Space X首次实现在海上回收火箭

2016-4-11 12:41

导读：北京时间4月9日凌晨4时52分，美国太空探索技术公司（Space X）成功在大西洋上回收猎鹰9号一级火箭，这也是人类历史上首次在海上实现火箭回收，意义重大。这次成功不但证明海上回收火箭技术是可行的，也将促使人类进入太空的成本降低一至两个数量级，廉价太空时代已越来越近。

Space X海上火箭回收视频

一级火箭首次实现海上回收

此次发射在北京时间4月9日凌晨4时43分进行，发射地点位于美国东部的佛罗里达州卡纳维拉尔角。在发射前，Space X预先将海上回收平台停泊在距离发射场以东约300公里的大西洋上。火箭在升空9分钟后，精准降落在大西洋的一条驳船（海上回收平台）上，整个降落过程相当完美。这也是人类历史上首次在海上实现火箭回收，也是该公司第五次尝试海上回收。

注：火箭平稳的降落在海上驳船上

火箭非常稳当地着陆在海上回收平台上，这说明海上回收火箭技术是可行的。这次成功不但证明海上回收火箭技术是可行的，也将促使人类进入太空的成本降低一至两个数量级，廉价太空时代已经越来越近了。

为什么选择海上回收

相比较陆上回收，海上回收平台（驳船）甲板面积很小，回收对火箭落点精度要求非常高。另外火箭垂直返回海面，对姿态控制要求较高，复杂海况如天气、海浪等也会对火箭着舰稳定产生影响，但海上有陆地回收不具备的优势。

各国发射的火箭几乎都是向东飞行，飞行过程中子级火箭分离时运行轨迹都在斜上方，分离后子级火箭会继续向斜上方飞行一段距离，随后沿抛物线自然落下，其落点位置要比分离时更远离发射场。

注：火箭的陆地（橙色）和海上（红色）回收示意图

海上回收使火箭不需要消耗宝贵的燃料飞回陆地着陆场，直接自然降落即可，驳船可以提前在火箭落点位置停泊等待，火箭可以将剩余燃料消耗在最重要的降落减速上，确保着陆成功。

SpaceX将如何利用这枚火箭

去年12月21日，在完成首次陆上回收火箭后，Space X创始人埃隆·马斯克（Elon Musk）就相当自信地说，要将2016年新回收的火箭再次复用进入太空，而去年陆上回收的这枚火箭仅供测试研究。

后续Space X的测试证明，回收回来的一级火箭相当完美，完全可以进行再次发射。“我想我们将很快积累像一个舰队一样多的回收火箭，这将使我们花费数年的时间去使用它们，并确保它们都工作的很好。”马斯克在去年成功后对记者说。

火箭复用意义重大，人类前往太空不再是天价，载人火星任务也将变得经济可行。这次回收成功的一级火箭如无意外将被Space X重新检测后组装，进行再次发射。如果再次发射成功，这将是人类史上首次载荷发射到太空后，液体火箭的回收再利用，Space X将彻底完成太空商用火箭的复用。

复用火箭会便宜多少

注：Space X之前进行的四次海上回收都失败了，画面下方驳船即是海上回收平台。

至于复用火箭的发射费用会比之前降低多少，Space X总裁兼首席运营官格温·肖特维尔(Gwynne Shotwell)在3月9日一场会议上表示：目前精确确定复用火箭会降低多少费用还为时过早，但是一级火箭燃料费用不到100万美元，而一级火箭回收后整修开支约300万美元，那么回收后再发射的费用降低30%是可行的，发射费用可降至4000万美元。而多次复用成本会更低，甚至每回收一次降30%。如果不回收火箭，Space X目前的发射费用为6000万美元。

新一轮太空竞赛已经开始

注：蓝色起源公司的火箭回收项目

就在Space X成功前一周，4月2日，专注于亚轨道商业飞行的蓝色起源公司，成功将同一枚火箭第三次发射进入太空并再次回收成功。虽然两家公司火箭抵达的高度和回收难度不可同日而语，但对掌握火箭回收技术的执着追求已引起全球商业太空发射市场的变革，这种竞争正在演变为21世纪新一轮太空竞赛。

传统航天企业如美国波音、洛克希德·马丁公司合资的联合发射联盟（ULA）因其高昂的发射价格，商业份额进一步被新兴航天私企蚕食。即使是以发射价格相对廉价著称的俄罗斯火箭，绝大多数国际订单早已被Space X抢走，这还是在此前Space X未有完成火箭回收的情况下。

国内的火箭回收计划

注：研发中心进行运载火箭子级回收群伞空投试验

中国运载火箭技术研究院研发中心的可回收火箭项目始于2011年，和Space X公司提出的可回收火箭研发计划几乎是同一时间。分析国内外研究方案，火箭的回收方式一般有3种：降落伞式、垂直降落式以及给火箭安装“翅膀”的方式。

中国运载火箭技术研究院研发中心可回收火箭团队负责人申麟表示：“就目前来看，我们在‘降落伞+气囊’方式上的进展会快一些，去年完成的热气球投放试验只是一个缩比试验，但验证了我们使用大型群伞的技术能力。总体而言，我们的可回收火箭研究还处于关键技术攻关阶段。中国运载火箭技术研究院研发中心一直在做可回收火箭的研发，我们只是说得少而已。”

“十三五”期间，申麟希望带领团队以现有的研究成果为基础，结合正在论证的采用液氧甲烷做推进剂运载火箭，为真正实现能够大幅降低成本的可回收火箭的研发打下一个良好的基础。