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火箭回收“前赴后继”为哪般

发布日期:2016年01月18日字体: 【大】【中】【小】

  北京时间1月18日凌晨,美国太空探索技术公司第五次尝试回收已发射升空的“猎鹰9”运载火箭的第一级,结果再次失败。但是其所用技术的某些特点、研发方向和运营模式仍值得研究思考。

  下海就摔说明啥

  过去一年多里,美国太空探索技术公司已先后五次尝试发射并回收“猎鹰9”火箭,令人惊讶。航天专家庞之浩说,这种火箭除第三次升空即爆炸以外,最初的两次海上回收失败均与燃料不足、垂直降落的火箭第一级没有受到充分控制有关。第四次回收成功是通过地面着陆实现的。

  之所以此次仍在海上回收,是因为火箭从加利福尼亚州海滨飞到海上后,再让它飞回陆地太消耗燃料,而让它在海上机动的船只平台上着陆理论上最经济实惠。但此次失败说明,“猎鹰9”火箭尽管采用了增大推进剂系统冗余、可调节推力和多次启动的火箭发动机、主体火箭与助推火箭交叉供给推进剂等技术,但目前这些手段仍不足以应对海上较复杂的气象条件以及不断晃动的驳船平台,以致此次降落速度过快,成了硬着陆。

  如果在海面垂直降落最终行不通的话,还有三种回收方式可以考虑:用降落伞垂直下降、无动力滑翔降落、有动力滑翔着陆。但第一种方式会增大载荷,后两种方式需添加滑翔翼,增加发射重量,违反了尽可能减重、便于回收、节约发射成本等设计初衷。由此可见,在低成本研制和确保可靠性之间,太空探索技术公司还没有找到平衡点,仍需继续探索。

  干嘛非要回收

  商业航天的最大意义是经济性。据国际航天专家估算,目前的一次性使用运载火箭将1公斤物品送入太空要花费一两万美元。通过优秀的总体设计和充分试验,“猎鹰9”火箭的近地轨道发射报价约为6000万美元,相当于每公斤载荷花费4600多美元。

  在这一低成本基础上,如果能回收“猎鹰9”火箭第一级并重复使用,还可使该火箭的成本再降低80%。如能回收第一级和第二级,就能省去98%的成本。因此,大大节约火箭发射总费用的巨大空间是存在的。

  但是,回收运载火箭不等于能重复使用它,重复使用也不等于省钱。因此必须研制出类似普通飞机发动机那样可往返天地、重复使用的火箭发动机,每次回收后的维修成本和时间必须很少,且至少能用10次以上才划算,这是极大的挑战,突破这一难关意义重大。

  从大方面说,只有解决了回收再利用难题,才能让更多大型航天器便捷地驶入更加遥远的太空。从应用层面说,如此力压成本可使人造卫星的研制费用便宜得多;回收火箭还能保障地面人员和财产安全,有利于保护环境。

  带给业界啥启示

  尽管此次回收试验再次失败,但太空探索技术公司仍完成了卫星发射任务,显示出其较可靠的太空货物运输能力。不仅如此,近10年来在美国官方的持续扶持下,该公司以及轨道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长足发展,它们所具有的运载火箭航天能力已对美国部分传统大型航天企业构成挑战。

  不久前,在中国“远望智库”、《国际太空》杂志联合主办的“远望论坛”上有专家介绍说,倘若把太空探索技术公司现在承担的类似于国际空间站商业货运任务还给美国航天局,仍用传统模式采购的话,成本将比现在高出4至10倍;假如该公司的货运“龙”飞船发射业务交给传统承包商的话,要价会高出2倍。

  此外,据美国航天基金会2015年发布的统计数据,在2010年至2014年间,全球航天业保持每年6%到7%的稳定增长,其经济总量达到3300亿美元,其中约76%来自商业航天领域。由此可见,商业航天正成为带动全球航天经济发展的引擎。

  因此有专家指出,商业航天就是采用市场化手段,运用市场机制或者按照市场规律开展的航天活动,是人类航天事业发展到一定阶段的必然产物。从目前美国和其他国家的商业航天现状不难看出,政府支持是商业航天发展的关键,通过立法和政策扶持、释放商业航天发展空间、转移技术和政府采购等措施,可以促进商业航天持续发展。当然,航天发展要分门别类,某些领域还没有到开放的时机。来源: 新华社

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