火箭能回收利用嗎

火箭作用這么大，我們已經完全離不開了。但是，箭身、發動機和內部的精細裝置等導致火箭的造價高達數億元，而每次使用后火箭要么爆炸解體，要么墜地身亡，天價制造費都打了水漂。那么，火箭能不能回收利用呢？

火箭對現代人來說并不陌生，并且它的存在也與我們的生活息息相關：通信衛星、氣象衛星、導航衛星等通通需要火箭將它們送上天，進行太空探索任務的航天飛船也離不開火箭，有些火箭還承擔著保衛國家領空的作用。

火箭作用這么大，我們已經完全離不開了。但是，箭身、發動機和內部的精細裝置等導致火箭的造價高達數億元，而每次使用后火箭要么爆炸解體，要么墜地身亡，天價制造費都打了水漂。那么，火箭能不能回收利用呢？

裝上降落傘

給高速墜落的火箭裝上一頂巨大降落傘，火箭會不會也能平穩降落，而不是墜毀呢？

其實，給降落的龐然大物裝上降落傘并不新鮮，早在20世紀50年代，蘇聯就曾用降落傘降落的方式成功回收了小型氣象火箭MR-1。還有我國的神舟系列載人航天飛船的返回艙，在距離地面10千米左右時，就會打開多個足球場大小的降落傘，使返回艙的速度緩緩減小，實現軟著陸。因此，給火箭裝降落傘是回收火箭的首選方案。

不過，讓火箭自己“打開降落傘”目前還是有點兒勉強，第一個難點是火箭太大了。與發射大型飛船的運載火箭相比，前蘇聯成功回收的MR-1就是一個“小矮人”。而美國SpaceX公司（太空探索技術公司）研制的獵鷹9號火箭，僅僅是第一級箭身，高度就超過40米，不包含燃料的空殼火箭的重量都超過20噸。目前最成功的超音速降落傘最大也只能承載3噸左右的載荷，對于獵鷹9號這樣的大塊頭，降落傘根本拉不住，速度降不下來。

第二個難點是降落地點很難控制，什么時候打開降落傘，火箭最終降落在什么位置都是未知數。以液氧和液氫等液體燃料作為能源的液體火箭，目前仍然是各國使用最多的火箭。液體火箭的箭身內部工藝很復雜，這種火箭如果降落在了海上，進水后就報廢了，即使回收了，修理費用也非常高昂。

出于以上種種考慮，美國太空發射聯盟公司提出了一個叫做“聰明回收”的回收火箭方案：第一級火箭燃料燒完后，將箭身與發動機分離。發動機開啟減速裝置，減至亞音速后再打開降落傘，飛行員駕駛一架直升機在空中掛住降落傘，防止發動機掉入海中。這樣，就可以在空中成功回收造價較高的發動機了。

2020年3月，中國率先用上了與“聰明回收”類似的方法。中國用長征三號乙運載火箭成功發射第54顆北斗導航衛星，之后用傘降技術成功回收了火箭助推器。

反向“開”回來

你有沒有玩過回力鏢？如果你能順著風向，用適當的力道和角度拋出，回力鏢在飛到盡頭后會掉個頭原路飛回來，而不是在重力的作用下豎直下落。我們回收火箭不也想達到這樣的結果嗎？那么，回力鏢的原理能不能用到火箭上呢？

2018年，美國SpaceX公司就用相似的方法成功回收了獵鷹9號火箭。

在高空中向上發射時，獵鷹原本是頭朝上、腳朝下的狀態，墜落時方向掉轉，獵鷹將或傾斜或豎直地頭朝下栽倒。科研團隊在箭體上安裝了一個高壓氮氣噴射裝置，在氮氣的推力作用下，獵鷹在空中完成了一次華麗的掉頭，原本應朝向地面的頭部轉而朝上，變成了沿著回收軌跡頭上腳下的姿態，從而平衡火箭受到的向下的重力，讓火箭在墜落時能慢下來。

但是，還有一個問題，火箭在剛開始下落時幾乎是“平躺著”，而在下落的過程中則會受到方向、強度各不相同的空氣阻力的影響，最終可能傾斜著砸到地面上，火箭箭身會損壞，甚至可能會發生爆炸。因此，需要“扶正”火箭，讓它盡可能豎直地落到地面上，這時候，柵格舵就發揮了作用。

顧名思義，柵格舵就是一片由許多個柵格組成的“船舵”，它平時平貼在火箭的中后部，需要時會展開并與箭身垂直，火箭上通常會配置四片柵格舵。柵格舵正是模仿了小鳥的翅膀，通過改變舵面大小、柵格數量和厚度等改變風力作用在舵面上所產生的不同大小和方向的推力，從而調整箭身的前進方向、降落位置和落地姿勢。

除了獵鷹火箭，美國藍色起源公司的新謝潑德火箭也采用了這個方法進行回收。因為這款火箭飛行高度低，比獵鷹火箭更加“矮小”的緣故，它早在2016年就成功實現了回收，并且多次重復使用。因此可以說，“掉頭飛回”的火箭回收方法已經越來越成熟了。

此外，俄羅斯的帶翼火箭回收技術也在研發中。他們設計了帶展開翼的助推器，長長的機翼可以收起和展開，展開機翼的功能與柵格舵類似，同樣可以調節受力和前進方向，同時也起到提供升力的作用。如果這個設想能實現的話，未來火箭也許會像飛機一樣“飛”回來。

火箭回收是一項非常復雜的技術，它同樣代表著各國航天水平的高低，希望我國也能早日實現火箭回收復用。

（中國新聞網2021.8.27）