“猎鹰”9号火箭海上回收平台。
顶住压力持之以恒
据专家介绍，火箭回收技术一般有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。早在人类进入航天时代的上世纪60年代，当时的科学家们就开始验证哪种方案更适宜且更廉价。
美国通用动力公司1962年的一项名为“Nexus”项目，可将超过1000吨载荷的火箭送入近地轨道后安然落向大海。但由于研制难度太高，以至于到现在也没人能做出它来。上世纪90年代，航天飞机之父马科斯·穆勒设计了使用气囊辅助降落伞着陆的K-1火箭，最终因资金链断裂而胎死腹中。
到了本世纪，马斯克利用其研制“蚱蜢”垂直起降试验飞行器，不断进行试验。在前几次发射中，他的团队积极试验降落伞回收方案的可能性；不过，数次的失败证明，这种方案有难以克服的短板：无控再入大气层时，火箭还未减速降低到降落伞开伞的速度和高度，第一级就已经被撕碎解体了。最终，“猎鹰”9号火箭尝试用第二种方案——受控垂直降落来完成回收。
与失败的前辈们相比，马斯克最难能可贵之处就是务实和坚持。他曾在去年的北京极客公园创新者峰会上向公众吐露心声说，为了筹钱试验发射，他不断从自己的另一家公司PayPal拿钱，以至于到了最后一次准备发射时，压力太大的他一夜未合眼。幸运的是，那次发射终于成功了。
此后，该项目向着成功不断逼近。2013年，该火箭三次成功点火；去年，该火箭箭体加上了4只着陆腿，并成功将下落速度降到很低，实现了软落水。而如今，该火箭成功地将着陆精度控制在了10米以内。可以说，其距离成功只剩一步之遥。
马斯克透露，该公司还将在今后两周到三周内再次进行火箭海上平台着陆试验；同时在未来12个月内还计划进行12次发射，继续进行尝试。
他山之石可以攻玉
要真正实现火箭回收，难点有很多。
据我国航天专家、《国际太空》杂志执行主编庞之浩介绍，“猎鹰”9号火箭距离成功至少还有四个关卡：其一是火箭的姿态控制。由于火箭的造型细长，落地时稍有偏差就可能侧翻毁坏。其二是火箭发动机要具有推力可调和多次启动的功能，使火箭的速度由初始的1300米/秒减到2米/秒。其三是箭体需要的轻便复合材料。其四是检测维护的简便性。
相对来说，我国的火箭回收技术尚处于探索阶段，但近年来发展迅速。去年6月，中国航天科技集团公司运载火箭研究院宣布，经过4年技术攻关，我国在火箭助推器回收技术上取得阶段性进展。
据介绍，设计人员通过在火箭助推器上安装外形酷似滑翔伞、质地柔软的“翅膀”，在助推器分离后，采用翼伞归航操纵子系统，来实现助推器的定点回收。目前这项技术已基本攻破，正在进行缩比样机验证，后续将搭载飞行试验来验证其可行性。
在一些业内专家看来，“猎鹰”9号火箭对我国火箭回收研究具有很大启示意义。
以发动机为例，其“蚱蜢”验证机主发动机为泵压式液体火箭发动机，可大范围地调节推力。而目前国内液体泵压式火箭发动机尚不具备大范围推力调节能力，其性能参数和相关系统配置在设计之初甚至就没有考虑推力调节的要求。航天专家孙亮表示，这启示我们，必须在现有发动机系统配置基础上开展包括静态特性分析和动态特性分析在内的深入研究，最终提出一个较为合适的调节范围。此外，如果我国以后的可重复使用火箭也采用有动力方式回收的话，适应较高的混合比偏差控制的阀门也将会是发动机设计的一个重点。
目前，中国航天科技集团公司已经在火箭可重复使用技术的两级入轨系统、助推器选择、重复使用、安全回收等方面展开专门研究。有关专家表示，我国的火箭可重复使用技术研究将密切关注“猎鹰”9号火箭的垂直升降技术，步骤则是始于火箭助推器，“然后是一、二子级实现重复使用，之后是整个火箭实现可重复使用”。
应该说，无论是“猎鹰”9号火箭的示范效应，还是发射要求越来越高、发射市场竞争日益激烈的现实压力，抑或是廉价航天、安全航天、深空探索的美好未来，都促使人类加快攻克回收难关，让火箭变成“飞去来器”。对于人类航天来说，火箭回收技术无疑预示着下一个大航天时代的来临。但是，从目前的情况看，要跨入这个时代，我们要做的显然还有很多。
扫描本文章到手机浏览
扫描关注新时社官方微信
