SpaceX成功回收火箭創造歷史 打敗諸多航天大國

北京時間22日9時左右，美國私營公司SpaceX的“獵鷹-9”運載火箭帶著11顆衛星順利升空。然而，人們關心的並不是它的衛星或者發射本身，而是它的第一級火箭能否順利回收。10分鐘后，答案揭曉，“獵鷹-9”的第一級火箭成功回收。這是人類首次成功回收軌道運載火箭，稱得上是航天發射史上的一次裡程碑事件。如果人類能掌握火箭回收與重復使用技術，未來航天發射的成本有望大大降低。

“在狂風中豎起一個掃把”

據美國媒體報道，SpaceX此次沒有選擇通過海上平台去回收火箭，而是直接在地面上回收。卡納維拉爾角的LaunchComplex 1是此次火箭著陸的目標地點，未來SpaceX大部分火箭回收也將在這裡完成。在此次發射之前，SpaceX曾兩次嘗試回收火箭，但都沒有成功。

這次回收到底有多難呢？《國際太空》雜志執行主編龐之浩22日將這次回收比喻為，“在狂風中讓一根掃帚穩穩地直立在手掌上”。他認為，回收火箭首先要解決火箭著陸精度問題，要能夠回收到預定地點。其次，火箭要以垂直的姿態降落，必須解決姿態控制問題，越是豎長的物體，越難以控制。第三，要解決減速問題，必須是軟著陸，又不用降落傘，所以隻能用反向推力裝置。而且，回收的過程是一個變速過程，因為火箭的燃料越來越少，所以在這個變速過程中如何始終解決好以上的幾大問題，難度非常高。據介紹，可靠控制是由兩部分組成的，一部分是位於火箭上端的格柵舵，另一個就是發動機本身。

龐之浩認為，SpaceX吸取了之前幾次失敗的教訓，將以上三個方面控制得很好。同時，調高了安全系數，之前的幾次發射計劃都被推遲，就是要把所有可能出現的問題都解決掉，並等待最好的氣象條件。還有一個重要原因，這次回收從某種程度上講是降低了一定的難度，放棄了之前的海上平台回收，而選擇在陸地回收。陸地上氣象條件更好，回收面積也可以更大，平台更穩定。還有就是增加了火箭動力，從而可利用額外動力使火箭第一級在著陸平台上降落並回收。不過，在陸上降落可能意味著火箭在空中飛行更長，消耗的燃料更多。

第一枚成功回收的軌道運載火箭

嚴格來說，“獵鷹-9”並非第一枚實現回收的火箭，而是第一枚成功實現回收的軌道運載火箭。因為今年11月24日，亞馬遜CEO杰夫·貝索斯旗下太空公司BlueOrigin成功將New Shepard火箭發射到約100.5公裡的高度，火箭隨后又成功返回發射場。這是全球第一個發射升空后又完好無損返回地面的火箭。

那麼，相對於上述可回收火箭，“獵鷹-9”又先進在哪裡呢？“獵鷹-9”的目標是將有效荷載運送到近地軌道，而New Shepard的目標只是將乘客送往亞軌道。龐之浩表示，New Shepard是試驗型亞軌道火箭，無論從飛行高度還是速度都和進行軌道發射的運載火箭不是一個量級。而“獵鷹-9”是一枚成熟的業務型軌道運載火箭，如何把有效載荷安全、可靠、經濟地送入軌道，是它首先要考慮的問題，回收系統必須是在經濟可承受范圍內的試驗。而New Shepard則是一枚試驗性質的火箭，可以把更多的重量放在這次軟著陸上。另外，“獵鷹-9”第一級的長徑比遠遠大於前者，控制難度更大。

一家私營公司打敗了眾多航天大國嗎？

龐之浩22日對《環球時報》記者表示，這次一級火箭成功回收是具有裡程碑意義的事件。以往的運載火箭都是一次性使用，成本很高，就好比一架波音747從紐約飛到洛杉磯之后就必須再重新制造一架。所以各國航天專家都希望能通過重復使用火箭以大大降低成本，這次算是SpaceX成功邁開了火箭回收的第一步。

龐之浩認為，這次的成功只是一個開始，意味著這項技術具有可行性，但想要真正掌握這一技術，還需要通過多次試驗驗証其可靠性，由成功變成成熟。一級火箭回收是第一步，接下來要驗証火箭的發動機是否可以重復使用，不過美國有著回收並重復使用航天飛機的經驗和技術儲備。美國在掌握了這項技術之后，還將進一步驗証回收二級火箭的可行性。一旦這些技術可以完全實現，將大大降低航天發射成本，使人類航天發射的最大難題得到突破。如果回收並重復使用第一級，可以降低成本80%，而如果能回收並利用第二級將可以降低成本的98%。

不過，目前回收乃至重復使用火箭仍存在不小的挑戰。一次成功不代表完全掌握，距離技術成熟更有不小的距離。而火箭回收之后，能否經過簡單修理，就可以加注燃料再次使用，這還需要驗証，美國之前的航天飛機就是因為回收之后維修的成本太高，加之航天飛機本身的死重太大，所以不得不放棄，因此這又是一道很大的難關。除了火箭的回收技術本身以外，還要提高火箭發動機的使用壽命。目前的火箭發動機，隻需要工作幾十分鐘，然后就棄之不用了。實現可重復使用，對發動機的結構、材料性能都是一個巨大的考驗。

在SpaceX公司的火箭成功回收之后，鋪天蓋地的消息都是對於這種技術的贊嘆，甚至有一種說法認為，馬斯克(SpaceX公司CEO)這個男人“干翻”了美俄中三個航天大國，但這真的是一家私營企業獨立完成的嗎？看看之前接受《環球時報》記者採訪的中國航天領域權威專家是怎麼說的：雖然號稱是商業發射，但這些私營航天企業並非白手起家，NASA向它們提供了數十年來積累的技術成果，否則光是重新打造一整套火箭研制和發射系統，都是這些企業不可能完成的任務。（環球時報特約記者 張亦馳 本報記者 劉 揚）