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观察:“可回收”火箭真是在火星建造城市的关键一步?

2015-12-23 18:54:52   来源:人民网-国际频道

    人民网12月23日讯 北京时间22日9时左右,美国私营公司SpaceX的“猎鹰-9”运载火箭搭载11颗卫星,在佛罗里达州卡纳维拉尔角顺利升空。然而有一件事盖过了“一箭十一星”的风头——在发射10分钟后,第一级火箭从天而降,稳稳地“站”在发射场上。这就是人类首次成功回收轨道运载火箭的场景。

【为何要回收】成本太高

资料图片:火箭成功回收瞬间

此次成功回收的新型火箭“猎鹰-9”,创造了人类太空史上的多个第一,除成功将Orbcomm公司的11颗通讯卫星送入预定轨道外,还被认为“十分完美”地回收了一级火箭。费尽周折将火箭回收,“杂耍”般地演绎“高难度”动作,这是何故?一个字,钱。

众所周知,自“亚特兰蒂斯号”航天飞机2011年7月21日结束飞行任务起,意味着长达30年的载人航天飞机项目永久终结。美国宇航局之所以冒着冒犯数千高科技人员就业问题的风险也要为之,除了所谓载人风险性外,最重要的还是因为一次次地回收导致维修成本居高不下,加之航天飞机本身死重太大“耗油高”,不得不放弃。

据国际在线12月22日报道,宇宙飞行咨询公司NexGenSpace的CEO米勒在见识了“猎鹰-9”顺利回收后表示:“SpaceX和蓝色起源的成功标志着宇宙飞行新时代的到来,未来的市场将属于可回收火箭,其他国家在此领域必将奋起直追。”

SpaceX公司CEO埃隆·马斯克表示,“猎鹰-9”造价虽然达1600万美元,但燃料只需20万美元,若将火箭回收的常态化,能大大降低发射成本,为企业赢得更多的发射订单。细细分析,如果火箭回收技术在不远的将来能变得更加成熟和稳定,必将带来整个私人航天工业的大地震——如同某大企业家所言,“廉价火箭的时代可能到来”。

【为何难度大】精度太高

资料图片:海面回收火箭设想

未来发射火箭真的跟打个“飞的”般简单?看看专家们的意见。

就目前而言,火箭回收技术有4种方案:第一种是降落伞垂直下降方案,第二种是动力反推垂直下降方案,第三种是无动力滑翔飞行水平降落方案,第四种是有动力滑翔水平降落方案。此次“猎鹰-9”的一级火箭回收,用的是第二种方案。之所以如此,是因为之前的多次失败:2014年4月,SpaceX的实验火箭在海上“软着陆”失败,在公海侧翻后爆炸;今年6月28日,同样是“猎鹰-9”型火箭在向国际空间站运输货物时发生爆炸。

环球网12月23日报道称,《国际太空》杂志执行主编庞之浩将这次回收比喻为“在狂风中让一根扫帚稳稳地直立在手掌上”。他认为,回收火箭首先要解决火箭着陆精度问题,要能够回收到预定地点;其次,火箭要以垂直的姿态降落,必须解决姿态控制问题,而越是竖长的物体越难以控制;第三,不用降落伞的前提下解决减速问题,达成“软着陆”,只能使用反向推力装置;由于重力加速度的影响,回收过程中是一个变速过程,而火箭的燃料却越来越少,需要精确控制消耗。

庞之浩认为,SpaceX吸取了之前几次失败的教训,放弃了之前的海上平台回收方案,而选择在陆地回收,甚至将发射时间一再推后,以等待最佳气象时机,因此实际上降低了难度。他指出,即便如此,火箭回收之后,能否经过简单修理就能加注燃料再次使用,还需验证——目前火箭发动机的设计理念只保证无故障工作几十分钟,之后弃之不用,若要实现可持续使用,对发动机的结构和材料性能都是一个巨大的考验。

据悉,在6月出现太空爆炸后,SpaceX花费了6个月时间并纠正火箭的问题,最快只能在2016年2月才能重新为美国国家航空局提供服务。

【为何民企做】星际移民梦

资料图片:埃隆·马斯克与自己公司的产品合影

此次“猎鹰-9”成功回收,网络各种舆论交织在一起,其中一种声音是一家民营企业“打败”了中美俄等航天大国,事实真是如此吗?

环球时报此前曾援引中国航天领域权威专家的话说,虽然马斯克表示SpaceX公司是商业发射,但美国的私营航天企业背后有美国国家航空航天局(NASA)提供积累数十年的技术成果,绝非人云亦云的“白手起家”——否则光是重新打造一整套火箭研制和发射系统,都是一两家民营企业遥不可及的任务。

事实上“猎鹰-9”也不是第一个成功回收的例子。一个月以前的11月24日,亚马逊创始人杰夫·贝索斯旗下的太空公司蓝色起源,就成功地将New Shepard太空火箭发射到计划高度,随后火箭成功地返回发射场。这才是人类第一个发射升空后又完好无损地返回地面的火箭,当时就有评论称Blue Origin率先于SpaceX生产出可重复利用的火箭。从这个意义上说,“猎鹰-9”的成功,有借鉴“前人”的因素。

再看看马斯克本人。他曾被评为“最接近乔布斯的人”,作为美版“支付宝”——PayPal的创始人,在2002年PayPal被易趣(eBay)以15亿美元收购后,拿出1亿美元创立了SpaceX商业火箭公司——目标是在22世纪实现星际移民。在他看来,火箭回收技术一旦实现,人类星际旅行和移民的成本将大大降低,在不损耗火箭本身的情况下,花点“油钱”飞越地球,何乐而不为。

“我们现在所做的一切,是在火星上建造城市的关键性一步。”马斯克说。从他这句话可见,可回收火箭只是漫漫征程中的第一步,一切美好的预测现在都还只是猜测。

但有一点可以确定,该公司已经宣布,此次回收成功的火箭不会继续进行发射。因此,回收火箭是否真的成功“废物再利用”,仍待观察。