发动机为火箭提供了升空所需的600吨推力。为了稳定起见，这些引擎按SpaceX所谓的“ octaweb”配置进行排列-一个中央引擎，再加上周围八个。每个引擎都可以改变其推力角，以控制上升期间的俯仰，偏航和侧倾，以及在下降时进行定位。

格栅鳍片（转向）：

格栅鳍片具有塑料网球拍的格子状外观，但每一个都是您厨房桌子的大小。在第一级开始“升压燃烧”，重新点燃三台发动机以降低其速度后，这些耐热翼从助推器的侧面弹出。他们做些微小的动作，以帮助将火箭引向着陆区-有点像跳伞者如何用他们的小手就能改变方向。

箭载计算机：

诸如气压的变化等不可预测的环境影响意味着火箭在发射前无法确定精确的轨迹。 Falcon 9的箭载计算机必须在火箭耗完燃料之前的每一秒钟实时计算火箭的精确轨道并对发动机进行微调来做细微修正。至少有十几个传感器向其提供有关飞船的方向，位置，速度，加速度和高度的信息。剑桥大学工程动力学和振动专家休·亨特说：“着陆速度如此之快，以至于没有人能做出足够迅速的反应以确保平稳着陆。”
“如果有人能弄清楚如何像使用飞机一样有效地重用火箭，那么进入太空的成本将减少数百倍。之前从未完成过完全可重复使用的火箭。这是改革我们进入太空的方式所必须的革命性突破。”——Elon Musk

着陆脚：

由坚固，轻巧的碳纤维制成的四根支撑腿刚好在着陆前展开。每条腿都有一个减震系统，可以吸收冲击力。对于特别剧烈的着陆，一种一次性的芯会在撞击时解体粉碎以吸收冲击产生的能量。

无人驳船：

与其他火箭一样，猎鹰9号也从靠近海洋的地方发射，因此，当第一级助推器降落回地球时，除了公海外，它下面什么都没有。尽管从技术上讲，猎鹰9飞回其发射台是可行的，但这样做会花费更多的火箭燃料。降落在海上然后将火箭运回去要便宜得多。
着陆驳船是一个大约足球场大小的平台，配备有自己的与火箭不断通讯的传感器套件。他们从伊恩·班克斯（Iain M. Banks）的科幻小说《游戏玩家》中被赋予了很有个性的名字，例如“仅阅读说明”和“当然我仍然爱你”。

效果：

尽管SpaceX尚未公布确切数字，但一位发言人表示，翻新和重复使用一级火箭的成本“基本上不到建造新火箭的一半”。最终，SpaceX计划将周转时间缩短至仅24小时。