火箭能回收利用吗

火箭作用这么大，我们已经完全离不开了。但是，箭身、发动机和内部的精细装置等导致火箭的造价高达数亿元，而每次使用后火箭要么爆炸解体，要么坠地身亡，天价制造费都打了水漂。那么，火箭能不能回收利用呢？

火箭对现代人来说并不陌生，并且它的存在也与我们的生活息息相关：通信卫星、气象卫星、导航卫星等通通需要火箭将它们送上天，进行太空探索任务的航天飞船也离不开火箭，有些火箭还承担着保卫国家领空的作用。

火箭作用这么大，我们已经完全离不开了。但是，箭身、发动机和内部的精细装置等导致火箭的造价高达数亿元，而每次使用后火箭要么爆炸解体，要么坠地身亡，天价制造费都打了水漂。那么，火箭能不能回收利用呢？

装上降落伞

给高速坠落的火箭装上一顶巨大降落伞，火箭会不会也能平稳降落，而不是坠毁呢？

其实，给降落的庞然大物装上降落伞并不新鲜，早在20世纪50年代，苏联就曾用降落伞降落的方式成功回收了小型气象火箭MR-1。还有我国的神舟系列载人航天飞船的返回舱，在距离地面10千米左右时，就会打开多个足球场大小的降落伞，使返回舱的速度缓缓减小，实现软着陆。因此，给火箭装降落伞是回收火箭的首选方案。

不过，让火箭自己“打开降落伞”目前还是有点儿勉强，第一个难点是火箭太大了。与发射大型飞船的运载火箭相比，前苏联成功回收的MR-1就是一个“小矮人”。而美国SpaceX公司（太空探索技术公司）研制的猎鹰9号火箭，仅仅是第一级箭身，高度就超过40米，不包含燃料的空壳火箭的重量都超过20吨。目前最成功的超音速降落伞最大也只能承载3吨左右的载荷，对于猎鹰9号这样的大块头，降落伞根本拉不住，速度降不下来。

第二个难点是降落地点很难控制，什么时候打开降落伞，火箭最终降落在什么位置都是未知数。以液氧和液氢等液体燃料作为能源的液体火箭，目前仍然是各国使用最多的火箭。液体火箭的箭身内部工艺很复杂，这种火箭如果降落在了海上，进水后就报废了，即使回收了，修理费用也非常高昂。

出于以上种种考虑，美国太空发射联盟公司提出了一个叫做“聪明回收”的回收火箭方案：第一级火箭燃料烧完后，将箭身与发动机分离。发动机开启减速装置，减至亚音速后再打开降落伞，飞行员驾驶一架直升机在空中挂住降落伞，防止发动机掉入海中。这样，就可以在空中成功回收造价较高的发动机了。

2020年3月，中国率先用上了与“聪明回收”类似的方法。中国用长征三号乙运载火箭成功发射第54颗北斗导航卫星，之后用伞降技术成功回收了火箭助推器。

反向“开”回来

你有没有玩过回力镖？如果你能顺着风向，用适当的力道和角度抛出，回力镖在飞到尽头后会掉个头原路飞回来，而不是在重力的作用下竖直下落。我们回收火箭不也想达到这样的结果吗？那么，回力镖的原理能不能用到火箭上呢？

2018年，美国SpaceX公司就用相似的方法成功回收了猎鹰9号火箭。

在高空中向上发射时，猎鹰原本是头朝上、脚朝下的状态，坠落时方向掉转，猎鹰将或倾斜或竖直地头朝下栽倒。科研团队在箭体上安装了一个高压氮气喷射装置，在氮气的推力作用下，猎鹰在空中完成了一次华丽的掉头，原本应朝向地面的头部转而朝上，变成了沿着回收轨迹头上脚下的姿态，从而平衡火箭受到的向下的重力，让火箭在坠落时能慢下来。

但是，还有一个问题，火箭在刚开始下落时几乎是“平躺着”，而在下落的过程中则会受到方向、强度各不相同的空气阻力的影响，最终可能倾斜着砸到地面上，火箭箭身会损坏，甚至可能会发生爆炸。因此，需要“扶正”火箭，让它尽可能竖直地落到地面上，这时候，栅格舵就发挥了作用。

顾名思义，栅格舵就是一片由许多个栅格组成的“船舵”，它平时平贴在火箭的中后部，需要时会展开并与箭身垂直，火箭上通常会配置四片栅格舵。栅格舵正是模仿了小鸟的翅膀，通过改变舵面大小、栅格数量和厚度等改变风力作用在舵面上所产生的不同大小和方向的推力，从而调整箭身的前进方向、降落位置和落地姿势。

除了猎鹰火箭，美国蓝色起源公司的新谢泼德火箭也采用了这个方法进行回收。因为这款火箭飞行高度低，比猎鹰火箭更加“矮小”的缘故，它早在2016年就成功实现了回收，并且多次重复使用。因此可以说，“掉头飞回”的火箭回收方法已经越来越成熟了。

此外，俄罗斯的带翼火箭回收技术也在研发中。他们设计了带展开翼的助推器，长长的机翼可以收起和展开，展开机翼的功能与栅格舵类似，同样可以调节受力和前进方向，同时也起到提供升力的作用。如果这个设想能实现的话，未来火箭也许会像飞机一样“飞”回来。

火箭回收是一项非常复杂的技术，它同样代表着各國航天水平的高低，希望我国也能早日实现火箭回收复用。

（中国新闻网2021.8.27）