火箭可回收，不再“一擲千金”了事

沈葉華

發(fā)射一次火箭需要多少錢？就拿火箭上的螺絲釘來說，每一顆都價格不菲，因為制造這些螺絲釘所使用的原材料與我們?nèi)粘Ｉ钪械穆萁z釘完全不一樣，火箭上一顆小小的螺絲釘就夠你買一件漂亮的衣服。火箭還是個昂貴的運輸器，比如運送一個檸檬到國際空間站，運費約為2000美元。所以，火箭的費用幾乎是個天價。

當前，世界上的火箭基本都是“一次性”的。火箭把物資（如衛(wèi)星）送上太空，在此過程中，它的部件，比如助推器、發(fā)動機、整流罩等，會逐件被報廢、逐次被扔棄。可見，火箭上天，“買”的是單程票，沒“買”回程票。火箭的造價是天價，卻落得和冰激凌吃完就扔掉的紙包裝一樣的下場，真可惜呀！總讓人覺得火箭升空后不該如此“一擲千金”。

如果火箭能“買”到往返的“雙程”票，就是說能回收火箭，重復(fù)利用，自然就能大大降低太空運輸?shù)某杀尽Ｏ敕ê芎茫墒悄茏龅絾幔窟@一難題困擾科學(xué)家長達半個世紀了。最終攻克此難題，實現(xiàn)火箭重復(fù)利用的是美國一家私人公司——美國太空探索技術(shù)公司，簡稱“SpaceX”。SpaceX創(chuàng)立于2002年，經(jīng)過十多年的努力，在2015～2017年，成功研發(fā)出可回收、可重復(fù)使用的火箭。它們是怎樣做到的？SpaceX的火箭有兩款：“獵鷹9號”和“重型獵鷹”。它們重復(fù)使用的原理相同，我們就以“重型獵鷹”為例來說吧。

“重型獵鷹”高70米，矗立起來像一座23層樓高的鋼鐵堡壘。它的發(fā)射與常規(guī)火箭無異：底部的發(fā)動機啟動，產(chǎn)生巨大推力，推送著“重型獵鷹”直上云霄。下面是“重型獵鷹”火箭發(fā)射后逐步回收的過程：

6分鐘后，兩個助推器進入地球大氣層，再次進入人們的視野。這時，助推器已擺正身姿，如鐵柱般直插地面——當然，它們不是猛然砸落，受發(fā)動機控制，助推器像汽車進站一樣徐徐下降，發(fā)動機噴出熊熊烈焰。同時，助推器底部的“著陸腿”張開，兩個助推器幾乎同時著地，發(fā)動機熄火。好了，現(xiàn)在火箭老馬識途般回到地球，安穩(wěn)地降落在預(yù)定的大地“靶心”上。

7分鐘后，同樣，一級火箭也安全降落。它降落在大西洋一艘無人駕駛的船上。這艘船大小如一個足球場，專門用于承接返回地球的火箭，船上裝有感應(yīng)器，能自主感知火箭的準確著陸點，可萬無一失地把火箭接住。

就這樣，SpaceX公司安全回收了“重型獵鷹”的主要部件：一級火箭、兩個助推器（包括它們底部的27臺貴重發(fā)動機）。另一重要部件整流罩，現(xiàn)在也能回收了。

這些部件成功回收后，下次發(fā)射時，須再補充的新部件就不多了。

SpaceX只須對回收的部件進行簡單檢修，重新裝入燃料，便可用于下次發(fā)射。這樣重復(fù)使用能比重新造火箭節(jié)省多少錢？SpaceX公司說：“遠超整個火箭的一半費用。”

這樣一來，SpaceX的火箭發(fā)射價格就比別家的都便宜了。“重型獵鷹”是當前世界上運載能力最強的火箭，其次是美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的德爾塔IV型重型火箭，以發(fā)射目的地“近地軌道”為例：前者的運載能力是后者的兩倍，但價格只是后者的四分之一。

從2015年到2019年，“獵鷹9號”“重型獵鷹”的低廉發(fā)射費為SpaceX公司贏來眾多國家的發(fā)射訂單，比如日本、加拿大、西班牙、韓國、沙特阿拉伯等發(fā)達國家，還有泰國、印度尼西亞、保加利亞、孟加拉國等發(fā)展中國家。其中，保加利亞、孟加拉國是首次發(fā)射通信衛(wèi)星到地球同步軌道——這都拜可重復(fù)使用火箭的低價所賜。

2019年2月，一位以色列富翁資助本國的月球探測器搭乘“獵鷹9號”登月（可惜探測器在著陸月球時失敗，但這與火箭回收無關(guān)）。要知道，迄今的登月之旅（人或探測器）都是舉國家之力才能做到（只有三個國家能做到：美國、俄羅斯、中國），現(xiàn)在火箭可回收，成本大降，私人掏腰包也能搞定。

短短幾年間，SpaceX搶奪了許多客戶，占領(lǐng)了大片火箭發(fā)射市場，令其他公司不得不奮起直追。美國另兩家公司，中國、俄羅斯、法國、德國都加緊研發(fā)可重復(fù)使用火箭，它們將在2020年前后亮相試飛。

火箭回收，為航天事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展開辟了更為廣闊的道路。