喜忧参半的“猎鹰9号”
2017-03-08中国空军杂志编辑
(《中国空军》杂志编辑)
喜忧参半的“猎鹰9号”
文/罗尔文(《中国空军》杂志编辑)
美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地。
一架火箭喷射着炽热的尾焰,呈抛物线状从天而降。从无边的黑夜远远望去,如同一颗火流星,划破天际。临近着陆,火箭喷射出的反推力,与自身重力保持均衡,巨大的气浪将周围的尘土吹起,浓烟滚滚。
火箭发展史上的里程碑,就在这滚滚浓烟里树起——美国当地时间2015年12月21日晚,人类第一次实现轨道运载火箭垂直回收。由美国太空探索公司(SpaceX)研制的“猎鹰9号”火箭,携带11颗通信卫星,在发射升空至200千米高度后,一级火箭进行了一系列翻转和机动,大约10分钟后平稳降落在发射台以南9.65公里的地方,同时,二级火箭继续将卫星送往轨道。
实现创举的SpaceX与美国国家航空航天局(NASA)签有合约,为国际空间站运输补给。在官网上,他们如此介绍自己:“SpaceX设计、制造和发射高级火箭和太空飞船。目标是革新太空科技,终极目标是允许人类在其他的星球生活。”
一直以来,高昂的发射成本,是制约航天工业发展的重要原因。在此之前,所有进入轨道空间的火箭发射后都会毁灭或丢失,因此每次航天任务都需要使用新的火箭,好比每次从北京飞到广州都需要重新制造一架大型客机,成本居高不下。如果能够重复使用火箭,便可为后续任务大幅降低成本。
胸怀星辰大海的“猎鹰9号”也曾多次折戟沉沙。2015年1月10日,“猎鹰9号”在执行发射任务时测试火箭回收技术,第一级火箭回收虽然准确命中目标,但由于速度过快而发生爆炸;2015年2月12日,第二次回收,由于海浪很大,驳船平台被迫撤回,火箭掉入水中;2015年6月28日,第三次尝试,发射初期便遭遇失败,火箭及运货飞船空中解体。
这次回收到底有多难呢?回收火箭首先要解决着陆精度问题,要能够回收到预定地点,运用GPS导航技术目前返回精度已达到十米左右。其次,“猎鹰9号”长68.4米约十几层楼高,爬升速度1.6千米/秒,要让火箭垂直下降,需要借助横向推力器“杂技”般精巧的技术控制姿态。第三,要解决减速问题,必须用反向推力装置。而且,回收的过程是一个三维变速过程,又由于火箭的燃料越来越少,所以要解决不断变化的推重比。第四,除了火箭的回收技术本身以外,还要提高火箭发动机的使用寿命。最后,“猎鹰9号”的顶端和外层采用超强度铝锂合金材料制造,用以保护重返地球大气层时免遭损坏,便于回收再利用。
可喜的是,几天前,“猎鹰9号”再次传来好消息。当地时间1月14日上午9时54分,“猎鹰9号”搭载10颗卫星,从加州范登堡空军基地发射升空。大约10分钟后,火箭的两节按计划分离,将卫星送入轨道,火箭第一节则成功返回地球。根据当时的实况视频显示,当火箭第一节笔直且稳定地降落在太平洋上的平台时,位于加州霍桑市的太空探索科技任务控制中心爆发出欢呼和喝彩。★