隨著SpaceX成功實(shí)現(xiàn)火箭回收著陸，火箭的重復(fù)利用將不再是虛無縹緲的夢(mèng)想。但這究竟能給太空探索降低多少成本呢？
SpaceX認(rèn)為，火箭回收將為民營(yíng)航天業(yè)節(jié)約大量成本。在此之前，一旦火箭升空，就會(huì)被廢棄，導(dǎo)致火箭成了“一次性”的航天器。SpaceX CEO伊隆·馬斯克(Elon Musk)表示，“獵鷹9號(hào)”火箭的制造成本高達(dá)6000萬美元，燃料成本僅為20萬美元。重復(fù)利用火箭可以不斷降低這部分成本。從理論上講，只需要給一枚火箭重復(fù)灌入燃料，即可執(zhí)行多次發(fā)射任務(wù)。
但實(shí)情并非如此。SpaceX必須確保它所回收的火箭仍然具備再次發(fā)射的條件?！矮C鷹9號(hào)”在飛行時(shí)經(jīng)歷了大幅的溫度變化，而且要承受極高的壓 力和環(huán)境中的諸多極端因素的影響。這些都會(huì)對(duì)火箭本身造成磨損——因此，回收之后的火箭或許需要進(jìn)行維修和更新，才能再次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。翻修火箭引擎往往 成本高昂。如果翻修時(shí)間過長(zhǎng)，SpaceX就無法頻繁發(fā)射。
“獵鷹9號(hào)”火箭回收著陸瞬間
翻修成本是是航天飛機(jī)(和其他可以部分重復(fù)利用的航天系統(tǒng))成本高昂的主要原因之一。航天飛機(jī)使用巨大的一次性燃料箱和兩個(gè)可以重復(fù)使用的火箭助推器完成發(fā)射。一旦完成太空任務(wù)，航天飛機(jī)可以像飛機(jī)一樣在地面降落。
航天飛機(jī)的可回收設(shè)計(jì)是為了節(jié)約資金，因?yàn)槌送獠咳剂舷渫?，所有的組件都可以回收利用?！翱上У氖?，并沒有達(dá)到預(yù)期效果。”美國(guó)宇航局顧問委 員會(huì)成員兼航天飛機(jī)項(xiàng)目前主管維恩·海勒(Wayne Hale)說，“這是一臺(tái)極其復(fù)雜的設(shè)備，需要進(jìn)行大量翻修才能再次升空?！焙教祜w機(jī)的主要引擎經(jīng)過幾次發(fā)射之后必須更換。這種飛行器還需要在兩次任務(wù)之 間展開許多檢修。另外，在從海洋中回收之后，其火箭助推器也需要不斷更新，而且每次都要使用新的外部燃料箱。總體而言，這將把每次發(fā)射任務(wù)的成本推升到 4.5億至15億美元之間。
亞特蘭蒂斯號(hào)航天飛機(jī)
“獵鷹9號(hào)”火箭的復(fù)雜程度遠(yuǎn)不及航天飛機(jī)，所以檢修工作肯定會(huì)少很多。但這種運(yùn)載設(shè)備也經(jīng)歷了與航天飛機(jī)相同的飛行環(huán)境。曾經(jīng)任職于航天飛部 門的美國(guó)宇航局前項(xiàng)目經(jīng)理史蒂夫·保盧斯(Steve Poulus)表示，“獵鷹9號(hào)”火箭的第一級(jí)——SpaceX回收的14層樓高的火箭主體——所經(jīng)歷的溫度變化在-250至1,000華氏度(-157 至538攝氏度)之間，前者發(fā)生在太空中，后者則會(huì)在返回大氣層時(shí)出現(xiàn)?！罢蛉绱?，設(shè)計(jì)過程才至關(guān)重要。”保盧斯說，“SpaceX很可能使用了金屬， 某些部分可能是復(fù)合材料，可以承受這些溫度壓力，而不會(huì)遭受任何破壞?！?/p>
“獵鷹9號(hào)”還要在大氣層中承受巨大的壓力。第一級(jí)的最高速度可以達(dá)到5.5至7.5馬赫。當(dāng)它穿越大氣層時(shí)，高空中的風(fēng)會(huì)對(duì)導(dǎo)致火箭震動(dòng)、受壓，造成破壞?！斑@些大氣負(fù)荷可能高達(dá)數(shù)百磅?！北１R斯說。
不過，SpaceX之前的確多次發(fā)射過一枚火箭。該公司借助“蚱蜢號(hào)”火箭測(cè)試了“獵鷹9號(hào)”火箭的回收著陸系統(tǒng)，總共發(fā)射了8次。然而，“蚱蜢號(hào)”火箭的飛行高度只有2,440英尺(約合743米)，不會(huì)飛入太空，所以并沒有經(jīng)歷“獵鷹9號(hào)”所經(jīng)歷的那種嚴(yán)酷環(huán)境。’
事實(shí)上，這在很大程度上取決于火箭的設(shè)計(jì)。如果“獵鷹9號(hào)”在著陸時(shí)沒有受到太大破壞，檢修的成本可能會(huì)降低，耗費(fèi)的時(shí)間也可能會(huì)縮小。SpaceX去年表示，該公司相信可以在無需檢修的情況下重新發(fā)射經(jīng)過回收的火箭?，F(xiàn)在，該公司的工程師必須研究他們的設(shè)計(jì)能否達(dá)到這一目標(biāo)。倘若真的能達(dá)到預(yù)期效果， 回收火箭就很有意義。
這也是SpaceX研究周一回收的“獵鷹9號(hào)”的原因——他們希望了解這枚火箭遭受的破壞程度。馬斯克表示，這枚火箭不會(huì)再次發(fā)射，但的確能夠幫助該公司了解兩次發(fā)射過程中所需進(jìn)行的翻修工作——如果確實(shí)需要翻修的話。
但無論如何，保盧斯都表示，翻修成本肯定遠(yuǎn)低于制造新火箭的成本。他認(rèn)為，多數(shù)翻修工作都是專項(xiàng)檢修，并對(duì)某些部位進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，使得回收后的火箭能夠重新符合航天標(biāo)準(zhǔn)。這些成本應(yīng)該不到50萬美元——遠(yuǎn)低于一枚新火箭所需的6000萬美元成本?！斑@仍然可以大幅降低成本。”保盧斯說。