新少年·未来课堂 | 为什么要像回收可乐瓶一样回收火箭？

一、盲盒屋

为什么要像回收可乐瓶一样回收火箭？

9月11日，我国自主研发的朱雀三号可重复使用垂直回收试验箭，在酒泉卫星发射中心完成10公里级垂直起降返回飞行试验，标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得重大突破！

朱雀三号VTVL-1试验箭成功完成10公里级垂直起降返回飞行试验。

火箭回收，目前已经成为航天领域的“重头戏”之一。那么，为什么要像回收可乐瓶一样回收火箭？火箭回收难在哪儿？一枚火箭从“离家”到“回家”，一共分几步？

为什么要回收火箭？

伴随一句“3、2、1，点火！”的口令，火箭腾空而起，直冲云霄。这是大多数人对火箭发射的印象。

不过，在目送火箭留下一条漂亮的抛物线消失后，很少有人关心，它还回不回来。

的确，2015年以前，火箭都是一次性消耗品，发射升空后就完成了它的使命。

然而，2015年“猎鹰9号”的成功回收，创造了历史：原来火箭也可以重复使用！

朱雀三号10公里级垂直起降返回飞行试验。

让火箭任务完成后再“飞回家”，到底有什么好处呢？

最直接的是成本的控制——回收再利用，成本自然就低了。

其次，火箭可回收，意味着发射频率上去了。

传统火箭发射，必须留出至少两个月的准备期，还得紧盯时间窗口“看天吃饭”。

可回收火箭仅需简单修复维护就可再次发射，火箭利用率、发射频率、发射灵活性大幅提升，可大大提高快速进入太空的能力，这样，大规模的太空探索与开发就有了可能。

此外，可回收火箭的运力升级，有助于太空探索整体质量的提高。

当前，大型星座组网需要大运力、低成本、高频次的火箭发射，大型可重复使用火箭正可支撑我国的互联网星座工程战略。

让火箭“回家”有多难？

一枚传统火箭由两级组成，一级在下，二级在上。

目前的火箭回收，指的是当火箭飞到100多公里高度一级、二级分离后，二级进入预定轨道，原本只能自毁的一级返回发射原地的过程。

也就是说，火箭“回收”，现阶段意味着是一级的“回家”。

朱雀三号贮箱结构采用高强度不锈钢材料，发射成本相较一次性使用火箭可降低80%至90%。

要让火箭安全“回家”，事实上比发射火箭还要难。

最难的是“回得准”。火箭下降过程中，随着燃料的消耗、速度的变化，需要输出不同大小的推力，确保其平稳减速。

这就要求火箭发动机必须精确、动态地调节推力，并具备多次起动的功能。而火箭能顺利返航，还必须有一套精密算法仔细指点。

“落得稳”也不容易。火箭返航中，下降姿态、着陆角度都必须得到高精度控制，一旦着陆角度不对，火箭就可能倾覆，引发燃料外泄导致爆炸。

这个难度就好比把筷子丢进瓶子，而且还是一根下降速度超过1000米/秒的巨型“筷子”。

实际上，即便做到了着陆前有效减速，也要考虑到重达几十吨的火箭所带来的巨大惯性。要知道，火箭里有大量精密的电子元器件，要确保这些“宝贝”能够再次使用。

还有个难点是“用得久”。可回收火箭要经受多次重复使用、多次再入大气层的考验，需要采用强度高、耐高温、超轻薄的新型复合材料，要攻克一系列材料性能难关，特别是对发动机等部件的可靠性要求尤其高。

所以说，要让火箭安全“回家”，可不像发射那样简单！

二、奇趣谷

当心！宠物也会成为“纵火犯”

许多家庭都养有宠物，你知道吗，宠物也可能成为“纵火犯”，如果平时不注意，它很有可能会酿成大祸。

今年5月，在美国俄克拉荷马州，一只狗把家里的一个充电宝叼出来当作玩具啃咬。

充电宝被咬破了之后，立刻变成了“充电爆”——先是冒出浓烟和火花，然后迅速引燃了床垫，火势又很快蔓延到旁边的沙发……等到救援人员赶过来时，整个房屋已经严重受损。

幸运的是，家里的两只狗和一只猫通过宠物门成功逃出去了，有惊无险。

2023年1月，广西桂平发生一起充电宝引发的火灾事故。

充电宝在家中着火的例子其实有很多。

在没有智能手机就寸步难行的时代，充电宝成了“续命神器”，那它为什么会成为火灾隐患呢？

充电宝一般使用锂离子电池，而锂离子电池中的电解液，使用的成分通常是有机溶剂，具有易燃性。

锂离子电池内部都是薄隔板，比较脆弱，一旦被刺穿或损坏，就会导致内部短路，使得电池内部过热，从而引发一个被称为“热失控”的过程。

电池内部热量的积累，加上正极活性材料在高温下分解产生的氧气，为易燃有机电解质的燃烧提供了必要条件，就可能引起火灾甚至引发爆炸。

那么，怎么预防充电宝着火呢？

莫让充电宝变“充电爆”

我们首先要做的，是购买正规合格的充电宝！

此外，在家中，充电宝和其他带有锂离子电池的设备，要放在儿童和宠物够不着的地方。

另外，还应该避免把电池成堆堆放，最好将含有这些电池的产品分开。不要把它们放在会变热的房间中，也不要把它们放在会被暴晒的车子中，有时候甚至要避免把手机等电子产品长时间放在温暖的口袋中。

平时，我们可以定期检查锂电池，看看有没有破裂、膨胀等异样，并避免长时间或在睡觉期间充电。

虽然锂离子电池起火的频率非常低，但一旦着火，火势通常都很猛烈，很难被扑灭，从而造成严重后果。

国庆长假马上到了，你在计划假期出行安排时，千万别忘了充电宝的安全使用注意事项，做到防患于未然。

三、魔卡荟

1.我国科学家研制核电池

可用上千年、效率最高！

摆脱化学电池的寿命衰减困扰，性能不受温度等多种因素影响，理论上可使用上千年……

苏州大学科研团队联合国内相关院校，提出了一种基于“内置能量转换器”的锕系微型核电池结构设计理念，通过将锕系元素与发光镧系元素的分子层级耦合，实现了放射性核素衰变能到光能转换效率近8000倍的提升，并组装了目前已知效率最高的辐光伏核电池。

这一微型核电池在持续运行200小时内，性能参数几乎没有衰减。

作为近几十年来核电池领域的重要突破之一，这一成果为锕系核素在非核燃料循环领域的资源化利用打开了新的方向。

2.世界首例全眼移植手术效果超预期

长期以来，全眼移植一直是医生和科学家追求的目标。如今，这一技术有了实质性突破。

一名46岁的患者在美国纽约大学朗格尼医学中心接受了全眼和部分面部移植手术，经过一年的术后恢复，移植的眼睛保持健康，视网膜可对光线作出反应，部分恢复了视力。尽管视力未完全恢复，但眼压和血流状态正常，超出了此前动物研究的预期。

这项史无前例的移植手术突破了重建手术和移植医学的界限，为治疗严重面部损伤和通过移植恢复视力带来了新的可能，手术的成功有望促进涉及关键感觉器官复杂移植的进一步发展。

3.超过370天！俄宇航员打破国际空间站单次停留时长纪录

9月20日，俄罗斯航天集团表示，正在国际空间站执行任务的俄罗斯宇航员奥列格·科诺年科和尼古拉·丘布当天打破国际空间站单次停留时长纪录。

俄罗斯航天集团在一份声明中说，莫斯科时间9月20日16时06分51秒，科诺年科和丘布本次在国际空间站执行任务的时长已打破370天21小时22分16秒的纪录。这一纪录由俄罗斯宇航员谢尔盖·普罗科皮耶夫和德米特里·佩捷林，以及美国宇航员弗兰克·鲁比奥于2023年9月创造。