火箭作用這么大，我們已經(jīng)完全離不開了。但是，箭身、發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)部的精細(xì)裝置等導(dǎo)致火箭的造價(jià)高達(dá)數(shù)億元，而每次使用后火箭要么爆炸解體，要么墜地身亡，天價(jià)制造費(fèi)都打了水漂。那么，火箭能不能回收利用呢？

火箭對(duì)現(xiàn)代人來說并不陌生，并且它的存在也與我們的生活息息相關(guān)：通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等通通需要火箭將它們送上天，進(jìn)行太空探索任務(wù)的航天飛船也離不開火箭，有些火箭還承擔(dān)著保衛(wèi)國家領(lǐng)空的作用。

火箭作用這么大，我們已經(jīng)完全離不開了。但是，箭身、發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)部的精細(xì)裝置等導(dǎo)致火箭的造價(jià)高達(dá)數(shù)億元，而每次使用后火箭要么爆炸解體，要么墜地身亡，天價(jià)制造費(fèi)都打了水漂。那么，火箭能不能回收利用呢？

裝上降落傘

給高速墜落的火箭裝上一頂巨大降落傘，火箭會(huì)不會(huì)也能平穩(wěn)降落，而不是墜毀呢？

其實(shí)，給降落的龐然大物裝上降落傘并不新鮮，早在20世紀(jì)50年代，蘇聯(lián)就曾用降落傘降落的方式成功回收了小型氣象火箭MR-1。還有我國的神舟系列載人航天飛船的返回艙，在距離地面10千米左右時(shí)，就會(huì)打開多個(gè)足球場大小的降落傘，使返回艙的速度緩緩減小，實(shí)現(xiàn)軟著陸。因此，給火箭裝降落傘是回收火箭的首選方案。

不過，讓火箭自己“打開降落傘”目前還是有點(diǎn)兒勉強(qiáng)，第一個(gè)難點(diǎn)是火箭太大了。與發(fā)射大型飛船的運(yùn)載火箭相比，前蘇聯(lián)成功回收的MR-1就是一個(gè)“小矮人”。而美國SpaceX公司（太空探索技術(shù)公司）研制的獵鷹9號(hào)火箭，僅僅是第一級(jí)箭身，高度就超過40米，不包含燃料的空殼火箭的重量都超過20噸。目前最成功的超音速降落傘最大也只能承載3噸左右的載荷，對(duì)于獵鷹9號(hào)這樣的大塊頭，降落傘根本拉不住，速度降不下來。

第二個(gè)難點(diǎn)是降落地點(diǎn)很難控制，什么時(shí)候打開降落傘，火箭最終降落在什么位置都是未知數(shù)。以液氧和液氫等液體燃料作為能源的液體火箭，目前仍然是各國使用最多的火箭。液體火箭的箭身內(nèi)部工藝很復(fù)雜，這種火箭如果降落在了海上，進(jìn)水后就報(bào)廢了，即使回收了，修理費(fèi)用也非常高昂。

出于以上種種考慮，美國太空發(fā)射聯(lián)盟公司提出了一個(gè)叫做“聰明回收”的回收火箭方案：第一級(jí)火箭燃料燒完后，將箭身與發(fā)動(dòng)機(jī)分離。發(fā)動(dòng)機(jī)開啟減速裝置，減至亞音速后再打開降落傘，飛行員駕駛一架直升機(jī)在空中掛住降落傘，防止發(fā)動(dòng)機(jī)掉入海中。這樣，就可以在空中成功回收造價(jià)較高的發(fā)動(dòng)機(jī)了。

2020年3月，中國率先用上了與“聰明回收”類似的方法。中國用長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射第54顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，之后用傘降技術(shù)成功回收了火箭助推器。

反向“開”回來

你有沒有玩過回力鏢？如果你能順著風(fēng)向，用適當(dāng)?shù)牧Φ篮徒嵌葤伋觯亓︾S在飛到盡頭后會(huì)掉個(gè)頭原路飛回來，而不是在重力的作用下豎直下落。我們回收火箭不也想達(dá)到這樣的結(jié)果嗎？那么，回力鏢的原理能不能用到火箭上呢？

2018年，美國SpaceX公司就用相似的方法成功回收了獵鷹9號(hào)火箭。

在高空中向上發(fā)射時(shí)，獵鷹原本是頭朝上、腳朝下的狀態(tài)，墜落時(shí)方向掉轉(zhuǎn)，獵鷹將或傾斜或豎直地頭朝下栽倒?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在箭體上安裝了一個(gè)高壓氮?dú)鈬娚溲b置，在氮?dú)獾耐屏ψ饔孟?，獵鷹在空中完成了一次華麗的掉頭，原本應(yīng)朝向地面的頭部轉(zhuǎn)而朝上，變成了沿著回收軌跡頭上腳下的姿態(tài)，從而平衡火箭受到的向下的重力，讓火箭在墜落時(shí)能慢下來。

但是，還有一個(gè)問題，火箭在剛開始下落時(shí)幾乎是“平躺著”，而在下落的過程中則會(huì)受到方向、強(qiáng)度各不相同的空氣阻力的影響，最終可能傾斜著砸到地面上，火箭箭身會(huì)損壞，甚至可能會(huì)發(fā)生爆炸。因此，需要“扶正”火箭，讓它盡可能豎直地落到地面上，這時(shí)候，柵格舵就發(fā)揮了作用。

顧名思義，柵格舵就是一片由許多個(gè)柵格組成的“船舵”，它平時(shí)平貼在火箭的中后部，需要時(shí)會(huì)展開并與箭身垂直，火箭上通常會(huì)配置四片柵格舵。柵格舵正是模仿了小鳥的翅膀，通過改變舵面大小、柵格數(shù)量和厚度等改變風(fēng)力作用在舵面上所產(chǎn)生的不同大小和方向的推力，從而調(diào)整箭身的前進(jìn)方向、降落位置和落地姿勢。

除了獵鷹火箭，美國藍(lán)色起源公司的新謝潑德火箭也采用了這個(gè)方法進(jìn)行回收。因?yàn)檫@款火箭飛行高度低，比獵鷹火箭更加“矮小”的緣故，它早在2016年就成功實(shí)現(xiàn)了回收，并且多次重復(fù)使用。因此可以說，“掉頭飛回”的火箭回收方法已經(jīng)越來越成熟了。

此外，俄羅斯的帶翼火箭回收技術(shù)也在研發(fā)中。他們設(shè)計(jì)了帶展開翼的助推器，長長的機(jī)翼可以收起和展開，展開機(jī)翼的功能與柵格舵類似，同樣可以調(diào)節(jié)受力和前進(jìn)方向，同時(shí)也起到提供升力的作用。如果這個(gè)設(shè)想能實(shí)現(xiàn)的話，未來火箭也許會(huì)像飛機(jī)一樣“飛”回來。

火箭回收是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，它同樣代表著各國航天水平的高低，希望我國也能早日實(shí)現(xiàn)火箭回收復(fù)用。

（中國新聞網(wǎng)2021.8.27）