美国火箭首次在船上软着陆 发射成本有望降至1%

来源: 北京晨报 
美国火箭首次在船上软着陆 发射成本有望降至1%

[导读]一次成功的海上回收距廉价太空发射还远得很,也不是所有人都相信火箭回收就能降低发射成本,美国的航天飞机就是反例。但无论如何,正如马斯克所言,这次软着陆成功至少证明海上回收技术上可行。

北京时间9日凌晨,美国太空探索技术公司在屡次尝试失败后,终于让“猎鹰9”运载火箭第一级在一艘无人船上成功实现软着陆,这在火箭回收史上还是第一次。此次海上回收成功具有重要的象征意义。它如何能实现?对未来航天发射将产生怎样的影响?

“猎鹰”回收先进在哪里?

回收技术以着陆支架、姿态控制技术、推进剂交叉供应和高效发动机为亮点

回收航天器并不新鲜,但回收火箭的难度要远大于航天飞机、飞船和返回式卫星。这是因为越是细长的飞行物,越不好控制其空中姿态,要使细长的火箭箭体精确地在海上平台垂直着陆,是难上加难。

中国航天专家庞之浩介绍说,实现这一突破需攻克两大关键技术:一是通过运载火箭上的液氮推力器来调整飞行姿态,使火箭几乎没有任何滚转,在降落 过程中一直与地面保持垂直;二是火箭发动机要具有推力可调、多次启动等功能,以便软着陆。“猎鹰9”火箭可通过主发动机3次点火制动减速,来控制火箭的下 落速度,由每秒1300米减速为每秒2米。

在不久前中国“远望智库”、《国际太空》杂志合办的“远望论坛”上,有资深航天工程师指出,“猎鹰9”一级火箭的回收技术以着陆支架、姿态控制技术、推进剂交叉供应和高效发动机为亮点。

这些技术单项看来与一些航天大国的现有技术相比并没先进到哪儿去,但将它们组合起来的系统却非常优异。这意味着不论火箭技术、卫星技术,还是探测器外星着陆技术,都可以集成在一起,系统更优化、指标更先进,这体现出火箭系统设计的出色能力。

对未来航天有何影响?

一旦火箭第一级达到有效快速重复使用的程度,发射成本有望降为百分之一

对“猎鹰9”海上回收成功,太空探索技术公司创始人、首席执行官埃隆·马斯克欢呼:“这是通往星空的又一步。”美国商业太空飞行协会发表声明 说,快速可重复使用的火箭是更经济可行的未来太空飞行的关键,今天的成功是在这个领域“迈出的一大步”。美国空间新领域基金会说,这次降落不仅将对航天产 业产生影响,也将对未来的人类创新产生影响。

去年12月,太空探索技术公司曾成功在陆地回收“猎鹰9”火箭第一级。但是海上回收火箭难度大,因为海面无人船只有足球场那么大,且不断移动摇摆。此前4次海上回收尝试均以失败告终。

当被要求评价此次成功回收的意义时,马斯克说:“要走向太空,就需要获得(火箭)完全而且快速的可重复使用性能。一旦火箭第一级可以这样做,这将对发射成本产生重大影响。”

按计划,此次回收的火箭第一级将在10日运回陆地。马斯克说,这枚火箭将进行10次点火测试,如果一切情况良好,最早将在今年6月再次发射。他表示,火箭可重复使用很重要,但可能还要再过上几年才能有效地做到这一步,在这期间仍将会见到一些失败。

展望未来,马斯克说,一个目标是让火箭第一级重复用上10到20次,然后经过整修再用上100次左右;另一个目标是火箭第一级重复使用的时间间 隔缩短至几个星期。“猎鹰9”火箭本身成本在6000万美元左右,而每次加注燃料的费用在20万到30万美元之间。因此一旦火箭第一级达到有效快速重复使 用的程度,届时发射成本将有望降到现在的百分之一。

一次成功的海上回收距廉价太空发射还远得很,也不是所有人都相信火箭回收就能降低发射成本,美国的航天飞机就是反例。但无论如何,正如马斯克所言,这次软着陆成功至少证明海上回收技术上可行。

■分析

为何“猎鹰”能成功?

近些年来,在美国航天局等政府机构的支持下,美国轨道ATK公司、内华达山公司、蓝色起源公司等一批美国私营航天企业获得了长足发展,太空探索技术公司更是它们中的佼佼者。

与股东多为金融机构的上市企业洛克希德-马丁公司、波音公司不同,太空探索技术公司是完全属于其创始人的未上市企业,其特点是企业高度一体化, 有意识地模糊部门界限以促进信息交流;采用高效扁平化管理结构和优秀个体组成的小型团队;其成员能通过交叉培训,更多地参与开发过程,敢于采用创新的设计 和技术;在火箭里采用可靠性高的工业级元件,而不用成本高5倍的航天级元件;在一年内进行4次火箭回收试验,即使失败了官方也未追责和取消订单。

马斯克创建太空探索技术公司的目标,是以低成本火箭发射与传统航天机构竞争,抢占商业发射市场。迄今,这家公司以低成本为国际空间站送货、发射卫星、成功回收火箭等业绩都说明,在航天的某些领域采用商业模式有利于推动创新、降低成本、高速发展。

责任编辑:马玉萍