中國距離火箭回收還有多遠(yuǎn)

美國太空探索技術(shù)公司SpaceX的“獵鷹-9”運(yùn)載火箭順利完成首次垂直回收，這在世界航天史上寫下濃重一筆。中國也在進(jìn)行重復(fù)使用運(yùn)載火箭的技術(shù)論證和研究工作，但這對(duì)中國航天工業(yè)將是一個(gè)新的考驗(yàn)。

已有規(guī)劃方案 從垂直回收技術(shù)上來看，在回收過程中要通過火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在推力和方向上的不斷調(diào)節(jié)和調(diào)整來進(jìn)行精確控制。這就需要運(yùn)載火箭的推力有大范圍的推力調(diào)節(jié)能力，這對(duì)燃燒、渦輪泵、閥門等各組件要求很高。還需要解決大長徑比的發(fā)動(dòng)機(jī)垂直降落的姿態(tài)控制、支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等一系列難題。更重要的是，回收系統(tǒng)不僅要能夠?qū)崿F(xiàn)基本功能，還要達(dá)到相當(dāng)高的可靠性。另外，其重量、體積必須最小化。否則，它對(duì)于火箭來說是一個(gè)巨大的“累贅”。與傳統(tǒng)一次性運(yùn)載火箭相比，完全可重復(fù)使用火箭搭載的有效載荷要少40%。

火箭的重復(fù)使用對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件的性能和壽命提出了更高要求。目前火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)壽命、試車時(shí)間都是以秒為單位計(jì)算。對(duì)于一次性使用的火箭來說，保證材料和相關(guān)設(shè)計(jì)在短時(shí)間能頂?shù)米∈且粋€(gè)問題，而確保長壽命使用又是另外一個(gè)問題。

美國航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室壓強(qiáng)高達(dá)207個(gè)大氣壓，燃燒室的工作溫度約為3300度（目前最先進(jìn)的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前溫度不到1700度），其一個(gè)小小的渦輪泵的功率就是目前最先進(jìn)主戰(zhàn)坦克發(fā)動(dòng)機(jī)功率的數(shù)十倍。讓這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)順利工作一次就已經(jīng)非常困難，而要重復(fù)使用多次，那么對(duì)材料和工藝的要求將上一個(gè)巨大的臺(tái)階。

加速太空軍事化 運(yùn)載火箭的重復(fù)使用，讓軍用航天的一些設(shè)想也將得以實(shí)現(xiàn)。

美國空軍2003年11月出版的“美國空軍變革飛行計(jì)劃”報(bào)告中，在其未來天基武器藍(lán)圖中引用了“極高速桿束”概念，這就是被傳得神乎其神的“上帝之杖”的原型。不過，這樣一根鎢棒的重量在9噸左右，如果一個(gè)平臺(tái)裝載10根左右的鎢棒，加之結(jié)構(gòu)重量，將達(dá)到100多噸，相當(dāng)于一個(gè)太空站的重量。如果考慮到全球快速打擊，就必須在軌道上部署6-8套這樣的系統(tǒng)，這在經(jīng)濟(jì)上是目前任何國家都不能承受的。未來，一旦掌握火箭重復(fù)使用技術(shù)，那么類似于“上帝之杖”甚至美國當(dāng)年的“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃的設(shè)想，至少在經(jīng)濟(jì)上是可以承受的了。