楊開(kāi) （北京航天長(zhǎng)征科技信息研究所）

?

火箭一子級(jí)回收技術(shù)日趨成熟，但復(fù)用仍需時(shí)間

楊開(kāi) （北京航天長(zhǎng)征科技信息研究所）

美國(guó)東部時(shí)間2016年6月15日，美國(guó)獵鷹-9在完成預(yù)發(fā)射任務(wù)后回收第一級(jí)時(shí)，因1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)故障而回收失敗。不過(guò)此前的2016年5月27日，獵鷹-9改進(jìn)型執(zhí)行泰國(guó)通信衛(wèi)星高軌任務(wù)時(shí)，在海上回收獲得成功，這是獵鷹-9連續(xù)第3次成功在海上回收。自2015年12月以來(lái)，美國(guó)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）在火箭一子級(jí)回收計(jì)劃上取得的成就令人驚嘆，從低軌任務(wù)的陸地回收到低軌任務(wù)的海上回收，再到高軌任務(wù)的海上回收，獵鷹-9火箭不斷刷新紀(jì)錄，一子級(jí)回收技術(shù)漸入佳境，證明了有動(dòng)力垂直返回技術(shù)是一種可行的重復(fù)使用方案，但目前還不成熟。

1 引言

SpaceX公司成立之初的目標(biāo)就是要打破傳統(tǒng)發(fā)射服務(wù)運(yùn)營(yíng)商的高昂價(jià)格，因此，在火箭方案設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)考慮到了重復(fù)使用的問(wèn)題。根據(jù)SpaceX公司和美國(guó)航空航天局（NASA）在2006年簽訂的太空行動(dòng)協(xié)議，獵鷹-9v1.0型的一二子級(jí)都將采用重復(fù)使用設(shè)計(jì)，但是并沒(méi)有提及具體的設(shè)計(jì)方案。2010年，獵鷹-9v1.0型首飛時(shí)一子級(jí)外表面安裝燒蝕材料，內(nèi)部安裝降落傘，試驗(yàn)降落傘回收火箭一子級(jí)的方案。但是采用鋁鋰合金結(jié)構(gòu)的一子級(jí)在返回過(guò)程中因承受不住氣動(dòng)載荷和熱載荷而解體，傘降回收的嘗試失敗。隨后，SpaceX公司決定放棄傘降方案，迅速轉(zhuǎn)向有動(dòng)力的垂直返回技術(shù)：2012年就開(kāi)始利用獵鷹-9v1.0一子級(jí)改造的“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)驗(yàn)證垂直起降技術(shù)；2013年初淘汰獵鷹-9v1.0，為適應(yīng)有動(dòng)力垂直返回方案而設(shè)計(jì)的獵鷹-9v1.1投入使用。

麥·道公司的DC-X垂直起降驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行垂直起降飛行試驗(yàn)

SpaceX公司的重復(fù)使用技術(shù)發(fā)展途徑

2 SpaceX公司火箭一子級(jí)回收之路

SpaceX公司選擇的垂直反推回收方案與麥 道公司（McDonnell Douglas）在20世紀(jì)90年代提出的“德?tīng)査旆保―C-X/XA）方案類似。DC-X裝有4臺(tái)RL-10A-5發(fā)動(dòng)機(jī)，推力可以在30%～100%之間調(diào)節(jié)，共進(jìn)行了8次飛行試驗(yàn)，最高飛行高度為2652m。DC-XA是DC-X技術(shù)驗(yàn)證機(jī)的改進(jìn)型，共進(jìn)行了4次飛行試驗(yàn)，第三次飛行高度達(dá)到3200m，飛行器在第4次飛行試驗(yàn)中爆炸被毀，原計(jì)劃進(jìn)行的第5次飛行試驗(yàn)也被取消，該項(xiàng)技術(shù)驗(yàn)證計(jì)劃也隨之提前結(jié)束。

雖然技術(shù)方案相同，但是SpaceX公司更多是瞄準(zhǔn)了技術(shù)應(yīng)用而非單純的演示驗(yàn)證，采用 “驗(yàn)證機(jī)驗(yàn)證——發(fā)射任務(wù)驗(yàn)證——回收嘗試”的發(fā)展途徑，從2012年初開(kāi)始利用“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證，到2015年底首次回收成功，SpaceX公司的進(jìn)步速度之快令人驚訝，但是火箭回收之路并非一蹴而就，其技術(shù)發(fā)展過(guò)程也值得深思。

第一步：驗(yàn)證機(jī)驗(yàn)證

SpaceX公司共使用了2臺(tái)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)：“蚱蜢”垂直起降技術(shù)驗(yàn)證機(jī)和獵鷹-9可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)（F9R-Dev1）。“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行了8次試驗(yàn)，已經(jīng)停止使用，獵鷹-9R-Dev1進(jìn)行了5次試驗(yàn)，在2014年8月進(jìn)行的第5次試驗(yàn)中炸毀。

（1）“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)

“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)以獵鷹-9v1.0火箭一子級(jí)為基礎(chǔ)改造，高約32m，裝有1臺(tái)推力540kN的灰背隼-1D發(fā)動(dòng)機(jī)。底部安裝了4支配有液壓減震裝置的金屬著陸支架和1套金屬支撐結(jié)構(gòu)，在著陸前起緩沖作用。驗(yàn)證機(jī)垂直起飛、垂直著陸，試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)全程保持工作，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量控制實(shí)現(xiàn)箭體姿態(tài)穩(wěn)定，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)推力大范圍調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)上升、懸停、減速和著陸。

“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)共進(jìn)行了8次飛行試驗(yàn)。然而，“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)的飛行高度僅有744m，試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)積累也不夠多，所以為了進(jìn)一步推動(dòng)其垂直起降技術(shù)的發(fā)展，SpaceX公司又開(kāi)展了可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)的試驗(yàn)。

（2）可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)

結(jié)束“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)的試驗(yàn)之后，SpaceX公司利用獵鷹-9v1.1火箭一子級(jí)改造形成了獵鷹-9可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)，高約42m，裝有3臺(tái)灰背隼-1D發(fā)動(dòng)機(jī)以及4個(gè)碳纖維鋁合金蜂窩結(jié)構(gòu)的著陸支架?？芍貜?fù)使用驗(yàn)證機(jī)還裝有冷氣反作用控制系統(tǒng)進(jìn)行輔助的姿態(tài)控制。

“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)

“蚱蜢”垂直起降驗(yàn)證機(jī)試驗(yàn)情況匯總表

可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行了5次低空飛行試驗(yàn)，最大飛行高度1000m，在2014年8月進(jìn)行的第5次飛行試驗(yàn)中炸毀。

2014年4月17日，可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)完成首次垂直起降試驗(yàn)，飛行高度250m，時(shí)間不到1min。在試驗(yàn)機(jī)的飛行試驗(yàn)中，其著陸架呈展開(kāi)狀態(tài)（著陸架收起狀態(tài)長(zhǎng)7m，展開(kāi)長(zhǎng)度為18m），起飛時(shí)只有1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)試驗(yàn)場(chǎng)包括發(fā)射臺(tái)和著陸臺(tái)兩部分，驗(yàn)證機(jī)在飛行中需要進(jìn)行橫向移動(dòng)。

可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)

2014年5月1日，可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行第二次飛行試驗(yàn)，高度1000m，時(shí)間大約2min，其他情況與首次飛行試驗(yàn)類似。

獵鷹-9上的格柵翼

2014年6月17日，可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)進(jìn)行第三次飛行試驗(yàn)，高度仍為1000m，試驗(yàn)時(shí)間大約2min，此次飛行中采用了格柵翼進(jìn)行控制，格柵翼大約在1min11s時(shí)打開(kāi)。

2014年8月1日，根據(jù)SpaceX公司在美國(guó)航空航天學(xué)會(huì)（AIAA）2014年的航天大會(huì)上的報(bào)告，可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)又進(jìn)行了一次飛行試驗(yàn)，對(duì)新的作動(dòng)器和軟件系統(tǒng)進(jìn)行了研究。

2014年8月22日，可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)在進(jìn)行第5次飛行試驗(yàn)時(shí)發(fā)生故障，觸發(fā)了飛行終止系統(tǒng)（FTS）致使飛行器在空中解體爆炸。此次事故沒(méi)有造成人員損傷。在之前的試驗(yàn)中，可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)的3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中僅有一臺(tái)工作，而此次發(fā)生故障的試驗(yàn)中，3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都處于工作狀態(tài)。

第二步：發(fā)射任務(wù)技術(shù)驗(yàn)證

2013年9月29日，獵鷹-9v1.1火箭首飛便開(kāi)始進(jìn)行一子級(jí)回收技術(shù)的驗(yàn)證，包括發(fā)動(dòng)機(jī)重啟、返回彈道、姿態(tài)控制、推力調(diào)節(jié)、著陸支架等，與驗(yàn)證機(jī)計(jì)劃同步開(kāi)展。

（1）2013年9月29日，獵鷹-9v1.1型火箭的首次飛行

按計(jì)劃，火箭一子級(jí)9臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中的3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)將重啟兩次。在實(shí)際任務(wù)中，發(fā)動(dòng)機(jī)第二次重啟失敗?；鸺蛔蛹?jí)的第一次重啟成功，將一子級(jí)送入再入軌道，地面控制中心獲得相關(guān)數(shù)據(jù)；但在二次重啟中，由于一子級(jí)箭體因故障發(fā)生滾轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)提前關(guān)機(jī)，一子級(jí)最終墜入范登堡空軍基地以南幾百英里的太平洋海域。

（2）2014年4月18日，獵鷹-9v1.1型火箭執(zhí)行第3次“國(guó)際空間站”“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”（CRS-3）任務(wù)

在本次任務(wù)中，獵鷹-9v1.1型火箭一子級(jí)首次安裝了7.6m長(zhǎng)的著陸架，著陸架采用碳纖維和鋁合金蜂窩材料，利用高壓氦氣氣動(dòng)系統(tǒng)展開(kāi)，伸展長(zhǎng)度為18m，總質(zhì)量為2t?；鸺谄痫w3min后一、二級(jí)分離，飛行高度80km，飛行速度馬赫數(shù)為10。此后，一子級(jí)3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)兩次重啟調(diào)整速度方向并減小再入速度，向距卡納維拉爾角東北部幾百千米的大西洋海域著陸區(qū)域降落。

發(fā)射結(jié)束后，通過(guò)修復(fù)得到的視頻證明一子級(jí)著陸架成功展開(kāi)，并垂直降落在海面上。此外，公司的遙測(cè)數(shù)據(jù)表明一子級(jí)滾轉(zhuǎn)速度接近于零，傳感器工作正常。

（3）2014年7月14日，獵鷹-9v1.1火箭發(fā)射軌道通信公司（ORBCOMM）的6顆衛(wèi)星

獵鷹-9著陸支架

在本次發(fā)射中，SpaceX公司再次嘗試回收一子級(jí)。獵鷹-9火箭一子級(jí)在返回地面過(guò)程中重啟3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)火箭一子級(jí)的受控下降，并預(yù)計(jì)在落入海面前展開(kāi)攜帶的4個(gè)著陸架，降落目的地是卡納維拉爾角東北方向幾百千米遠(yuǎn)的海域。隨后，SpaceX公司公布了一子級(jí)垂直降落的視頻，著陸支架成功展開(kāi)。

（4）2014年9月21日，獵鷹-9v1.1火箭執(zhí)行第4次 “商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”任務(wù)

此次發(fā)射任務(wù)中，NASA派出兩架飛機(jī)監(jiān)控火箭一子級(jí)有動(dòng)力再入返回過(guò)程，并收集了相關(guān)的飛行數(shù)據(jù)。NASA希望利用這些數(shù)據(jù)研究未來(lái)火星著陸的問(wèn)題，而SpaceX公司則可以依靠這些數(shù)據(jù)改進(jìn)其一子級(jí)可重復(fù)使用技術(shù)。

第三步：回收嘗試

經(jīng)過(guò)“蚱蜢”驗(yàn)證機(jī)和可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)的飛行試驗(yàn)，以及獵鷹-9v1.1飛行任務(wù)中的4次技術(shù)驗(yàn)證之后，SpaceX公司從2015年開(kāi)始著手進(jìn)行火箭一子級(jí)的回收嘗試，分別于2015年12月和2016年4月首次實(shí)現(xiàn)了一子級(jí)的陸地和海上回收。

（1）2015年1月10日，獵鷹-9v1.1火箭執(zhí)行第5次“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”任務(wù)

將二子級(jí)送入預(yù)定軌跡后，一子級(jí)準(zhǔn)備開(kāi)始返回大西洋上距離發(fā)射點(diǎn)354km的海上回收平臺(tái)——自主航天港無(wú)人船（ASDS）。馬斯克稱，在平臺(tái)上著陸就像尋找一個(gè)針尖大小的目標(biāo)，試驗(yàn)成功的機(jī)率只有50%。

一子級(jí)與二子級(jí)分離15s之后，一子級(jí)利用冷氣姿態(tài)控制系統(tǒng)離開(kāi)二子級(jí)的羽流，之后繼續(xù)上升達(dá)到最高點(diǎn)140km處，重新啟動(dòng)部分發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行回程點(diǎn)火，控制縱程距離，開(kāi)始瞄準(zhǔn)91m×52m的無(wú)人船。之后，一子級(jí)進(jìn)入彈道飛行階段。進(jìn)入大氣層后，一子級(jí)展開(kāi)4個(gè)格柵翼，這些格柵翼已經(jīng)在可重復(fù)使用驗(yàn)證機(jī)飛行器上進(jìn)行過(guò)低空低速的驗(yàn)證。4個(gè)格柵翼各自獨(dú)立控制，采用兩自由度設(shè)計(jì)，可同時(shí)滾轉(zhuǎn)和傾斜，允許在大氣層飛行過(guò)程中進(jìn)行復(fù)雜的制導(dǎo)控制。一子級(jí)的3臺(tái)灰背隼-1D發(fā)動(dòng)機(jī)在70km的高度再次點(diǎn)火反推，降低再入速度。加上空氣阻力的作用，一子級(jí)速度從1200m/s降低至250m/s。在飛越大氣層的過(guò)程中，一子級(jí)重心很低（幾乎沒(méi)有推進(jìn)劑，質(zhì)量集中在底部的發(fā)動(dòng)機(jī)上），利用格柵翼保持飛行器的姿態(tài)穩(wěn)定，并進(jìn)行俯仰角度修正，進(jìn)一步調(diào)整縱程距離，瞄準(zhǔn)海上回收平臺(tái)的位置。此時(shí)，海上平臺(tái)附近（保持安全距離）布置了一艘支援船只，記錄一子級(jí)的遙測(cè)數(shù)據(jù)和視頻。

在最后的著陸點(diǎn)火時(shí)，只有中心的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)再次啟動(dòng)，一子級(jí)最后精確調(diào)整飛行路線，垂直地下降到平臺(tái)的X標(biāo)記上方。在下降前10s，4個(gè)著陸支架利用增壓氦氣展開(kāi)。

獵鷹-9著陸過(guò)程的模擬畫(huà)面

結(jié)果表明，一子級(jí)成功找到了“針尖”大的平臺(tái)，但是未能夠在平臺(tái)上站立，一子級(jí)返回時(shí)著陸速度過(guò)高且姿態(tài)傾斜，撞毀在平臺(tái)上?；厥諊L試失敗之后SpaceX公司表示，火箭上安裝的格柵翼從高超聲速到亞聲速飛行階段的工作都非常好，但是在著陸之前耗盡了液壓液，不能進(jìn)行有效的減速和姿態(tài)控制。此后的任務(wù)中，SpaceX公司將液壓液的加注量提高了50%。

（2）2015年2月11日，獵鷹-9v1.1火箭發(fā)射美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的“深空氣候觀測(cè)臺(tái)”衛(wèi)星（DSCOVR）

此次發(fā)射任務(wù)需要將衛(wèi)星送入近地點(diǎn)187km、遠(yuǎn)地點(diǎn)1241000km、傾角為37°的軌道，高軌任務(wù)增加了火箭回收的難度，因?yàn)榛鸺蛔蛹?jí)速度提高了很多，返回過(guò)程中承受的氣動(dòng)壓力將是第一次回收嘗試任務(wù)中的2倍，而且返回過(guò)程中推進(jìn)劑余量不夠充足，只能進(jìn)行兩次點(diǎn)火。發(fā)射當(dāng)天海上天氣情況較差，海上回收平臺(tái)未能到位，一子級(jí)只能進(jìn)行動(dòng)力反推試驗(yàn)，SpaceX公司稱一子級(jí)返回過(guò)程中的姿態(tài)和速度都得到了有效控制。

（3）2015年4月，獵鷹-9v1.1火箭執(zhí)行第6次“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”任務(wù)

在本次任務(wù)中，SpaceX公司再次嘗試?yán)煤Ｉ掀脚_(tái)火箭一子級(jí)，火箭雖然降落到了海上平臺(tái)上，但屬于“硬著陸”，由于橫向速度過(guò)大失去平衡而翻倒，大部分部件已經(jīng)損壞。后續(xù)調(diào)查表明，是由于控制系統(tǒng)的相位滯后問(wèn)題引起的速度失控。

（4）2015年12月，獵鷹-9改進(jìn)型執(zhí)行軌道通信-2（Orbcomm-2）發(fā)射任務(wù)成功實(shí)現(xiàn)一子級(jí)陸地回收

獵鷹-9火箭改進(jìn)型從卡納維拉爾角的第40號(hào)發(fā)射工位起飛，大約14min后將軌道通信公司的11顆衛(wèi)星送入近地軌道。在火箭二子級(jí)上升入軌的過(guò)程中，火箭一子級(jí)通過(guò)一系列的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和機(jī)動(dòng)，成功返回第1著陸區(qū)域，該區(qū)域距40號(hào)發(fā)射工位只有幾英里的距離。根據(jù)SpaceX公司的網(wǎng)絡(luò)視頻直播，火箭一子級(jí)大約在發(fā)射后10min成功地垂直降落在著陸區(qū)域。

（5）2016年1月，獵鷹-9v1.1執(zhí)行賈森-3 （Jason-3）任務(wù)時(shí)海上回收失敗

最后一發(fā)獵鷹-9v1.1型火箭執(zhí)行高軌任務(wù)，火箭一子級(jí)成功進(jìn)行了再入返回，在降落之前很好地控制了姿態(tài)和速度，垂直降落到海上平臺(tái)上，但是由于一條著陸支架折斷，導(dǎo)致翻倒炸毀。后續(xù)調(diào)查表明，由于當(dāng)天的大霧天氣導(dǎo)致著陸支架在發(fā)射過(guò)程中結(jié)冰，降低了支架強(qiáng)度，最終使得支架折斷。

（6）2016年3月，獵鷹-9改進(jìn)型執(zhí)行歐洲衛(wèi)星-9（SES-9）任務(wù)時(shí)海上回收失敗

此次任務(wù)是獵鷹-9改進(jìn)型發(fā)射載荷最大的高軌任務(wù)，載荷質(zhì)量5.3t，SpaceX公司事前也稱此次回收成功的可能性很小。最終也是由于一子級(jí)分離點(diǎn)高度高、再入速度大，沒(méi)有準(zhǔn)確降落在駁船中心，而是傾斜著“撞”上了海上平臺(tái)。

（7）2016年4月，獵鷹-9改進(jìn)型執(zhí)行第8次“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”任務(wù)時(shí)成功實(shí)現(xiàn)海上回收

獵鷹-9火箭在執(zhí)行第8次“商業(yè)補(bǔ)給服務(wù)”任務(wù)時(shí)，成功實(shí)現(xiàn)了火箭一子級(jí)的海上平臺(tái)著陸，并成功將龍飛船送入預(yù)定軌道。

賈森-3任務(wù)中海上平臺(tái)回收嘗試已經(jīng)非常接近成功

今年5月初回收的一子級(jí)嚴(yán)重受損

（8）2016年5月6日，獵鷹-9改進(jìn)型執(zhí)行日本通信衛(wèi)星-14高軌任務(wù)時(shí)再次成功實(shí)現(xiàn)海上回收

在發(fā)射任務(wù)中，獵鷹-9火箭一子級(jí)在上升段工作了2min38s，相比4月9日低軌任務(wù)的工作時(shí)間增加了8s，一子級(jí)的速度提高了很多，而推進(jìn)劑余量卻降低了。正常情況下，一子級(jí)返回過(guò)程中要重啟工作3次，即回程點(diǎn)火、再入點(diǎn)火和著陸點(diǎn)火，但是由于推進(jìn)劑余量不足，此次任務(wù)中只能進(jìn)行再入點(diǎn)火和著陸點(diǎn)火。這種情況下一子級(jí)在完成再入點(diǎn)火后的速度為2km/s，而低軌任務(wù)中的完成回程點(diǎn)火和再入點(diǎn)火后的速度為1km/s，也就是說(shuō)速度提高了1倍。為了能夠在降落之前抵消掉上述速度增量，此次著陸點(diǎn)火過(guò)程中先重啟了3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)（以往任務(wù)中都是重啟1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)）。最后，在著陸前幾秒鐘關(guān)閉兩側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)，利用中心發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度著陸。

（9）2016年5月27日，獵鷹-9改進(jìn)型執(zhí)行泰國(guó)通信衛(wèi)星高軌任務(wù)時(shí)，連續(xù)第3次在海上回收獲得成功

雖然著陸成功，但是馬斯克也表示，火箭在著陸時(shí)存在“一定傾倒風(fēng)險(xiǎn)，速度接近設(shè)計(jì)極限”，說(shuō)明高軌任務(wù)的回收仍有一定難度和風(fēng)險(xiǎn)。

3 回收后的一子級(jí)情況

目前，SpaceX公司已經(jīng)回收的三枚火箭一子級(jí)，都停放在卡納維拉爾角第39A發(fā)射工位的廠房?jī)?nèi)。2015年12月在陸地回收的第一枚火箭一子級(jí)未來(lái)將不再?gòu)?fù)飛，而是要放到SpaceX公司的總部進(jìn)行展示。今年4月份在海上回收的第二枚火箭原計(jì)劃在6月份復(fù)飛，但是由于試驗(yàn)時(shí)間推遲導(dǎo)致復(fù)飛計(jì)劃往后推遲到今年9月。

今年5月初回收的第三枚火箭一子級(jí)，則由于再入返回的速度太高受到了嚴(yán)重的損壞，目前還很難確定能否復(fù)飛。而5月底的回收中，火箭一子級(jí)雖然著陸成功，但是著陸速度基本達(dá)到了極限值，在平臺(tái)著陸時(shí)蜂窩鋁合金結(jié)構(gòu)的緩沖裝置完全撞毀，不過(guò)馬斯克表示緩沖裝置在后續(xù)任務(wù)中可以更換。

4 小結(jié)

回收火箭最重要的意義在于降低發(fā)射成本，SpaceX 總裁兼首席運(yùn)營(yíng)官格溫·肖特維爾在發(fā)布會(huì)上表示：目前精確確定可重復(fù)使用火箭會(huì)降低多少費(fèi)用還為時(shí)過(guò)早，但是一級(jí)火箭推進(jìn)劑的成本不到100萬(wàn)美元，而一級(jí)回收后修復(fù)的費(fèi)用約為300萬(wàn)美元，那么回收后再發(fā)射的費(fèi)用降低30%是可行的，發(fā)射費(fèi)用可降至4000萬(wàn)美元。需要注意的是，上述費(fèi)用僅是初步估計(jì)，如果考慮到火箭運(yùn)載能力損失、火箭回收之后的修繕成本以及重復(fù)使用次數(shù)等問(wèn)題后，還無(wú)法判斷SpaceX公司是否可通過(guò)利用回收火箭降低發(fā)射成本，更無(wú)法確定能有多大的降幅。例如，按照最近SpaceX公司公布的獵鷹-9火箭運(yùn)載能力，完全一次性使用的情況下，其GTO運(yùn)載能力為8.3t，而此次發(fā)射的衛(wèi)星質(zhì)量為4.7t左右，回收火箭一子級(jí)大約損失了3.6t的運(yùn)載能力，約為43.4%。這樣的運(yùn)載能力損失對(duì)于成本影響顯然也非常大。

SpaceX公司利用成熟技術(shù)在重復(fù)使用運(yùn)載器技術(shù)上成功開(kāi)辟了一條可行路徑，不過(guò)真正實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用還需要一定時(shí)間。未來(lái)獵鷹-9火箭的回收和重復(fù)使用可能還會(huì)經(jīng)歷很多坎坷，但是SpaceX公司堅(jiān)持創(chuàng)新和大膽決策的風(fēng)格，仍會(huì)推動(dòng)重復(fù)使用技術(shù)和航天技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用。

Rocket First-stage Recovery Technology Maturing，But Reuse Still Needs Time