圖為獵鷹9號(hào)。
圖為SpaceX公司火箭發(fā)射場(chǎng)。
河北新聞網(wǎng)訊（河北日?qǐng)?bào)記者郭偉）一旦發(fā)射升空，要么被摧毀，要么被拋棄。將人類送入航天時(shí)代的火箭，長(zhǎng)期以來(lái)難以擺脫“一次性”魔咒。
也正因如此，高技術(shù)、高價(jià)格、高風(fēng)險(xiǎn)成為航天的代名詞，耗資巨大的航天探險(xiǎn)，讓普通民眾只能“仰視”，服務(wù)普通企業(yè)乃至個(gè)人的火箭之旅只能出現(xiàn)在科幻電影里。
歷史終將被改寫(xiě)。2015年末，美國(guó)藍(lán)色起源公司和美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）先后回收火箭成功。4月2日，美國(guó)藍(lán)色起源公司首次實(shí)現(xiàn)“二手火箭”發(fā)射再著陸回收。近日，中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院有關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人也回應(yīng)媒體稱，我國(guó)可回收火箭技術(shù)進(jìn)入攻關(guān)階段。
拋卻復(fù)雜的技術(shù)突破不提，火箭回收意義簡(jiǎn)單明了：發(fā)射成本有望大幅降低，“低價(jià)太空旅行”成為可能。
一個(gè)面向商業(yè)和大眾的航天新時(shí)代，行將開(kāi)啟。
1.難度有多大？
——“在狂風(fēng)中讓 掃帚柄直立于手掌上”
北京時(shí)間2015年12月22日9時(shí)33分，美國(guó)太空探索技術(shù)公司研制的高度約為70米的獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭升空，將11顆衛(wèi)星送到近地軌道，8分鐘后，火箭返回地面，當(dāng)?shù)谝还?jié)火箭垂直落向地面時(shí)，推進(jìn)器運(yùn)轉(zhuǎn)，火箭減速并保持穩(wěn)定，以垂直姿態(tài)準(zhǔn)確降落在印有SpaceX標(biāo)志的空?qǐng)錾稀?/p>
這是人類首次成功回收火箭。這一激動(dòng)人心的歷史時(shí)刻到來(lái)前，是數(shù)次慘烈失敗。美國(guó)太空探索技術(shù)公司曾先后三次嘗試在海上平臺(tái)回收火箭均鎩羽而歸。
2015年2月12日，獵鷹9號(hào)雖然在海面上成功軟著陸，但最終落入水中。
2015年4月14日，由于橫向速度過(guò)大，獵鷹9號(hào)著陸時(shí)未能在甲板上站穩(wěn)，最終導(dǎo)致傾覆爆炸。
2015年6月28日，獵鷹9號(hào)遭遇發(fā)射失敗，火箭和其運(yùn)輸?shù)娘w船在高空爆炸解體。
專家表示，火箭回收技術(shù)路徑并非一種。除了海上回收和陸上回收外，還可考慮用降落傘垂直下降、無(wú)動(dòng)力滑翔降落、有動(dòng)力滑翔著陸等方式實(shí)現(xiàn)。但這些方式大都有悖于“降低航天成本”初衷。
“和海上回收相比，陸地回收火箭相對(duì)對(duì)天氣和場(chǎng)地要求要寬松，而且手段可以更多，技術(shù)相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)。但與在陸地平臺(tái)回收相比，海上回收成本更低，也正因如此，美國(guó)太空探索技術(shù)公司直接向難度更大的海上回收發(fā)起挑戰(zhàn)。雖然多次失敗，但勇氣和膽識(shí)令人敬佩�！北比A航天工業(yè)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院宇航制造系副教授焦?jié)M囤介紹，“實(shí)際上，簡(jiǎn)單或容易只是相對(duì)來(lái)講，以現(xiàn)有航天技術(shù)而言，無(wú)論是陸地還是海上回收，都是很大挑戰(zhàn)。”
“難題主要有兩個(gè)�！苯�?jié)M囤解釋，“首先難在控制火箭姿態(tài)。要使細(xì)長(zhǎng)的箭體垂直精確著陸在指定地點(diǎn)很難。在返回過(guò)程中，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。要使其幾乎沒(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’。第二大難點(diǎn)是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)要具有推力可調(diào)和多次啟動(dòng)的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)軟著陸，這也是現(xiàn)有火箭發(fā)動(dòng)機(jī)不具備的特性。”
電子控制系統(tǒng)是火箭的大腦，由遍布箭體的各種傳感器獲取火箭飛行的各種參數(shù)，然后通過(guò)信息匯總、計(jì)算，及時(shí)調(diào)整飛行方案。接著通過(guò)各種控制部件，執(zhí)行指令。可以想見(jiàn)，這把在狂風(fēng)中兀自直立的“掃帚”，需要一套多么強(qiáng)大的電子控制系統(tǒng)。
今年3月和4月，美國(guó)太空探索技術(shù)公司又先后兩次嘗試海上回收火箭但最終失敗。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手“藍(lán)色起源”則在4月2日再次成功回收火箭。
增大推進(jìn)劑系統(tǒng)冗余、可調(diào)節(jié)推力和多次啟動(dòng)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、主體火箭與助推火箭交叉供給推進(jìn)劑、電子控制系統(tǒng)……焦?jié)M囤認(rèn)為，火箭回收要想獲得高幾率成功，還有待上述技術(shù)進(jìn)一步成熟。
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