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Spacex成功發射並回收火箭

2015-12-31 01:31:55

来源：中华商报

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　　【本報綜合報道】美國東部時間12月21日晚間8:39，SpaceX“獵鷹9號”火箭在佛羅裏達州發射升空，10分鐘後一級火箭成功著陸回收，載有通信衛星的二級火箭則繼續運行。此舉創造了航天飛行的新曆史。此次成功的發射任務耗時略多於30分鐘，標志著馬斯克創立的SpaceX具備了回收火箭的關鍵能力。

該公司的獵鷹9號火箭在Orbcomm-2任務中將11顆通訊衛星送入近地軌道之後，其一級在卡納維拉爾角空軍基地實現了受控“軟著陸”。該火箭於當晚8:29從第40號空間發射綜合體點火升空，風速為10英裏/小時（16 km/h）。10分鐘後，獵鷹9號火箭的一級順利著陸。

　　名為“獵鷹”的火箭從佛羅裏達州卡納維拉爾角的空軍發射站升空，為通訊公司OrbCom攜帶了11顆小型衛星進入地球低軌道。

　　飛行約兩分鐘後，火箭的第一級與第二級完全分離，並在控制下開始向地球下降著陸。片刻後，太空科技探索公司位於加州的總部一片歡騰，此時電視鏡頭顯示，火箭在距發射臺約九公裏處正在定點垂直降落。火箭發射成功進入軌道並在遙控下返回地球，這是第一次。　

　　升級後的“獵鷹9號”火箭有23層樓高，於美國東部時間晚上8:29從卡納維拉爾角空軍基地升空。10分鐘後，擁有九部引擎的一級火箭返回至發射臺以南約六英裏的一處著陸地點。二級火箭繼續運載衛星至預定軌道。

　　這是SpaceX 6月發射一枚“獵鷹9號”火箭失敗後的首次發射。6月發射的火箭爆炸，毀掉了為國際空間站提供補給的貨艙。

　　與之前亞馬遜CEO貝索斯的Blue Origin回收的火箭不同，馬斯克的SpaceX不僅成功回收了一級火箭，還完成了11顆人造衛星的發射任務。

　　獵鷹9號火箭可以進入124英裏(約合200千米)的高空，它擁有9個引擎，推力為150萬磅(折合6670千牛頓)。其設計可以完成送入多顆衛星進入軌道的能力。而Blue Origin僅能進入100千米的高空，且不具備衛星發射能力。

　　SpaceX此前曾兩次嘗試回收火箭，但都沒有成功。今年4月，SpaceX距離火箭成功軟著陸只差一點點距離。今年6月，SpaceX在一次發射中發生了火箭爆炸事故。

　　馬斯克稱，能夠回收火箭進行翻新和再次發射，將大幅削減SpaceX的運營成本。

　　“在狂風中豎起一個掃把”

　　SpaceX此次沒有選擇通過海上平臺去回收火箭，而是直接在地面上回收。卡納維拉爾角的LaunchComplex 1是此次火箭著陸的目標地點，未來SpaceX大部分火箭回收也將在這裏完成。在此次發射之前，SpaceX曾兩次嘗試回收火箭，但都沒有成功。

　　這次回收到底有多難呢？《國際太空》雜志執行主編龐之浩22日將這次回收比喻為，“在狂風中讓一根掃帚穩穩地直立在手掌上”。他認為，回收火箭首先要解決火箭著陸精度問題，要能夠回收到預定地點。其次，火箭要以垂直的姿態降落，必須解決姿態控制問題，越是豎長的物體，越難以控制。第三，要解決減速問題，必須是軟著陸，又不用降落傘，所以只能用反向推力裝置。而且，回收的過程是一個變速過程，因為火箭的燃料越來越少，所以在這個變速過程中如何始終解決好以上的幾大問題，難度非常高。據介紹，可靠控制是由兩部分組成的，一部分是位於火箭上端的格柵舵，另一個就是發動機本身。

　　第一枚成功回收的軌道運載火箭

　　嚴格來說，“獵鷹-9”並非第一枚實現回收的火箭，而是第一枚成功實現回收的軌道運載火箭。因為今年11月24日，亞馬遜CEO傑夫·貝索斯旗下太空公司BlueOrigin成功將New Shepard火箭發射到約100.5公裏的高度，火箭隨後又成功返回發射場。這是全球第一個發射升空後又完好無損返回地面的火箭。

　　那麼，相對於上述可回收火箭，“獵鷹-9”又先進在哪裏呢？“獵鷹-9”的目標是將有效荷載運送到近地軌道，而New Shepard的目標只是將乘客送往亞軌道。龐之浩表示，New Shepard是試驗型亞軌道火箭，無論從飛行高度還是速度都和進行軌道發射的運載火箭不是一個量級。而“獵鷹-9”是一枚成熟的業務型軌道運載火箭，如何把有效載荷安全、可靠、經濟地送入軌道，是它首先要考慮的問題，回收系統必須是在經濟可承受範圍內的試驗。而New Shepard則是一枚試驗性質的火箭，可以把更多的重量放在這次軟著陸上。另外，“獵鷹-9”第一級的長徑比遠遠大於前者，控制難度更大。

　　一家私營公司打敗了眾多航天大國嗎？

　　這次一級火箭成功回收是具有裏程碑意義的事件。以往的運載火箭都是一次性使用，成本很高，就好比一架波音747從紐約飛到洛杉磯之後就必須再重新制造一架。所以各國航天專家都希望能通過重複使用火箭以大大降低成本，這次算是SpaceX成功邁開了火箭回收的第一步。

　　不過，目前回收乃至重複使用火箭仍存在不小的挑戰。一次成功不代表完全掌握，距離技術成熟更有不小的距離。而火箭回收之後，能否經過簡單修理，就可以加注燃料再次使用，這還需要驗證，美國之前的航天飛機就是因為回收之後維修的成本太高，加之航天飛機本身的死重太大，所以不得不放棄，因此這又是一道很大的難關。除了火箭的回收技術本身以外，還要提高火箭發動機的使用壽命。目前的火箭發動機，只需要工作幾十分鐘，然後就棄之不用了。實現可重複使用，對發動機的結構、材料性能都是一個巨大的考驗。

　　在SpaceX公司的火箭成功回收之後，鋪天蓋地的消息都是對於這種技術的贊歎，甚至有一種說法認為，馬斯克(SpaceX公司CEO)這個男人“幹翻”了美俄中三個航天大國，但這真的是一家私營企業獨立完成的嗎？雖然號稱是商業發射，但這些私營航天企業並非白手起家，NASA向它們提供了數十年來積累的技術成果，否則光是重新打造一整套火箭研制和發射系統，都是這些企業不可能完成的任務。

来源：中华商报

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