可回收火箭：打造航天“经济舱”

图为猎鹰9号。

图为SpaceX公司火箭发射场。

河北新闻网讯（河北日报记者郭伟）一旦发射升空，要么被摧毁，要么被抛弃。将人类送入航天时代的火箭，长期以来难以摆脱“一次性”魔咒。

也正因如此，高技术、高价格、高风险成为航天的代名词，耗资巨大的航天探险，让普通民众只能“仰视”，服务普通企业乃至个人的火箭之旅只能出现在科幻电影里。

历史终将被改写。2015年末，美国蓝色起源公司和美国太空探索技术公司（SpaceX）先后回收火箭成功。4月2日，美国蓝色起源公司首次实现“二手火箭”发射再着陆回收。近日，中国运载火箭技术研究院有关技术负责人也回应媒体称，我国可回收火箭技术进入攻关阶段。

抛却复杂的技术突破不提，火箭回收意义简单明了：发射成本有望大幅降低，“低价太空旅行”成为可能。

一个面向商业和大众的航天新时代，行将开启。

1.难度有多大？

——“在狂风中让 扫帚柄直立于手掌上”

北京时间2015年12月22日9时33分，美国太空探索技术公司研制的高度约为70米的猎鹰9号运载火箭升空，将11颗卫星送到近地轨道，8分钟后，火箭返回地面，当第一节火箭垂直落向地面时，推进器运转，火箭减速并保持稳定，以垂直姿态准确降落在印有SpaceX标志的空场上。

这是人类首次成功回收火箭。这一激动人心的历史时刻到来前，是数次惨烈失败。美国太空探索技术公司曾先后三次尝试在海上平台回收火箭均铩羽而归。

2015年2月12日，猎鹰9号虽然在海面上成功软着陆，但最终落入水中。

2015年4月14日，由于横向速度过大，猎鹰9号着陆时未能在甲板上站稳，最终导致倾覆爆炸。

2015年6月28日，猎鹰9号遭遇发射失败，火箭和其运输的飞船在高空爆炸解体。

专家表示，火箭回收技术路径并非一种。除了海上回收和陆上回收外，还可考虑用降落伞垂直下降、无动力滑翔降落、有动力滑翔着陆等方式实现。但这些方式大都有悖于“降低航天成本”初衷。

“和海上回收相比，陆地回收火箭相对对天气和场地要求要宽松，而且手段可以更多，技术相对容易实现。但与在陆地平台回收相比，海上回收成本更低，也正因如此，美国太空探索技术公司直接向难度更大的海上回收发起挑战。虽然多次失败，但勇气和胆识令人敬佩。”北华航天工业学院机电工程学院宇航制造系副教授焦满囤介绍，“实际上，简单或容易只是相对来讲，以现有航天技术而言，无论是陆地还是海上回收，都是很大挑战。”

“难题主要有两个。”焦满囤解释，“首先难在控制火箭姿态。要使细长的箭体垂直精确着陆在指定地点很难。在返回过程中，第一级火箭是通过箭上的液氮推力器来调整姿态的，以应对气动扭矩和旋转的影响。要使其几乎没有任何滚转，在降落过程中一直与地面保持垂直状态，有人形容其难度犹如‘在狂风中让扫帚柄直立于手掌上’。第二大难点是火箭发动机要具有推力可调和多次启动的功能来实现软着陆，这也是现有火箭发动机不具备的特性。”

电子控制系统是火箭的大脑，由遍布箭体的各种传感器获取火箭飞行的各种参数，然后通过信息汇总、计算，及时调整飞行方案。接着通过各种控制部件，执行指令。可以想见，这把在狂风中兀自直立的“扫帚”，需要一套多么强大的电子控制系统。

今年3月和4月，美国太空探索技术公司又先后两次尝试海上回收火箭但最终失败。竞争对手“蓝色起源”则在4月2日再次成功回收火箭。

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、电子控制系统……焦满囤认为，火箭回收要想获得高几率成功，还有待上述技术进一步成熟。