火箭回收“前赴后繼”為哪般

北京時間18日凌晨，美國太空探索技術(shù)公司第五次嘗試回收已發(fā)射升空的“獵鷹9”運載火箭的第一級，結(jié)果再次失敗。但是其所用技術(shù)的某些特點、研發(fā)方向和運營模式仍值得研究思考。

海上回收火箭失敗 美國太空探索技術(shù)公司17日成功發(fā)射了搭載一顆海洋觀測衛(wèi)星的“獵鷹9”火箭，但此行更受關(guān)注的火箭第一級海上回收嘗試再次以失敗告終。

當(dāng)?shù)貢r間17日上午10時42分（北京時間18日凌晨2時42分）左右，“獵鷹9”火箭搭載“Jason-3”海洋觀測衛(wèi)星從加利福尼亞州范登堡空軍基地升空，隨即消失在基地上空的濃霧中。

此次任務(wù)的主要目的是將用于監(jiān)測全球海平面高度變化的衛(wèi)星送入太空?；鸺l(fā)射2小時后，美國航天局確認(rèn)這顆造價1.8億美元的衛(wèi)星已成功進(jìn)入軌道。

而此次發(fā)射任務(wù)最令人關(guān)注的是“獵鷹9”火箭第一級能否首次在沒有錨定的海面浮動平臺上“精準(zhǔn)著陸”。盡管該公司于去年12月成功實現(xiàn)了在陸地平臺對“獵鷹9”火箭第一級的回收，但此前數(shù)次海上回收嘗試均以失敗告終。

發(fā)射20多分鐘后，太空探索技術(shù)公司在社交網(wǎng)站推特上說：“第一級火箭對準(zhǔn)了海上無人浮動平臺，但難以著陸，一個著陸支架折斷?！爆F(xiàn)場圖像顯示，火箭傾倒砸在無人海上浮動平臺上。

隨后，該公司確認(rèn)火箭第一級海上回收失敗，稱火箭著陸速度尚可，但著陸過程中一個著陸架失靈，“通過數(shù)據(jù)分析，第一級火箭著陸在無人海上浮動平臺，著陸點距離平臺中心不到1.3米”。

下海就摔說明啥 過去一年多里，美國太空探索技術(shù)公司已先后五次嘗試發(fā)射并回收“獵鷹9”火箭，令人驚訝。航天專家龐之浩說，這種火箭除第三次升空即爆炸以外，最初的兩次海上回收失敗均與燃料不足、垂直降落的火箭第一級沒有受到充分控制有關(guān)。第四次回收成功是通過地面著陸實現(xiàn)的。

之所以此次仍在海上回收，是因為火箭從加利福尼亞州海濱飛到海上后，再讓它飛回陸地太消耗燃料，而讓它在海上機(jī)動的船只平臺上著陸理論上最經(jīng)濟(jì)實惠。但此次失敗說明，“獵鷹9”火箭盡管采用了增大推進(jìn)劑系統(tǒng)冗余、可調(diào)節(jié)推力和多次啟動的火箭發(fā)動機(jī)、主體火箭與助推火箭交叉供給推進(jìn)劑等技術(shù)，但目前這些手段仍不足以應(yīng)對海上較復(fù)雜的氣象條件以及不斷晃動的駁船平臺，以致此次降落速度過快，成了硬著陸。

如果在海面垂直降落最終行不通的話，還有三種回收方式可以考慮：用降落傘垂直下降、無動力滑翔降落、有動力滑翔著陸。但第一種方式會增大載荷，后兩種方式需添加滑翔翼，增加發(fā)射重量，違反了盡可能減重、便于回收、節(jié)約發(fā)射成本等設(shè)計初衷。由此可見，在低成本研制和確?？煽啃灾g，太空探索技術(shù)公司還沒有找到平衡點，仍需繼續(xù)探索。

干嘛非要回收 商業(yè)航天的最大意義是經(jīng)濟(jì)性。據(jù)國際航天專家估算，目前的一次性使用運載火箭將1公斤物品送入太空要花費一兩萬美元。通過優(yōu)秀的總體設(shè)計和充分試驗，“獵鷹9”火箭的近地軌道發(fā)射報價約為6000萬美元，相當(dāng)于每公斤載荷花費4600多美元。

在這一低成本基礎(chǔ)上，如果能回收“獵鷹9”火箭第一級并重復(fù)使用，還可使該火箭的成本再降低80%。如能回收第一級和第二級，就能省去98%的成本。因此，大大節(jié)約火箭發(fā)射總費用的巨大空間是存在的。

但是，回收運載火箭不等于能重復(fù)使用它，重復(fù)使用也不等于省錢。因此必須研制出類似普通飛機(jī)發(fā)動機(jī)那樣可往返天地、重復(fù)使用的火箭發(fā)動機(jī)，每次回收后的維修成本和時間必須很少，且至少能用10次以上才劃算，這是極大的挑戰(zhàn)，突破這一難關(guān)意義重大。

從大方面說，只有解決了回收再利用難題，才能讓更多大型航天器便捷地駛?cè)敫舆b遠(yuǎn)的太空。從應(yīng)用層面說，如此力壓成本可使人造衛(wèi)星的研制費用便宜得多；回收火箭還能保障地面人員和財產(chǎn)安全，有利于保護(hù)環(huán)境。

帶給業(yè)界啥啟示 盡管此次回收試驗再次失敗，但太空探索技術(shù)公司仍完成了衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)，顯示出其較可靠的太空貨物運輸能力。不僅如此，近10年來在美國官方的持續(xù)扶持下，該公司以及軌道ATK公司、內(nèi)華達(dá)山公司、藍(lán)色起源公司等一批美國私營航天企業(yè)獲得長足發(fā)展，它們所具有的運載火箭航天能力已對美國部分傳統(tǒng)大型航天企業(yè)構(gòu)成挑戰(zhàn)。

不久前，在中國“遠(yuǎn)望智庫”、《國際太空》雜志聯(lián)合主辦的“遠(yuǎn)望論壇”上有專家介紹說，倘若把太空探索技術(shù)公司現(xiàn)在承擔(dān)的類似于國際空間站商業(yè)貨運任務(wù)還給美國航天局，仍用傳統(tǒng)模式采購的話，成本將比現(xiàn)在高出4至10倍；假如該公司的貨運“龍”飛船發(fā)射業(yè)務(wù)交給傳統(tǒng)承包商的話，要價會高出2倍。

此外，據(jù)美國航天基金會2015年發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在2010年至2014年間，全球航天業(yè)保持每年6%到7%的穩(wěn)定增長，其經(jīng)濟(jì)總量達(dá)到3300億美元，其中約76%來自商業(yè)航天領(lǐng)域。由此可見，商業(yè)航天正成為帶動全球航天經(jīng)濟(jì)發(fā)展的引擎。

因此有專家指出，商業(yè)航天就是采用市場化手段，運用市場機(jī)制或者按照市場規(guī)律開展的航天活動，是人類航天事業(yè)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物。從目前美國和其他國家的商業(yè)航天現(xiàn)狀不難看出，政府支持是商業(yè)航天發(fā)展的關(guān)鍵，通過立法和政策扶持、釋放商業(yè)航天發(fā)展空間、轉(zhuǎn)移技術(shù)和政府采購等措施，可以促進(jìn)商業(yè)航天持續(xù)發(fā)展。當(dāng)然，航天發(fā)展要分門別類，某些領(lǐng)域還沒有到開放的時機(jī)。摘自《南湖晚報》