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低成本太空旅行时代离我们还有多远?

时间:2017年04月07日 信息来源:光明网 点击: 【字体:

日前,美国SpaceX公司的“猎鹰9号”火箭在美国佛罗里达发射升空,成功将SES-10通信卫星送入同步转移轨道。这是人类首次使用回收的“二手”火箭成功发射卫星。航天专家表示,“二手”火箭的成功发射是一个重要的里程碑,有望促进火箭重复利用、降低发射成本。

“猎鹰9号”火箭在美国佛罗里达发射升空。(图片来源:新华社)


此前几乎所有火箭都只能发射一次,一旦燃料耗尽,火箭就会坠落回到地球,一台价值数千万美元的复杂机器就这样报废了。“这好比将一架只飞过一次的波音747毁掉一样。”SpaceX公司首席执行官,美国科技界“网红”马斯克曾如此比喻。


为了降低发射成本,民间太空公司一直在研发可重复使用的火箭, SpaceX是该领域的佼佼者。“猎鹰9号”火箭从一开始就是按照可回收利用的理念设计的。例如,它的引擎没有最尖端的性能,但也意味着它们更简单、更耐用,因此能够更快速和以更便宜的成本为下一次飞行做好准备。


SpaceX技术团队宣称,一枚火箭退役前或可重复使用10次,能把成本降低80%。在适当翻新的情况下重复使用甚至能达到100次。他们今年计划再试射6枚“二手火箭”。


不过,虽然雄心勃勃的SpaceX计划了一系列大动作,也确实实现了很多人们本认为不可能的事,但重复使用火箭的三道坎,他们其实只迈过了1.1道。《国际太空》杂志执行总编庞之浩表示,SpaceX已基本掌握了火箭回收技术,如今摆在他们面前的还有两个关键技术要突破:一是保证火箭的可靠性,另一个是对回收火箭的低成本、快速维护。


事实上,在这次发射之前,从上世纪70年代首次升空的航天飞机,到最近两年推出的亚轨道航天器,人类在回收式航天器的探索已陆续进行了几十年。


然而,即使是航天器回收领域被最认为成功的航天飞机,也没能实现安全重复使用、降低发射成本的关键目标。1986年美国“挑战者”号航天飞机在第10次发射升空后,因助推火箭发生事故凌空爆炸,7名宇航员全部遇难,成为人类航天史上最严重的一次载人航天事故。


“虽然在理论上可以重复使用,但要保证可靠性非常困难。”中国航天科工二院二部研究员杨宇光表示,火箭发动机的工作环境非常恶劣,燃烧室内的温度能超过3千度,压力能达到上百个大气压。


另外,二次发射前,“猎鹰9号”火箭耗时数月的返厂维修,究竟耗费了多少成本,SpaceX尚未公布答案。庞之浩表示,“目前还属于试验阶段,维修成本可能较高。随着逐渐掌握规律,希望他们能把成本降下来,实现预期目标。”


杨宇光对重复使用火箭的成本算了本细账。除去对回收火箭进行检测、维修还需算上回收过程中诸如测控、运输等花销。同时,很多关键导航制导控制设备都在二级火箭,二级火箭入轨,回收难度及代价更大。“我认为,如果只重复使用一次,成本完全不会降低。”


“火箭从成功到成熟至少几年时间,要开展多项实验,多次反复成熟后,才能进入低成本太空旅行新时代。”庞之浩说。看来,此次“二手”火箭的发射仅仅是敲开了一扇新的大门,太空新技术的成熟之路,依然漫长。 


(作者:蒲潇)
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