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“猎鹰九号”回收失败 专家从技术、经济多角度给出解读

时间:2015年04月20日 信息来源:科技日报 点击: 【字体:

“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。


(作者:佚名)
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