用“筷子”夹火箭

在人类探索宇宙的征途中，每一次的技术突破都意味着向前迈出了一大步。

在人类探索宇宙的征途中，每一次的技术突破都意味着向前迈出了一大步。而SpaceX的突破——推出的“筷子夹火箭”技术，即通过发射塔上的机械臂在半空中成功捕获并回收火箭的第一级助推器，不仅展示了该公司在可重复使用火箭领域的领先地位，也为全球航天工业带来了深远的影响。

用来抓住“星舰”的塔架被称作Mechazilla，有媒体将其翻译为“机械哥斯拉”。塔架上的两个机械臂各长36米、高18米，承重超过700多吨。根据SpaceX的计划，第五次试飞将利用原位发射与回收技术，测试发射塔架机械臂捕获火箭的新回收模式。“筷子夹火箭”有多难？资料显示，在最初的两次试飞中，“星舰”均因为失控而启动自毁装置；第三次试飞时，“超级重型”火箭成功完成返回点火，但在着陆点火时姿态失控，未能完整落海；一直到第匹次试飞，才首次实现了在预定地点的成功减速、垂直下降，并成功进行“海面软着陆”。SpaceX发布的演示视频显示，在第五次试飞中，该火箭完成发射任务后精准返回发射地点，并逐步减速和降低高度，最后由发射塔架上的机械臂将处于悬停状态的火箭在半空中牢牢抓住。SpaceX在网站上表示：“完成接住火箭的动作需要满足成千上万个技术标准，任何—个数据的偏差，都可能导致助推器偏离返回轨道，最终坠入墨西哥湾。”

在传统的火箭发射模式中，火箭的第一级助推器通常会在完成任务后坠入海洋或荒无人烟的地区，这意味着每次发射都需要制造全新的助推器。这样不仅成本高昂，而且浪费资源。据估计，火箭发射成本的大约70％来自第—级助推器的制造。

然而，要实现火箭助推器的重复使用，需要克服多个技术难题，包括：精确的导航与控制系统，确保火箭在返回过程中保持稳定的轨迹，避免因风速变化等因素而偏离目标；耐高温的材料，在火箭重新进入大气层时会面临极端的温度环境，需要使用特殊的隔热材料保护关键部件；快速响应的系统，机械臂必须具备高速响应能力，才能在短时间内完成捕获动作。

据SpaceX负责人埃隆·马斯克对“筷子夹火箭”技术的介绍，“筷子”郎发射台塔架上的两个巨型机械臂，要夹住的是从高空飞速坠落，重达200多吨的火箭助推器。火箭助推器由于自身的巨大体量和极快的坠落速度，它在即将抵达回收塔时会启动引擎进行减速，直到速度接近零，再落到正好张开的机械臂之间，机械臂随后逐渐收拢，慢慢接住助推器。助推器上还有—些像小旋钮一样的吊耳，这些吊耳最终会牢牢挂到机械臂顶部，确保助推器不会被扯碎和挤压。火箭回收过程中的巨大挑战可想而知。

从后期一系列相关资讯和回收实践效果来看，SpaceX的发射塔确实配备了极为先进的机械臂系统，这些机械臂具有以下特点：灵活性，能够根据火箭的位置和速度快速调整姿态：稳定性，即使在恶劣天气条件下，也能保持高精度操作；安全性，设计有多重冗余系统，通过技术手段提升系统可靠性，确保在捕获过程中不会对火箭造成损伤。

简单来说，火箭发射后的回收流程如下：发射任务结束，第一级助推器分离并开始返回地面。自动导航：助推器利用自带的推进系统调整方向，确保按照预定路径返回。减速阶段：通过多次短时间点火减速，使助推器的速度降低至可以被机械臂安全捕获的范围。最终捕获：当助推器接近地面时，机械臂迅速伸出，精准地将其捕获并固定。

“筷子夹火箭”技术的最大优势在于显著降低了火箭的发射成本。通过重复使用第一级助推器，SpaceX已经将单次发射成本从数千万美元降至几百万美元，美国空军高级航空航天研究学院教授温迪·科布在接受澳大利亚广播公司采访时说：“‘星舰’成功被‘筷子’回收，意味着发射成本将以难以置信的速度下降。”这对于商业卫星发射、国际空间站补给任务以及未来的深空探测计划具有重要意义。

除了经济效益外，该技术还有助于减少太空垃圾的产生。传统的一次性火箭发射后，废弃的助推器会成为太空垃圾，而可重复使用的助推器能有效缓解这一问题。SpaceX的成功激励着其他航天企业加大对技术研发的投入，推动了整个行业的创新发展。例如，蓝色起源（Blue Origin）也在研究类似的可回收火箭技术，而竞争又促进了技术的进步和成本的进—步降低。

随着火箭发射成本的降低，人类对深空的探索变得更加可行。NASA的阿尔忒弥斯计划旨在重返月球并建立长期基地，而私人企业如SpaceX和蓝色起源也在规划前往火星的任务。“筷子夹火箭”技术的应用将为实现这些宏伟目标提供强大的支持。