“獵鷹”9號(hào)首次回收功虧一簣可重復(fù)使用火箭初見(jiàn)端倪

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“獵鷹”9號(hào)首次回收功虧一簣可重復(fù)使用火箭初見(jiàn)端倪

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2015年1月10日，“獵鷹”9號(hào)火箭升空

2015年1月10日，美國(guó)“獵鷹”9號(hào)火箭率先進(jìn)行了2015年世界航天的首次發(fā)射。此次發(fā)射有兩大任務(wù)：一是把第五艘載貨型“龍”飛船送入太空，為國(guó)際空間站運(yùn)送補(bǔ)給物資；二是首次試驗(yàn)回收“獵鷹”9號(hào)火箭的第一級(jí)。結(jié)果，第一項(xiàng)任務(wù)雖順利完成，但第二項(xiàng)任務(wù)功敗垂成，火箭第一級(jí)雖然垂直降落在預(yù)先準(zhǔn)備的海上浮動(dòng)回收平臺(tái)上，但是沒(méi)能軟著陸，而是硬著陸，結(jié)果火箭和平臺(tái)全部損毀。

不一樣的火箭

“獵鷹”9號(hào)火箭和它所發(fā)射的“龍”飛船都是由美國(guó)太空探索技術(shù)公司研制的，用于商業(yè)載人天地往返運(yùn)輸。其中“獵鷹”9號(hào)火箭從2002年開(kāi)始研制，設(shè)計(jì)理念是簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，消除或?qū)⒐收献钌倩?；主要特點(diǎn)是高可靠性、低成本和快速響應(yīng)；最終目標(biāo)是打造世界第一種二級(jí)可重復(fù)使用運(yùn)載火箭。

“獵鷹”9號(hào)是一種采用液氧/煤油作為推進(jìn)劑的二級(jí)火箭，總高68.4米，直徑3.7米，有三種構(gòu)型：一種是安裝5.2米直徑整流罩，用于發(fā)射衛(wèi)星；另一種是用于發(fā)射“龍”飛船；還有一種是大型運(yùn)載火箭，即在“獵鷹”9號(hào)的基礎(chǔ)上捆綁2臺(tái)液體助推器（由“獵鷹”9號(hào)第一級(jí)改進(jìn)而成），可發(fā)射大型航天器。“獵鷹”9號(hào)的近地軌道運(yùn)載能力為9.9～32噸，地球同步轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力為4.9～19.5噸。

該火箭的電子設(shè)備具備單點(diǎn)故障冗余能力，這主要是通過(guò)廣泛使用三重冗余設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)，包括三重冗余飛行計(jì)算機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)和閥門(mén)控制器。其導(dǎo)航功能既使用GPS，也使用慣性測(cè)量裝置。

“獵鷹”9號(hào)第一級(jí)安裝了9臺(tái)“隼”1號(hào)C發(fā)動(dòng)機(jī)，目的是在第一級(jí)火箭飛行過(guò)程中，即使單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)從始至終未能點(diǎn)火工作，或在第一級(jí)工作末期多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，“獵鷹”9號(hào)火箭仍能完成發(fā)射任務(wù)，這是一大創(chuàng)新，且已被實(shí)踐證明可行。“隼”1號(hào)C發(fā)動(dòng)機(jī)是一種再生冷卻、泵壓式燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力617千牛，比沖304秒，具有高可靠性和低成本的特點(diǎn)。另外，即使“獵鷹”9號(hào)火箭在發(fā)射臺(tái)上點(diǎn)火后，仍會(huì)被系留在發(fā)射臺(tái)上2.5秒，以監(jiān)測(cè)每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的健康狀況。如果檢測(cè)到異常，可中止發(fā)射任務(wù)。其第二級(jí)由單臺(tái)“隼”1號(hào)C發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。除改用了性能優(yōu)化的加大直徑、膨脹比高的鈮合金噴管外，它幾乎與第一級(jí)的“隼”1號(hào)C發(fā)動(dòng)機(jī)完全一樣，節(jié)流能力強(qiáng)，可將發(fā)動(dòng)機(jī)的推力調(diào)節(jié)至額定推力的60%～100%，使得火箭能夠降低有效載荷的加速度，更加精確地將其送入預(yù)定軌道。

“獵鷹”9號(hào)火箭第一級(jí)的9臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)

“獵鷹”9號(hào)火箭第一級(jí)的4個(gè)著陸支架

“隼”1號(hào)C發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”采用低成本針?biāo)ㄊ絿娮⑵?，其?yīng)用使發(fā)動(dòng)機(jī)變得堅(jiān)固和簡(jiǎn)單。該噴注器易于制造且廉價(jià)，包含的零部件數(shù)量也非常少，具有抗噪性好、對(duì)環(huán)境要求不高、在大范圍的操作環(huán)境下穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。另外，其推進(jìn)劑貯箱由鋁鋰合金制成，比傳統(tǒng)的鋁質(zhì)推進(jìn)劑貯箱質(zhì)量更輕且剛度更強(qiáng)?！矮C鷹”9號(hào)火箭頂端和外層也全部采用超強(qiáng)度鋁鋰合金材料制造，且增加了特制的防熱板，用以保護(hù)火箭在重返地球大氣層時(shí)免遭損壞。

太空探索技術(shù)公司的發(fā)射操作原則是顯著地減少操作人員以及在發(fā)射場(chǎng)消耗的時(shí)間，所以發(fā)射“獵鷹”9號(hào)火箭時(shí)操作既簡(jiǎn)單又高效，并具有較高的成本效率，其標(biāo)稱(chēng)的發(fā)射操作時(shí)間為16天（從火箭運(yùn)抵發(fā)射場(chǎng)開(kāi)始）。

為了滿(mǎn)足載人飛行的要求，“獵鷹”9號(hào)火箭主結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)高達(dá)1.40（一般火箭為1.25）。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及其布局也提升了火箭的可靠性。由于價(jià)格便宜、可靠性高，能以每次5000萬(wàn)～6000萬(wàn)美元的發(fā)射價(jià)格支持航天發(fā)射任務(wù)，所以“獵鷹”9號(hào)火箭現(xiàn)在已獲得大量航天器發(fā)射訂單，供不應(yīng)求。

2015年1月10日的這次發(fā)射是“獵鷹”9號(hào)火箭的第七次發(fā)射，也是其第五次為國(guó)際空間站執(zhí)行物資運(yùn)送任務(wù)，于北京時(shí)間17∶47升空，17：52進(jìn)行第一級(jí)與第二級(jí)火箭分離，18：01進(jìn)行第二級(jí)火箭與“龍”飛船的分離，隨后“龍”飛船太陽(yáng)能電池板成功展開(kāi)，并按預(yù)定計(jì)劃進(jìn)入了空間站的對(duì)接軌道。至此，此次發(fā)射的第一項(xiàng)任務(wù)，也是最主要的任務(wù)宣告成功！

“首吃螃蟹”惜敗

這次發(fā)射的第二項(xiàng)任務(wù)雖是次要任務(wù)，但更令人關(guān)注，因?yàn)槭鞘状位厥铡矮C鷹”9號(hào)火箭的第一級(jí)到海上浮動(dòng)回收平臺(tái)上。其成功的標(biāo)準(zhǔn)：一是第一級(jí)火箭能以超音速度從太空返回地球；二是證明火箭上的著陸支架對(duì)火箭上升段沒(méi)有影響；三是二次重啟主發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)減速；四是用氮推力器實(shí)現(xiàn)第一級(jí)垂直返回的姿態(tài)控制；五是成功打開(kāi)著陸支架；六是以接近零的速度精確著陸在指定的海上浮動(dòng)回收平臺(tái)上。該平臺(tái)被稱(chēng)為“自主航天港無(wú)人駕駛船”，長(zhǎng)91米，寬52米，裝有可移動(dòng)平臺(tái)的推力器，這個(gè)在深海鉆井平臺(tái)基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的平臺(tái)即使遇到風(fēng)暴，其位置保持精度也能控制在3米以?xún)?nèi)，它還具備為返回的第一級(jí)火箭加注燃料的能力，以便重復(fù)使用。

眾所周知，航天發(fā)射成本長(zhǎng)久以來(lái)居高不下，運(yùn)送質(zhì)量為1千克的物質(zhì)上天的成本至少為1萬(wàn)美元，重要原因就是發(fā)射航天器的運(yùn)載火箭是一次性使用的。由于“獵鷹”9號(hào)火箭的總造價(jià)約為5000萬(wàn)美元，而其推進(jìn)劑的成本只有20萬(wàn)美元。如果能重復(fù)使用，就可以大大降低成本。如果能回收并重復(fù)使用第一級(jí)，可節(jié)省資金在80%；如果第二級(jí)也能回收并重復(fù)使用，發(fā)射成本將降至當(dāng)前的1%。

世界上第一個(gè)以火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力、垂直起降的完全重復(fù)使用運(yùn)載器“三角快帆”

另外，回收火箭還能保障地面人員和財(cái)產(chǎn)的安全，因?yàn)楝F(xiàn)在的火箭發(fā)射時(shí)被拋下的部件中，除了第三級(jí)火箭外，其他部件會(huì)因?yàn)楦叨炔蛔悖瑹o(wú)法完全燃燒而成為殘骸降落到地面或水面，不可避免地會(huì)有火箭殘骸落入民居從而損壞財(cái)物，甚至傷人。回收火箭也可以保護(hù)環(huán)境，因?yàn)橐恍┗鸺剂鲜怯卸镜模看伟l(fā)射后會(huì)殘留一些，這些殘留燃料會(huì)隨著火箭落地而污染環(huán)境。如果能回收第一級(jí)甚至第二級(jí)火箭，就可使火箭殘骸不會(huì)砸在地面和水中完全解體，也就不會(huì)讓剩余燃料更多地污染環(huán)境。所以，回收運(yùn)載火箭意義重大，但風(fēng)險(xiǎn)也很大，是人類(lèi)在航天探索中又一次“吃螃蟹”。萬(wàn)事開(kāi)頭難，這次“獵鷹”9號(hào)火箭的第一級(jí)已垂直降落在海上浮動(dòng)回收平臺(tái)上，不過(guò)它在最后一步時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，硬撞在回收平臺(tái)上，從而導(dǎo)致著陸失敗。

火箭回收技術(shù)發(fā)展

要實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭的可重復(fù)使用，回收技術(shù)是關(guān)鍵。據(jù)權(quán)威專(zhuān)家介紹，目前火箭回收技術(shù)有四種方案：第一種是降落傘垂直下降方案，即在火箭分離后先進(jìn)行空中制動(dòng)變軌進(jìn)入返回地球大氣層的返回軌道，接著在低空采用降落傘減速，最后打開(kāi)氣囊或用緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)著陸；第二種是動(dòng)力反推垂直下降方案，其空中變軌制動(dòng)同第一種，但在低空采用發(fā)動(dòng)機(jī)反推減速，以垂直下降方式降落地面，“獵鷹”9號(hào)火箭即采用這種方案；第三種是無(wú)動(dòng)力滑翔飛行水平降落方案，即箭體采用翼式飛行體，在變軌制動(dòng)后，火箭依靠翼身的氣動(dòng)力滑翔飛行，像飛機(jī)一樣水平降落返回地面；第四種是有動(dòng)力滑翔水平降落方案，即箭體采用裝有渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的翼式飛行體，在返回地面過(guò)程中可啟動(dòng)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行巡航機(jī)動(dòng)飛行，可實(shí)現(xiàn)更大范圍的回收區(qū)選擇。

美國(guó)航天飛機(jī)是目前世界上惟一實(shí)現(xiàn)可回收的航天運(yùn)輸器，并能部分重復(fù)使用。它由助推器、軌道器和外貯箱三大部分組成。助推器相當(dāng)于運(yùn)載火箭的第一級(jí)，它在分離后飛行速度不大，所以沒(méi)進(jìn)行空中變軌制動(dòng)，回收采用降落傘垂直下降方案。軌道器相當(dāng)于運(yùn)載火箭第二級(jí)，飛行速度較大，在返回地球大氣層之前進(jìn)行變軌制動(dòng)來(lái)降低飛行速度并改變飛行方向（調(diào)整姿態(tài)返回），航天飛機(jī)軌道器是翼式飛行體，回收采用無(wú)動(dòng)力滑翔飛行水平降落方案，它能像飛機(jī)一樣水平滑翔降落于預(yù)定回收地點(diǎn)的機(jī)場(chǎng)跑道上。外貯箱是一次性使用設(shè)備，不能回收。美國(guó)航天飛機(jī)在回收技術(shù)上取得了巨大成功，但由于風(fēng)險(xiǎn)大、費(fèi)用高而退役了。

其實(shí)，早在20世紀(jì)90年代末期，美國(guó)麥道公司就開(kāi)始用“三角快帆”（又叫“德?tīng)査旆保╋w行器試驗(yàn)動(dòng)力反推垂直下降技術(shù)。“三角快帆”是世界上第一個(gè)以火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力、垂直起降的完全重復(fù)使用運(yùn)載器。它進(jìn)行了4次飛行試驗(yàn)，最大飛行高度3155米，然后像直升機(jī)一樣，用4臺(tái)小發(fā)動(dòng)機(jī)反推減速，最終達(dá)到平穩(wěn)著陸的目的。后來(lái)由于在第四次飛行試驗(yàn)中“三角快帆”被燒毀，使該計(jì)劃提前結(jié)束。不過(guò)，“三角快帆”的垂直起降試驗(yàn)表明，火箭采用動(dòng)力反推垂直下降技術(shù)是可行的。然而，要實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭的垂直起降需攻克三大關(guān)鍵技術(shù)。

“獵鷹”9號(hào)火箭第一級(jí)回收時(shí)著陸裝置展開(kāi)

“蚱蜢”火箭成功垂直著陸

第一是控制火箭姿態(tài)。因?yàn)樵绞羌?xì)長(zhǎng)的東西，越不好控制其姿態(tài)，要使細(xì)長(zhǎng)的箭體垂直精確著陸在指定地點(diǎn)就更難。在返回過(guò)程中，“獵鷹”9號(hào)第一級(jí)火箭是通過(guò)箭上的液氮推力器來(lái)調(diào)整姿態(tài)的，以應(yīng)對(duì)氣動(dòng)扭矩和旋轉(zhuǎn)的影響，使其幾乎沒(méi)有任何滾轉(zhuǎn)，在降落過(guò)程中一直與地面保持垂直狀態(tài)。有人形容其難度猶如“在狂風(fēng)中讓掃帚柄直立于手掌上”。另外，箭體上還有4個(gè)可展開(kāi)的側(cè)翼，用于通過(guò)GPS衛(wèi)星制導(dǎo)來(lái)協(xié)助控制火箭朝平臺(tái)降落，使其最終落地的精度在10米以?xún)?nèi)。2015年1月10日的這次返回，“獵鷹”9號(hào)火箭第一級(jí)的落點(diǎn)相當(dāng)準(zhǔn)確。

第二是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)要具有推力可調(diào)和多次啟動(dòng)的功能。為了動(dòng)力反推，火箭多帶了一些燃料。在第一級(jí)返回的不同高度，火箭質(zhì)量會(huì)隨著燃料快速消耗而明顯減小，所以其反推發(fā)動(dòng)機(jī)需要采用不同大小的推力，以實(shí)現(xiàn)軟著陸?！矮C鷹”9號(hào)是通過(guò)部分主發(fā)動(dòng)機(jī)的二次點(diǎn)火來(lái)減速的。在火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)的控制軟件中設(shè)置了矢量推力點(diǎn)，它能控制火箭的下落速度。在火箭升空約3分鐘時(shí)，其第一級(jí)與第二級(jí)火箭分離，此后第一級(jí)要二次重新啟動(dòng)火箭部分主發(fā)動(dòng)機(jī)，以制動(dòng)減速。第一次重啟旨在降低第一級(jí)的降落速度，使其能夠降落到距離卡納維拉爾角數(shù)百千米的大西洋海面；當(dāng)?shù)谝患?jí)火箭快要落入大西洋時(shí)，再重啟它的另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，以進(jìn)一步減速。最終要使火箭的速度由初始的1300米/秒減到2米/秒。另外，在第一級(jí)接近海上浮動(dòng)回收平臺(tái)前，安裝在第一級(jí)底部的4個(gè)著陸支架要打開(kāi)，它由碳纖維和鋁蜂窩板制成，高約7.62米，帶有液壓減震器，可進(jìn)一步減少垂直著陸時(shí)的巨大沖擊，從而在回收平臺(tái)上軟著陸。著陸后8秒內(nèi)，箭上計(jì)算機(jī)仍要不斷傳回信號(hào)，直至第一級(jí)呈現(xiàn)水平狀態(tài)時(shí)為止。在2015年1月10日第一級(jí)的回落過(guò)程中，“獵鷹”9號(hào)很可能沒(méi)有控制好速度，導(dǎo)致其與回收平臺(tái)發(fā)生碰撞。

第三是運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)要能重復(fù)使用，且每次飛行后只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單維修和加注就能再次發(fā)射。目前的運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)都是一次性使用的，只有航天飛機(jī)實(shí)現(xiàn)了部分重復(fù)使用。航天飛機(jī)的軌道器可重復(fù)使用100次，軌道器上的主發(fā)動(dòng)機(jī)可重復(fù)使用50次，固體助推火箭可重復(fù)使用20次。但航天飛機(jī)的軌道器在每次飛行后，要經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的維修并耗費(fèi)大量資金。所以，必須研制出像普通飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)那樣的可重復(fù)使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，且每次回收后的維修成本和時(shí)間必須很少才行。

加拿大機(jī)械臂-2捕獲載貨型“龍”飛船

在海上回收載貨型“龍”飛船

探索鑄就輝煌

首次回收“獵鷹”9號(hào)第一級(jí)火箭失敗在預(yù)料之中。美國(guó)太空探索技術(shù)公司CEO馬斯克在發(fā)射前就表示，回收的成功率不會(huì)超過(guò)50%。發(fā)射后，馬斯克說(shuō)，“回收接近成功，但最終功虧一簣，希望將來(lái)一切都好”。太空探索技術(shù)公司最初在研制和發(fā)射“獵鷹”1號(hào)火箭時(shí)，前三次發(fā)射都失敗了，但經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)，第四次發(fā)射終于成功了。此后，發(fā)射的“獵鷹”9號(hào)火箭全部獲得成功。正是這種不怕失敗的科學(xué)探索精神成就了該公司的宏圖偉業(yè)。

其實(shí)，在此之前，太空探索技術(shù)公司已進(jìn)行過(guò)大量的火箭動(dòng)力反推垂直下降試驗(yàn)，其中包括多次發(fā)射只裝有1臺(tái)“隼”1號(hào)D發(fā)動(dòng)機(jī)的“蚱蜢”火箭，其第一次回收時(shí)的飛行高度為73米，然后成功著陸；此后回收時(shí)的飛行高度逐步增加，現(xiàn)已達(dá)到744米。今后有可能依次增到1524米、2286米、3505.2米等。

2010年首次發(fā)射“獵鷹”9號(hào)火箭時(shí)，配備了降落傘以減緩第一級(jí)落入海洋時(shí)的速度，但第一級(jí)火箭沒(méi)能挺過(guò)再入大氣層時(shí)遭遇的空氣阻力。2013年9月，升級(jí)之后的“獵鷹”9號(hào)火箭在首次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)時(shí)，曾經(jīng)嘗試過(guò)在水上回收第一級(jí)火箭，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供應(yīng)不足，從而使火箭第一級(jí)砸在水面上而四分五裂。在2014年4月試驗(yàn)中，“獵鷹”9號(hào)第一級(jí)已能降至懸停程度，成功地實(shí)現(xiàn)了歷史上第一次火箭的軟著陸，但該火箭隨后在公海上側(cè)翻并毀壞，以致無(wú)法修復(fù)。在2014年7月的試驗(yàn)中，對(duì)“獵鷹”9號(hào)第一級(jí)火箭進(jìn)行了軟著陸測(cè)試，即它在接近海平面時(shí)被調(diào)整成水平方向，目的是希望可以完好無(wú)損地回收，但海水破壞了箭體，因而也無(wú)法重復(fù)使用。在這些回收試驗(yàn)中，回收的著陸精度在10千米以?xún)?nèi)。而在2015年1月10日的回收試驗(yàn)中，著陸精度要求為10米，因?yàn)榛鸺谝患?jí)要落在海上浮動(dòng)回收平臺(tái)上。

今后，太空探索技術(shù)公司還將試驗(yàn)回收“獵鷹”9號(hào)火第二級(jí)的技術(shù)。其第一級(jí)由亞軌道垂直返回，由于第二級(jí)飛得高，所以難度更大，回收再入大氣層時(shí)需要熱防護(hù)系統(tǒng)保護(hù)才行。

華盛頓大學(xué)空間研究院教授羅杰斯頓認(rèn)為，可重復(fù)使用火箭極具吸引力，因?yàn)樗墒姑看伟l(fā)射的費(fèi)用大大降低，這就意味著能設(shè)計(jì)比現(xiàn)在便宜得多的衛(wèi)星，而不必再花費(fèi)大量資金來(lái)確保其長(zhǎng)壽命的工作狀態(tài)，因?yàn)榘l(fā)射費(fèi)用很便宜，如果衛(wèi)星壞了，再發(fā)射一顆填補(bǔ)空缺便是”。英國(guó)金斯頓大學(xué)火箭實(shí)驗(yàn)室主管貝克博士也有同感，他表示，如果能夠?qū)⒒鸺l(fā)射費(fèi)用成功降低50%以上，那么更多的太空應(yīng)用將會(huì)變得可能。

2017年將投入使用的載人型“龍”飛船

也有人擔(dān)心“獵鷹”9號(hào)重蹈航天飛機(jī)覆轍。當(dāng)年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)航天飛機(jī)的初衷也是通過(guò)研制可重復(fù)使用的航天器來(lái)降低費(fèi)用，然而航天飛機(jī)技術(shù)和維護(hù)的極度復(fù)雜性讓這種節(jié)約成本的初衷完全成了泡影。歐洲咨詢(xún)公司的維蘭認(rèn)為：“火箭發(fā)射市場(chǎng)的客戶(hù)們并不關(guān)心火箭的可重復(fù)使用性，他們要的是在盡可能便宜的情況下實(shí)現(xiàn)高可靠的發(fā)射服務(wù)?！彼f(shuō)：“可重復(fù)使用性是服務(wù)提供方面臨的問(wèn)題，而不是客戶(hù)面臨的問(wèn)題。衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)方一般而言只有三個(gè)大的要求：按時(shí)，保質(zhì)，價(jià)格合理。”美國(guó)洛克希德·馬丁公司發(fā)射服務(wù)部主管克利夫表示，回收火箭是一個(gè)天方夜譚。因?yàn)榛厥栈鸺婕安牧峡茖W(xué)、控制，還涉及運(yùn)行效率。關(guān)鍵是若要回收某種東西，就得把更多的物體和重量發(fā)射入軌。這必須對(duì)物理定律做更多的研究才能做到。

但不管怎樣，美國(guó)太空探索技術(shù)回收運(yùn)載火箭的試驗(yàn)已經(jīng)邁出了堅(jiān)實(shí)的第一步，成功地?cái)噭?dòng)了火箭工業(yè)界。即使不重復(fù)使用，“獵鷹”9號(hào)發(fā)射成本也很低，并可提供全套的發(fā)射服務(wù)，包括任務(wù)綜合費(fèi)用、發(fā)射場(chǎng)費(fèi)用和附加費(fèi)用。這些已讓傳統(tǒng)火箭發(fā)射的供應(yīng)商感到威脅，為此歐洲2014年開(kāi)始研發(fā)下一代新型火箭“阿里安”6號(hào)，以提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格，但該火箭仍是一次性使用的。如果今后“獵鷹”9號(hào)可以重復(fù)使用，那么一切都不在話(huà)下。回收火箭究竟是天方夜譚還是一種可以實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想呢？也許現(xiàn)在是天方夜譚，但未來(lái)未必是。

太空探索技術(shù)公司還擬搶在美國(guó)航空航天局之前，率先研制出“重型獵鷹”火箭。該火箭可以把質(zhì)量達(dá)53噸的有效載荷送到近地軌道，且很便宜，并能滿(mǎn)足載人航天的條件，有望于2015年首次試射，引起航天工業(yè)的重大變革。該公司也在考慮研制更為強(qiáng)大的火箭—“超級(jí)獵鷹”，其運(yùn)載能力將是“重型獵鷹”的3倍。借助這種火箭，無(wú)論是重返月球、進(jìn)軍火星或者其他更遠(yuǎn)的天體都沒(méi)有問(wèn)題。馬斯克希望在10～20年內(nèi)率先把航天員送上火星。

在“龍”飛船研制方面，太空探索技術(shù)公司也采用了創(chuàng)新設(shè)計(jì)和技術(shù)?！褒垺憋w船可以客貨兩用，分載貨型和載人型兩種。這樣設(shè)計(jì)的好處是可以降低風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約成本。因?yàn)樵摴究上韧ㄟ^(guò)發(fā)射多艘載貨型“龍”飛船來(lái)掌握飛船的主要技術(shù)，降低研制載人型“龍”飛船的研制難度和風(fēng)險(xiǎn)，并及早獲得商業(yè)利益（它還是目前惟一可以返回的貨運(yùn)飛船，因而能帶回一些空間站上的實(shí)驗(yàn)樣品等）。然后以此為基礎(chǔ)，花較少的費(fèi)用和時(shí)間就能研制出載人型“龍”飛船。為了確?！褒垺憋w船能快速?gòu)呢涍\(yùn)艙轉(zhuǎn)換成乘員艙，除了乘員逃逸系統(tǒng)、生命保障系統(tǒng)和允許乘員利用飛行計(jì)算機(jī)控制船載控制系統(tǒng)外，載貨型“龍”飛船的貨艙和載人型“龍”飛船的乘員艙在結(jié)構(gòu)上幾乎是相同的。另外，未來(lái)的“龍”飛船另一大特點(diǎn)是不像目前的飛船只能使用1次，而是可重復(fù)使用10次。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，研制可重復(fù)使用的火箭和飛船還可使人類(lèi)探訪(fǎng)甚至移居其他星球的夢(mèng)想成真?，F(xiàn)在載人航天最大的瓶頸之一就是成本太高，限制了進(jìn)入太空的人數(shù)。如果可重復(fù)使用航天技術(shù)取得實(shí)用性進(jìn)展，未來(lái)將會(huì)大大加速人類(lèi)進(jìn)入太空的步伐。

責(zé)任編輯：劉靖鑫