美国太空探索技术公司10日发射“猎鹰”九号火箭,成功将“龙”飞船送入飞往国际空间站的轨道。但此次发射更为引人注目之处,在于对火箭进行海上平台软着陆回收试验。最终火箭因回落速度失控,与平台碰撞而损毁。该公司CEO伊隆·马斯克称:“这次回收算不上成功。”
我国航天专家、《国际太空》杂志执行主编庞之浩介绍,此次回收试验实施之前,专家预计其成功率仅50%左右。但太空探索技术公司在未来12个月内还计划进行12次发射,继续进行尝试。他表示,火箭回收并重复使用的技术如果被掌握,可节省宇航发射成本80%左右,将对宇航事业产生重大影响。
庞之浩介绍,目前的运载火箭都是一次性使用,发射成本很高。可重复使用的运载器此前只在美国的航天飞机上出现过。按照设计要求,航天飞机除外储箱为一次性,轨道器可重复使用100次,发动机可以使用50次,两个捆绑助推器可以使用20次,其中许多技术非常先进。
美国于上世纪60年代末提出研制航天飞机,目的之一就是为了降低宇航活动的成本。然而航天飞机返回后维修量太大,导致成本大大提高,原本估计每次飞行成本约3000万美元,实际上达到了4、5亿美元。30年间,美国5架航天飞机共飞行135次,至2011年“亚特兰蒂斯”号完成“谢幕之旅”,航天飞机退出了太空舞台。不过其可重复使用助推器的技术,如今却被沿用到火箭的重复使用上。
庞之浩说,航天飞机的助推器每次用完后,是借助降落伞落到海里,由海军打捞。而“猎鹰”9号火箭的回收方式与之不同,是垂直降落,借助反推发动机实现软着陆。其中主要有四个难点。
他说,首先要控制好火箭姿态。由于火箭的造型细长,落地姿态不正很容易倒下。太空探索技术公司此前开展的回收试验,就是因为火箭着陆后侧翻毁坏了。
其次,火箭发动机除了可重复使用,还要具有推力可调的特性。就像嫦娥三号落月时采用的变推力发动机一样,在不同高度,缓冲发动机的推力要能变化调节。
同时,箭体要采用新型复合材料,在保证较高强度的情况下进一步减轻重量。
此外庞之浩说,鉴于航天飞机的“教训”,可重复使用火箭在回收以后,需只经过简单检测维护就能满足再次发射要求。
在太空探索技术公司此前进行的回收试验中,火箭返回着陆范围为十公里。此次试验的着陆精度要求在十米以内,而且是落在海上平台上,技术难度非常高。发射时间也从去年12月起,先后三次被推迟。
庞之浩说,宇航发射窗口受多种因素制约,首先是看天气情况;此次发射的“龙”飞船要向国际空间站运送物资,因此要根据空间站的位置确定发射时间,以便飞船能在几天内赶上;由于火箭要进行回收,还要考虑海上天气状况等相关因素。此外还要考虑火箭自身技术性能情况,此前数次推迟发射,都是因为火箭发动机出现种种问题,没有达到测试要求。
(科技日报北京1月10日电)
