SpaceX海上回收火箭失败 为何不陆上回收？
<p> 在历经4次推迟之后，北京时间3月5日7点35分，SpaceX公司用猎鹰9火箭成功将SES9通信卫星送入太空，但在发射过程中再次尝试海上回收火箭一子级却以失败告终，一子级没有准确降落在驳船中心，箭体在驳船甲板上硬着陆，回收失败。</p><p> SpaceX公司在火箭回收上可以说是屡败屡战，大家应该记得在去年12月21日，猎鹰9火箭一子级成功实现陆上回收，这是人类历史上首次在载荷发射到太空之后，火箭成功软着陆返回地球，创造了人类航天史上的奇迹。</p><p> 既然陆上回收有成功的先例，SpaceX公司此次发射为何不进行陆上回收，而要进行难度更大的海上回收呢？</p><p align="center"></p><p align="center"></p><p> <strong>猎鹰9为何选择了这种回收方式</strong></p><p> 实际上，运载火箭的回收利用有多种方式，航天飞机就通过将运载火箭的主发动机移植到航天飞机轨道器上，通过轨道器的返回自然回收了昂贵的主发动机。从技术上来说，放弃对巨大外挂燃料箱的回收是明智的，但航天飞机的错误在于将载人与运货合二为一。</p><p> 载人运载火箭苛刻的可靠性要求，对于单纯的货运功能来说是不必要的。重达100吨的航天飞机，其货运能力仅29吨，一方面是由于承载航天员本身所付出的代价，另一方面是载人航天器对可靠性和冗余度的高要求造成的。另外，航天飞机的两个固体助推器采用了降落伞减速、海上溅落、打捞回收的方式，这本身就是一个复杂又高成本的过程。</p><p> 从某种意义上说，SpaceX公司采取主动减速、垂直降落的方式就是为了规避航天飞机助推器回收过程所带来的复杂性和高成本。采用猎鹰9火箭的回收方式，无论是在海上平台还是在陆地上，都不存在海水对发动机和箭体的侵蚀问题，回收后的维护相对简单，从技术途径本身来说有利于成本控制。</p><p> <strong>其实选择这条道路是有“苦衷”的</strong></p><p> 猎鹰9火箭采取海上回收的方式其实是无奈的选择，这主要是由运载火箭的能量特性决定的。运载火箭各子级在完成使命并分离后，由于惯性会继续向前向上运动，若不加以控制，最终会落到距离发射点更远的地方。因此，最节省推进剂的回收方式就是在火箭子级的自然落点附近回收。</p><p> 美国除了在西海岸的范登堡空军基地发射太阳同步轨道卫星外，其大部分运载火箭都需要从东部海岸向东发射，这就决定了最节约能量的回收方式就是在运载火箭子级的自然陨落轨迹的方向上设置回收平台，因此也就只能在大西洋上进行海上回收。</p><p> 但海上回收的要求是比较苛刻的：运载火箭细长体的外形，若采用垂直回收的方式，对降落时的姿态有严格的要求，而由于海上回收平台不可能做得很大，因此对火箭回收过程中的位置控制也提出了严格的要求，再加上天气和海浪等因素的影响，使得海上回收更复杂，这些都是海上回收成功率比较低的主要原因。</p><p> 当然，如果运载火箭所承载的载荷比其最大运载能力要小很多时，火箭的剩余推进剂很多，就可以在一子级分离后使用较多的推进剂改变其速度方向，从而能够返回发射场附近，采用陆地回收。这方面的约束条件主要是由于发射场的地理位置造成的。SpaceX公司的副总裁Lee Rosen曾经提出过，他们打算在美国德克萨斯州建立发射场的想法，这样就可以在火箭飞行方向上的佛罗里达州陆地上回收猎鹰火箭。</p><p> 笔者认为佛罗里达州由于人口稠密，且南北方向长度有限，不是理想的降落地点，不能满足发射场对多射向的基本要求，而只能满足特定的发射任务，然而若能在澳大利亚西海岸建立发射场，将一子级的回收地点选择在地广人稀且较为平坦的澳大利亚内陆，这样就可以在很大范围内满足不同轨道类型对发射方向的要求。</p><p> 尽管面临诸多失败的挫折，我们应当看到，采用可重复使用技术是降低航天发射成本的必由之路，有区别的只是到底采用哪种技术途径更合理。我们也期待有更多的航天企业参与到可重复使用运载工具的开发，通过降低发射成本进一步拓展人类航天活动的范围。</p><br />
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