從160公裡高空垂直精準降落，獵鷹9號的回收技術到底有多強？

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隨著社會生活質量逐漸提高以及環境汙染問題越來越嚴重，人類開始認識到保護環境的重要性，畢竟「我們只有一個地球」，所以近幾年時間內，許多人開始向全社會宣傳有關綠色發展的提議，其中最為大眾所接受的提議就有可持續發展理念，該理念中的回收利用意見極為受歡迎，從此社會各個角落開始興起物品回收利用的風潮。

回收物品大到飛機火車等巨型交通工具，小到闔家歡聚餐桌上的小小易拉罐，而這些被回收的廢物通過各種加工和改造成為有用商品重新進入社會商品流通鏈再一次發揮價值，可以說，這些曾經被我們棄置不用的物件通過回收利用真正實現了變廢為寶。

而今天小獸想和大家聊的便是一個堪稱全球性比價最高的回收利用項目——航空火箭回收計劃。人類從20世紀50年代便開始了對太空宇宙的探索，從最初的飛彈運輸衛星到如今火箭發射組建空間站，航天技術在短短幾十年時間發展到一個堪稱奇蹟的階段，但極速發展的代價也相當大，無論是發射火箭所必需的高昂材料成本還是流落各地的火箭殘骸汙染和垃圾，這些問題早已成為影響航天發展的一個巨大瓶頸。

其中就以中國長徵三號乙為例，其發射一次的成本就已經達到7000萬美元，根據其標準載荷12噸可以發現其每公斤載荷需要花費將近6000美元，這還不算發射後火箭殘骸回收以及汙染處理的花費，可見發射一次火箭所需要的成本有多高，另外要知道長徵三號乙的成本花費在全人類火箭可是最便宜的存在。

相比財大氣粗的NASA所研製的幾款太空飛行器來說，可真的算是小巫見大巫，土星五號作為全球現階段推力第二強的運載火箭（PS：第一是俄羅斯的能源號），憑藉其近地運載118噸的能力讓美國成功將「阿波羅」號送上月球成為第一個實現登月的人類國家，而發射一次土星五號在當時的成本為1.8億美元，如果換算到如今的價錢，差不多相當於60多億美元。（PS：這價格簡直了！都夠我國用來完成一半探月工程了！）

面對如此高的發射成本，人類現階段總共有兩條方向來解決該問題，第一條便是降低單次發射成本，主要通過尋找替換材料和優化航天技術來實現；第二條便是前文提到的火箭回收計劃，火箭因為其具有一次性消耗屬性而導致其成本極高，那是不是可以製造一種可以回收的火箭，通過增加火箭的使用次數來降低整體發射成本呢？

第一方向現階段表現並不明顯，在這裡就先不談了。第二方向作為最符合時代要求的存在，很快就有人開始全力著手研究，短短5年時間全球出現了兩個最亮眼的名字，一個是號稱「現實版鋼鐵俠」的埃隆·馬斯克，一個是火箭回收技術的最佳代表作品——獵鷹9號（Falcon 9）。

從2012年下半年至2013年秋的時間段裡，馬斯克首先使用大致模擬獵鷹9號第一級尺寸的火箭（蚱蜢號）進行總共8次的發射實驗，從最開始滯空3秒增加到滯空79秒，從只能上升至幾米高度延伸到744米的高度，馬斯克的火箭回收技術第一階段就算是完成了。

然後緊接著在2014年4月至8月這個不到半年的時間段裡，這款「蚱蜢號」成功升級為獵鷹9號實驗版（F9R Dev1），增加了可收放的支架、新一代的發動機、頂部控制降落姿態的格柵等，並且進行了5次升空實驗，最終結果為成功上升至1000米高空並實現回收。（PS：五次實驗，成功四次，失敗一次，算是完成了第二階段要求）

可能因為試驗機被放了煙花，馬斯克直接啟動了真機實驗，真火箭成為實驗品，從2015年年初到2016年上半年，各種花式爆炸成為試驗場最亮眼且燒錢的「表演」，無數次失敗經驗最終造就了這項火箭回收計劃的實現，2017年火箭回收成為常態，2018年火箭回收在保持100%成功率的同時也將回收精度從過去的10公裡縮小至10米範圍。

可以說，SpaceX能最終成功實現火箭回收，其長達5年的經驗積攢是必不可少的，畢竟這些經驗都是硬生生用錢砸出來的，其中需要承受的壓力可想而知。

除了長時間的經驗積累外，火箭回收計劃能成功還有一個條件，那就是獵鷹9號上裝載的黑科技產品，畢竟一個能從160公裡高空精準降落至海上回收平臺的火箭確實有點內容的。下面就由小獸帶大家看看獵鷹9號上到底有哪些黑科技吧！

採用推力矢量技術的發動機，和普通火箭使用的單一推進劑發動機相比，搭載推力矢量技術的發動機能夠實現推力轉向，由此來更加靈活地調動火箭軀幹掉落方向，尤其是對於像獵鷹9號這樣的回收型火箭，超高的機動性能增加回收成功率，另外這一項技術其實早就已經在戰鬥機裝配了，如今安裝到火箭上確實起到了意想不到的作用。

火箭頂部裝載有8臺冷氣推進器，雖然已經裝有矢量技術發動機，但那也只能算是對火箭整體姿態進行大調動，至於火箭脫離後的方向微調還是得由這幾臺冷氣推進器來完成，畢竟回收降落的姿態必須是垂直的，如果沒有這幾個推進器進行方向微調，那倒下的後果可想而知。（PS：原地爆炸！）

火箭的引擎必須超級耐用，具有多次重啟的能力，畢竟火箭脫離後隨著慣性進入預定降落軌道後，在160公裡的高空向下降落必然會面臨與空氣高速摩擦所產生的高溫，這時候一個能重新啟動的引擎在冷氣推進器調整好火箭姿態後就能重新爆發推力，降低火箭的垂直降落速度，從而減少摩擦損耗，另外在火箭降落至回收平臺的最後階段，重啟引擎也起到緩慢降落的作用，讓火箭完美降落。

火箭頂部的格柵鰭，相較於前面提到的三個黑科技，格柵鰭的作用雖然看起來不大，但實際作用卻堪比重啟發動機，利用空氣動力學精確控制火箭的降落姿態，可以說，火箭回收範圍能從10公裡縮小到10米，這一科技的作用當居首功。

前面說完火箭降落前的黑科技，接下來再說說火箭回收降落的第一個觸地科技——支撐腳。作為能夠支撐火箭觸地壓力的科技，必須滿足三大要求，第一是硬度，第二是抗高溫，第三是輕便，而獵鷹9號的支撐腳使用碳纖維和鋁製成，其展開後總跨度能達到18m，再加上特製緩震器，足以應對火箭硬著落的衝擊力。

除了硬體外，獵鷹9號上還搭載了兩種配套軟體系統——慣性導航和全球定位系統，兩種系統相互搭配處理火箭降落的一切相關信息，無論是位置、飛行方向以及降落速度，還是火箭地理位置信息，都能及時傳送到火箭的電腦中，從而調動上述其他硬體黑科技實行自適應降落調整。

總結一下獵鷹9號能帶給我們的啟示，小獸認為科技不是憑空而來的，而是經過無數人的不懈努力和堅持，最後通過經驗和思考才能實現最後的成功，當然money同樣不可或缺的。

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