“猎鹰九号”回收失败专家盘点技术难点

国外航天 · 2016-11-4 12:54:28

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“猎鹰九号”着陆瞬间　　美国太空探索技术公司创始人伊隆·马斯克14日兴奋地在推特上发了一张火箭升空图片。当天，该公司的猎鹰九号火箭成功将龙飞船送向国际空间站。但在第二天的火箭回收试验中软着陆又“跌跤”。　　这是该公司继今年1月后，遭遇的又一次火箭海上平台软着陆回收失败。不过他们表示，今年6月将再次开展这项试验。　　一级火箭回收靠谱么？　　该技术离取得成功并投入使用还有多远？多位航天专家觉得，目前很难预测。　　“该公司采用的回收方式是其他国家及航天公司从来没有用过的。既不像航天飞机那样水平回收，也与航天飞机助推器借助降落伞回收不同，而是垂直回收。”航天专家、《国际太空》杂志执行主编庞之浩说。　　他表示，该技术难度很大，首先要让火箭精确降落在回收平台上。这一点目前已基本实现，火箭的返回精度已达到十米左右。　　同时要控制火箭的垂直姿态，这需要借助横向推力器来实现，庞之浩将此喻为“杂技般的平衡”。“火箭的长细比越大，其姿态越难控制。”他说，“这次失败也与其中一台横向推力器的推力过大有关。”　　此外要让火箭实现软着陆，其缓冲发动机的推力也要实现精准控制。　　庞之浩认为，要将上述三项技术完全掌握并做到真正成熟，可能至少还需要几年时间。　　一位不便透露姓名的火箭技术专家向记者表示，此次回收失败表明，太空探索技术公司在火箭姿态控制、支架结构设计及其与箭体结构的匹配等方面还存在问题。　　回收火箭仍需技术突破　　在可重复使用火箭技术领域，包括俄罗斯、中国在内的多个国家都在开展探索，但探索的方式和途径不同。目前国际上提出的火箭回收方式包括伞降回收、气囊回收等，垂直回收是其中一种，但技术难度较大。　　庞之浩介绍，垂直回收方案源于上世纪90年代美国航空航天局的三角快帆研制，太空探索技术公司经过权衡，最后确定了目前的回收方案。　　太空探索技术公司的这项探索并不被业内看好，阿里安、洛马等航天界巨头甚至将其视为天方夜谭。但庞之浩认为，无论成功与否，这种尝试是有意义的。　　“现在的试验方式并不影响火箭发射，而是在火箭完成任务的前提下，对一级火箭进行回收尝试，可谓一举两得。”他说，只要能取得一次成功，再经过不断试验改进，成功率将会越来越高。　　前述火箭专家也表示，如果能有一次技术试验的成功突破，将在箭体姿控、结构设计、回收场设计等各方面技术的攻关、协调上迈出一大步，并能获得一系列遥控数据参数，为后续的试验进一步奠定基础。　　庞之浩认为，该技术一旦成功，将是航天史上的巨大突破。不仅能减少火箭对落区的环境污染和安全威胁，也有望使火箭发射的成本大大降低。　　算算回收火箭的经济账　　“如果只是技术取得突破，但经济方面不合算的话，将难以实现应用。”他说，例如航天飞机，虽然技术先进，但成本大大超出预期。最初预计其发射成本为3000多万美元，实际成本达到4至5亿美元，成为其难以维持的重要原因。　　伊隆·马斯克称，如果火箭能够回收重复利用，人类太空飞行的成本可以降低100多倍。但国内航天评论员向胡璇对此颇有怀疑：“猎鹰九号目前所能赢得的恐怕只有技术能力上的光芒，商业经济成功的可能性，恐怕还得让他们的会计和总师关上门做深入交谈。”　　向胡璇认为，火箭的燃料占自重的80%—90%，按照功能划分，其中主要部分是将火箭送达目的地的必需燃料,而增加了返回能力的猎鹰九号火箭，则要多携带返回所需的燃料，这部分燃料对卫星发射来说没有意义，占据了宝贵的商用载荷，意味着单次发射的利润降低。因此，火箭回收不妨只回收发动机，如燃料箱等并不值得耗费资源收回来。　　对此，前述火箭专家表示，猎鹰九号火箭的芯级发动机和一子级发动机采用了相同构型，现在回收的是一级火箭，并非全箭回收。但进一步采取部分回收的方案，在理论上是可行的。　　同时向胡璇表示，如今火箭溅落点的预测和精度控制能力在不断提高，花钱建造海上平台“接”火箭，未必就比让一艘船去预定溅落海域“捞”火箭省钱。　　庞之浩则介绍说，太空探索技术公司曾经尝试用降落伞进行海上回收，但液体火箭落入海里之后，收回来也无法再次使用。“当然，随着技术发展，未来人类也许能找到更好的回收方案，但这需要逐步探索的过程。”他说。

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