人类航空又一里程碑!SpaceX“筷子回收”为何重要(图)

历史性时刻！SpaceX星舰首次完成“筷子夹火箭”。 当地时间10月13日，在德克萨斯州博卡奇卡星舰基地，马斯克的美国太空探索技术公司SpaceX进行了星舰的第五次试飞，并取得了历史性的成功。 星舰成功起飞后，发射塔的机械臂成功捕获了返回地面的超重型助推器（Super Heavy），实现了星舰成为完全可重复使用火箭系统目标的一个重要里程碑。 由于与其他航天设备相比更为狭长的外形，SpaceX将回收机构的机械臂命名为“筷子（Chopsticks）”，因此空中回收的这一画面也被各大媒体形象地比喻为“筷子夹火箭”。 航天史一大创举！“筷子回收”究竟有多难？据介绍，星舰系统主要分为两级：第一级是底部的超重型助推器（Super Heavy），第二级是顶部的星舰航天器（Starship）。 而作为第五次试飞，本次试飞的主要目的就是：星舰航天器进入大气层后返回地球着陆在印度洋水域，并尝试首次回收助推器。


直播画面显示，在烧尽大部分燃料并和一级航天器分离后，这座长约232英尺（71 米）、搭载了33台发动机的超重型助推器开始高空降落，并缓慢靠近发射塔架。


在经过多次减速后，略带倾斜的“超级重型”助推器在半空中被发射塔架伸出的两条机械臂精确地“环抱”，堪称“丝滑”地完成了这次高难度的空中回收。


SpaceX的官方信息显示，超重型助推器的底部装载的33个发动机，每个都比上一代猎鹰猛禽（Raptor）火箭的9个发动机中的任何一个更强大，升空时的推力大约是猎鹰的10倍。 另一边，星舰航天器在进入大气层后开始出现火光，最终成功垂直溅落在印度洋水面并爆炸，几乎完美“命中”目标溅落点。


至此，SpaceX五飞的两大目标（精准着陆和回收助推器）顺利完成。 综合报道观点，助推器空中回收的形式难度极高，马斯克此前也预测，“筷子夹火箭”的首次成功率仅为50%。 官网信息显示，SpaceX回收超重型助推器的标准是“完成接住火箭的动作需要满足数千的标准”，“但凡有一个数据偏差，助推器就会偏离返回轨道，落入墨西哥湾的沿岸”。 鉴于这次任务的高风险性，SpaceX明确提到，如果在这次“星舰”发射过程中发现任何异常，影响到发射塔架的回收捕捉的正常进行，将改回原先的海面软着陆方式。 在7月的网络采访中，马斯克表示，SpaceX的这次飞行目标“听起来有点疯狂”，尽管它“有很大的成功机会”。 “我们并没有破坏物理学，所以成功是可能的结果之一。” 公司官网还显示，针对此前四飞时“隔热瓦脱落”的问题，SpaceX已“对其隔热罩进行了彻底改造，SpaceX技术人员花费了12000多个小时，用新一代瓷砖、备用烧蚀层以及襟翼结构之间的附加保护更换了整个热防护系统” 。 高效再利用，马斯克画的饼成真星舰系统对于马斯克的“火星计划”以及NASA的阿尔忒弥斯（Artemis）载人航天项目而言至关重要，而之所以要尝试回收再利用助推器，主要是为了削减成本。 据中国网报道，目前SpaceX的“猎鹰9”号火箭助推器采用着陆腿回收的技术已经非常成熟，成功率非常高，但缺点在于后续重复利用比较麻烦，需要从着陆场长途转运，无法满足SpaceX高频次发射的需求。 而“筷子夹火箭”虽然技术实现难度大，但火箭回收后直接可以与发射塔架对接，后续的检查、加注燃料等步骤可以直接进行，极大减少了发射准备时间。 2016年9月，马斯克在墨西哥举行的国际宇航大会做了一场演讲，提出了用于火星殖民的星际运输系统（ITS）。 其间，马斯克表示，这不是一张单程票，每艘ITS宇宙飞船可能至少能够飞行十几次，助推器应该重复使用。 今年9月，马斯克在X发文表示，他计划在未来两年内向火星发射大约五次无人驾驶星际飞船任务，随后可能还会进行载人任务。