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火箭回收重复利用 美国廉价航天时代已来临?(图)

www.sinoca.com 2016-01-02  光明日报


  但除了美国的航天飞机以外,其他并未重复使用。美国的航天飞机可谓可回收并重复使用的杰出航天器,但重复使用的经济代价太过高昂,返回准备下一次任务的检修价格几乎能赶上再造一架的价格,其安全性还因导致14名航天员丧生的两次重大事故而遭到质疑,因而并未达到重复使用所期望的效果。可见,仅回收并不能降低成本,安全高效的重复利用,才是降低成本的关键。

  猎鹰9号此次虽然实现了回收,但能不能安全高效地重复利用,并真正降低成本却是一个疑问。实际上,火箭在发射、进入大气层和着陆过程中都会受到巨大的震动,此前就有猎鹰火箭在回收落地时因震动爆炸的情况发生,而穿越大气层时还会因摩擦而发生高温烧灼,如此一来,火箭内部会受到何种影响,整修需要多久的时间,需要多少经费,如今还不得而知。对此,美国专家也心存疑虑,

  据航天知名专家黄志澄介绍,尽管美国国家航空航天局前局长麦克·格里芬盛赞猎鹰9号,称其为“这是奇妙的飞行试验,这是重要的第一步。”但同时也表示,“回收后还要检查猎鹰9号经受飞行考验后的能力,并需经过复飞合格验收测试来验证和获得复飞的信心。”美国航天史学家、乔治·华盛顿大学航天政策研究所的创始人约翰·劳格斯登也指出:“可重复性并降低成本的关键,将是快速的周转时间和低廉的整修费用,而这将取决于回收级在发射、进入大气层和着陆过程中受到何种影响。成功着陆非常重要,但还要看猎鹰9号需要什么样的整修才能重新发射,而能不能恢复并重新发射是一个大问题。”显然,有了美国航天飞机的前车之鉴,专家们对于能否复飞,仍然态度谨慎,人们热切期盼的廉价航天时代,是否能很快到来,仍有待验证。

  商业资本进军航天领域的杰作

  暂且不论猎鹰9号回收后能否重复利用,从而将发射成本降低至前所未有的程度。即便不回收利用,猎鹰9号目前单次发射费用5000万—6000万美元的发射费用已极大地降低了低空轨道的发射费用。

  同时,中国科学院国家空间科学中心研究员周炳红认为,猎鹰9号的创新之处还在于独到的载荷分布。周炳红表示,猎鹰9号二级火箭发动机只占到结构重量的3.8%,较其他火箭少许多,这意味着更轻的自重,从而可以运载更重的航天器。另外,同等载荷下,猎鹰9号使用的发动机数量少,火箭整体结构简单,这有利于火箭制造实现“极致的模块化”,也会降低火箭的制造成本。

  除了经济方面的考虑,猎鹰9号此次回收还有另外一个重要目的,那就是为美国探测火星进行技术探索和储备。这一点,麦克·格里芬一语中的,他说:“从纯技术的角度看,猎鹰9号一级火箭成功重返大气层和动力落地,已经是突破性成就,它演示了超音速逆向推进,即在超音速飞行中重新启动发动机,并使用它飞回来,这对未来大而重的载荷在火星上着陆是非常重要的。”

  无论如何,SpaceX公司的成功是商业资本在航天领域运用的杰出成就,这种成功与美国的航天战略调整密不可分。2010年,美国对在月球建立基地,进而探测火星的“星座计划”进行调整,提出了“21世纪太空探索战略”,其目标是进行“月球以远”的载人深空探索,计划在2025年实现小行星载人探索任务,在21世纪30年代中期实现进入火星轨道的载人飞行,而后进行载人登录火星。可以看出,美国已将航天探测的重点转移至更远的太空。黄志澄认为,这一方面是因为掌握近地轨道技术的国家日渐增多,美国优势已不明显,需要寻找新的技术制高点,另一方面,在近地轨道领域,尽管不想放弃已有的空间站等设施,但高昂的维护经费使得美国不堪重负,寻求更加经济可行的方式迫在眉睫。

  对此,尽管美国国家航空航天局无计可施,但民营资本却雄心勃勃。 SpaceX公司创始人艾伦·马斯克推出的“廉价航天”理念,直击航天领域成本高昂这一痛点,同时,他提出的太空旅游等运作方式,使得单纯依赖政府经费支持的航天项目,有可能实现商业化运营,从而减轻政府的财政负担。从美国政府的角度来说,既然低空轨道已不是美国航天计划的重点,何不将其转移给民营资本运营,从而既可对该领域持续占领,又可集中精力、经费开展“月球以远”的深空探测项目。这也是SpaceX公司既可获得美国政府经费支持,又可从美国国家航空航天局获得技术支持,在航天领域得以异军突起的原因。

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