海上回收火箭，改變世界航天格局

科技 09-17

想要完成海上豎「鉛筆」挑戰的其實是一家來自美國的公司，而且這支「鉛筆」還是一枚巨大的火箭。最終，Space X（美國太空探索技術）公司的火箭在完成了向國際空間站運送補給物資的任務後，穩穩地落在了位於大西洋的遙控船上，挑戰成功！

回收火箭的先驅

2015年12月22日，相信許多人的朋友圈都被這樣一條新聞霸了屏：美國Space X公司發射了一枚「獵鷹9號」火箭，在運送Orbcomm 公司的11顆通訊衛星進入軌道後，成功回收了返回的一級火箭，創造了人類太空史上當之無愧的第一。

即便如此，Space X公司的靈魂——埃隆·馬斯克仍不滿足，他還想迎接更高難度的挑戰——海上回收火箭。

2016年4月8日，在美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地，Space X公司的「獵鷹9號」火箭發射升空，10分鐘之後，火箭與飛船成功分離。

通常火箭第一級燃燒完畢後，都會掉落到地面，至於落到何處，那就無法準確定位了。不過，「獵鷹9號」火箭卻在執行完向國際空間站運送「龍」貨運飛船的任務後，從高空返回，並啟動噴火裝置，慢慢減速，最終打開支架，緩緩落到了一艘位於大西洋海面的駁船甲板上。火箭回落到船上時，不僅沒有受到海浪的影響，也沒有出現損壞的跡象。有人說，這次Space X公司向大西洋方向投擲了一桿「標槍」，而這桿「標槍」穩穩地扎在了目標中心。

海上回收火箭，改變世界航天格局

挑戰高難度

相較於陸上回收，海上回收平台（駁船）甲板面積很小，對火箭落點精度要求非常高。此外，火箭垂直返回海面，對姿態控制要求也較高，複雜海況如天氣、海浪等也會對火箭著艦的穩定性產生影響。相信許多人都難以理解，既然Space X公司已經掌握了陸上回收火箭技術，為什麼還要「捨近求遠」，嘗試海上回收火箭呢？

海上回收火箭，改變世界航天格局

事實上，各國發射的火箭幾乎都是向東飛行，其各子級在完成使命並分離後，都會因慣性繼續向前向上運動一段距離，隨後沿拋物線自然落下，其落點位置要比分離時更遠離發射場。而美國的發射基地主要位於東部海岸，因此各落回子級最終會落在距離發射點很遠的大西洋某處。

此外，在陸上回收的一級火箭的飛行軌跡會截然不同。以Space X公司第一次成功回收的「獵鷹9號」為例，火箭從佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地的40號發射場升空，當一級火箭與二級火箭分離後，還進行了一系列翻轉和機動，最後返回了佛羅里達海岸的航天中心，與發射台相距10千米。由此可見，陸上回收的路徑過長，需要耗費大量燃料，從而增加成本。只有當運載火箭所承載的載荷比其最大運載能力小很多，一級火箭中剩餘的推進劑又足夠多時，才可以在一級火箭分離後使用較多的推進劑改變其速度和方向，從而返回指定地點進行陸地回收。而且，陸上回收還要考慮更多的地面安全因素，尤其是著陸失敗可能給著陸區域造成的損害。

因此，對致力於實現太空商用火箭重複使用的Space X公司而言，最節省推進劑的回收方式就是將回收平台搭建在火箭子級的自然落點附近，即大西洋的海平面上。海上回收使火箭不需要消耗寶貴的燃料飛回陸地特定著陸場，直接自然降落即可。駁船可以提前在火箭落點位置停泊等待，火箭只需少量燃料用在最重要的降落減速上就行。

海上回收火箭，改變世界航天格局

航天局面大變革

Space X公司的一系列成功，不僅為公司贏得了足夠豐厚的賺錢砝碼，也讓美國宇航局對它信心倍增。2015年11月，美國宇航局決定，從2017年開始，委託Space X公司為國際空間站運送宇航員。而在此之前，由於太空梭的退役，美國一直依靠俄羅斯的飛船完成此項工作。

在航天技術出現後不久，人們就意識到，依靠火箭發射把載人航天器送上太空，技術落後，成本高昂，並不是長久之計。儘管為了實現太陽系內的遠行，科學家設想過使用空天飛機或電磁發射，但即使幾十年後的技術有了巨大飛躍，這些設想仍舊很難實現。因此無論如何，近幾十年航天器的發射都離不開火箭的運送，而如何解決火箭無法二次利用的問題，從而降低發射成本，就是最關鍵的任務。

Space X公司一級火箭的成功回收，不僅是一次偉大的壯舉，更是一場航天技術的革命。此外，「獵鷹9號」火箭在搖晃的駁船甲板上的精準平穩降落，也讓人們看到了其控制技術的發達。也許未來的飛船在外星球降落時，可以自主選擇在任意地形著陸。

海上回收火箭，改變世界航天格局