(《中國(guó)空軍》雜志編輯)
喜憂參半的“獵鷹9號(hào)”
文/羅爾文(《中國(guó)空軍》雜志編輯)
美國(guó)佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地。
一架火箭噴射著熾熱的尾焰,呈拋物線狀從天而降。從無(wú)邊的黑夜遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去,如同一顆火流星,劃破天際。臨近著陸,火箭噴射出的反推力,與自身重力保持均衡,巨大的氣浪將周圍的塵土吹起,濃煙滾滾。
火箭發(fā)展史上的里程碑,就在這滾滾濃煙里樹(shù)起——美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間2015年12月21日晚,人類第一次實(shí)現(xiàn)軌道運(yùn)載火箭垂直回收。由美國(guó)太空探索公司(SpaceX)研制的“獵鷹9號(hào)”火箭,攜帶11顆通信衛(wèi)星,在發(fā)射升空至200千米高度后,一級(jí)火箭進(jìn)行了一系列翻轉(zhuǎn)和機(jī)動(dòng),大約10分鐘后平穩(wěn)降落在發(fā)射臺(tái)以南9.65公里的地方,同時(shí),二級(jí)火箭繼續(xù)將衛(wèi)星送往軌道。
實(shí)現(xiàn)創(chuàng)舉的SpaceX與美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)簽有合約,為國(guó)際空間站運(yùn)輸補(bǔ)給。在官網(wǎng)上,他們?nèi)绱私榻B自己:“SpaceX設(shè)計(jì)、制造和發(fā)射高級(jí)火箭和太空飛船。目標(biāo)是革新太空科技,終極目標(biāo)是允許人類在其他的星球生活。”
一直以來(lái),高昂的發(fā)射成本,是制約航天工業(yè)發(fā)展的重要原因。在此之前,所有進(jìn)入軌道空間的火箭發(fā)射后都會(huì)毀滅或丟失,因此每次航天任務(wù)都需要使用新的火箭,好比每次從北京飛到廣州都需要重新制造一架大型客機(jī),成本居高不下。如果能夠重復(fù)使用火箭,便可為后續(xù)任務(wù)大幅降低成本。
胸懷星辰大海的“獵鷹9號(hào)”也曾多次折戟沉沙。2015年1月10日,“獵鷹9號(hào)”在執(zhí)行發(fā)射任務(wù)時(shí)測(cè)試火箭回收技術(shù),第一級(jí)火箭回收雖然準(zhǔn)確命中目標(biāo),但由于速度過(guò)快而發(fā)生爆炸;2015年2月12日,第二次回收,由于海浪很大,駁船平臺(tái)被迫撤回,火箭掉入水中;2015年6月28日,第三次嘗試,發(fā)射初期便遭遇失敗,火箭及運(yùn)貨飛船空中解體。
這次回收到底有多難呢?回收火箭首先要解決著陸精度問(wèn)題,要能夠回收到預(yù)定地點(diǎn),運(yùn)用GPS導(dǎo)航技術(shù)目前返回精度已達(dá)到十米左右。其次,“獵鷹9號(hào)”長(zhǎng)68.4米約十幾層樓高,爬升速度1.6千米/秒,要讓火箭垂直下降,需要借助橫向推力器“雜技”般精巧的技術(shù)控制姿態(tài)。第三,要解決減速問(wèn)題,必須用反向推力裝置。而且,回收的過(guò)程是一個(gè)三維變速過(guò)程,又由于火箭的燃料越來(lái)越少,所以要解決不斷變化的推重比。第四,除了火箭的回收技術(shù)本身以外,還要提高火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。最后,“獵鷹9號(hào)”的頂端和外層采用超強(qiáng)度鋁鋰合金材料制造,用以保護(hù)重返地球大氣層時(shí)免遭損壞,便于回收再利用。
可喜的是,幾天前,“獵鷹9號(hào)”再次傳來(lái)好消息。當(dāng)?shù)貢r(shí)間1月14日上午9時(shí)54分,“獵鷹9號(hào)”搭載10顆衛(wèi)星,從加州范登堡空軍基地發(fā)射升空。大約10分鐘后,火箭的兩節(jié)按計(jì)劃分離,將衛(wèi)星送入軌道,火箭第一節(jié)則成功返回地球。根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)況視頻顯示,當(dāng)火箭第一節(jié)筆直且穩(wěn)定地降落在太平洋上的平臺(tái)時(shí),位于加州霍桑市的太空探索科技任務(wù)控制中心爆發(fā)出歡呼和喝彩?!?/p>