火箭回收，把“鉛筆”豎起來

北辰

航天發射過程中，火箭把航天器送上太空不容易，需要多級火箭聯合使用，當一級火箭的燃料燒完了之后，二級火箭就會點火，繼續推動航天器上升，或者還有三級火箭繼續推送。一級火箭的工作最重要，攜帶的燃料也最多，它的燃料燃燒完之后，殘骸墜落到海里或者人跡罕至的無人區。目前，絕大部分運載火箭都是一次性的，這導致航天發射成本巨大，如何降低航天發射成本，成為航天技術發展的大問題。如今，已有航天公司解決了這個巨大的技術難題，實現了火箭的回收利用。這個技術難題是如何解決的？它的意義有哪些呢？我們一起去探究吧！

航天技術很“燒錢”

20世紀70年代，美國開始使用航天飛機，航天飛機似乎像普通飛機那樣，但是它不能自己起飛，需要使用類似于一級火箭那樣的助推器才能升上天，它的一級火箭包括固體火箭推進器和兩個外掛燃料箱，燃料箱使用完了就扔掉了，固體火箭推進器可以重復使用，固體火箭推進器也就相當于一級火箭。本來以為這樣可以大幅度節約成本，但是，事實證明，航天發射成本一點也沒降下來，航天飛機成為很“燒錢”的機器。

在航天技術出現后不久，人們就意識到，依靠火箭發射把載人航天器送上太空成本太高，人類的技術也不夠先進，為了實現太陽系內的遠行，人們設想使用空天飛機，也就是它可以像現代飛機那樣直接起飛，把貨物送上太空。這是一種簡單的認識，即使是幾十年后獲得大規模改進的現代技術，距離這樣的目標也還有很大的差距。航天專家還曾經設想過電磁發射，但這種技術也沒什么進展。不管怎么樣，航天發射都離不開火箭的運送，而火箭不能再次利用導致發射成本高昂，如何降低發射成本就是最關鍵的問題。

把“鉛筆”豎起來

美國太空探索技術公司（SpaceX）是一家私人公司，它為了降低火箭發射成本，完成了一次壯舉。

把鉛筆豎起來是一件容易的事；要是想把鉛筆扔上天，讓它掉下來還豎著就很難了；而把鉛筆扔上天，希望它掉下來的時候豎在晃蕩的海平面上，那真的是“難于上青天”了。如今，這個設想成功了，完成這一奇跡的就是美國的這家私人公司，它完成的也不是扔鉛筆這么簡單的事情，它是完成了一個火箭發射之后又回到原地，落在海面上的行為。

2016年4月8日，在美國佛羅里達州卡納維拉爾角空軍基地，美國太空探索技術公司的“獵鷹9”火箭發射升空。10分鐘之后，火箭與飛船成功分離，對于該公司來說，發射飛船不受關注，這個技術它早就掌握了，受人關注的是它如何回收火箭。

按照常理，火箭發射都是向著東方飛行，火箭的第一級燃燒完畢之后，會落到地面上或者海上，至于落到何處無法預計，甚至找也找不到。但是，“獵鷹9”火箭卻從高空返回，啟動噴火裝置，緩緩地落下來，落到海面上的一艘駁船的甲板上，基本是船體甲板的正中心。火箭落到船上時沒有弄出破洞或倒下，也沒有受到海浪的影響。“獵鷹9”火箭的箭體十分纖細，看上去就像是一根鉛筆，它帶有自己的支架，支架已經展開，幫助它穩穩地站立在甲板上。

就在這次“獵鷹9”火箭發射前不久，美國太空探索技術公司的一個旗鼓相當的對手，也進行了一級火箭發射回收實驗，但它的火箭不是像鉛筆那樣纖細，而是像個“小胖墩”，著陸地點也不在搖晃的海面上，而是在平穩的陸地上。相比較而言，“獵鷹9”火箭的著陸實在是太難了。

有人認為，只要像跳水運動員那樣，直接跳下去就完了，干嗎還要玩這么多動作。比如，在陸地上回收，只需要使用降落傘，讓一級火箭落地就可以了。

但是，一級火箭上有很多復雜的設備，使用降落傘，無法精準降落，容易受損。讓它精準地降落到海面上，火箭還可以再次使用，回收第一級火箭才是主要目的。第一級火箭的回收將會大大降低航天器的發射成本，只需要簡單維護之后，就可以拿出來再次使用，下次發射費用基本上是白賺的。

回收一級火箭，這是航天技術的一次偉大革命，“獵鷹9”火箭降落在搖晃的駁船甲板上，還讓人們看到了航天技術中更精準的控制技術，這讓飛船在外星球降落的時候，可以在任意地形著陸，精準地選擇探測地方。

太空旅行不再難

1996年，一個美國人為了激勵新的私人載人航天技術的創新，設立了總額為1 000萬美元的安薩里X大獎賽，競賽的規則是，第一個用自制的飛行器將3名乘客送到10萬米外的太空，安全將其接返地球，并能夠在兩周內使用同一架飛行器重復上述載人飛行的公司或組織最終獲得這筆獎金。

之后又出現了谷歌登月X大獎賽，也是鼓勵私人公司發展航天技術。他們的目的都是想讓更多的公司來發展航天技術，進一步促進太空旅行。第一級火箭的回收大大降低了成本，讓太空旅行的費用大大降低。

一大批私人企業進入航天領域，將會給太空旅行帶來實質性的進步，充氣空間站已經在設計，那就是未來的太空酒店。到地球之外去看一看，再也不是遙不可及的夢想。載人火星探測也不再是難題，可以把多個航天器發射到太空，在太空組裝出來，成為具有多個艙位的載人飛船，然后再飛向太陽系其他行星。美國太空探索技術公司也放出豪言：2100年要主宰太陽系。