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（原创）陈根：太空旅游，怎么才能走向普通人？( 二 )


一方面是着陆点精度高 ， 需要控制在10米内 。 SpaceX通过打造遥控无人船作为浮动的海上火箭降落平台 ， 在尽量控制火箭回收着陆点的同时 ， 移动海上着陆平台来配合火箭 。 另一方面 ， SpaceX通过使用变推力发动机 ， 使缓冲发动机的推力在不同高度能变化调节 ， 可以更精确地控制火箭着陆时的姿态 ， 避免了落地姿态不正容易倒下而毁坏火箭的问题 。 同时 ， “猎鹰9号”火箭体采用了新型复合材料 ， 在保证较高强度的情况下进一步减轻了重量 。
2015年年底的首次成功回收 ， 是人类火箭技术发展的一个重要里程碑 ， 也被《麻省理工科技评论》评为2016年十大突破性技术 。
自2016年以来 ， SpaceX的火箭回收有了更多的成功例子 ， 技术上也日趋成熟 ， 从2017年1月开始形成了常规流程 。 到2018年2月 ， 已经成功回收一级火箭17个 ， 其中有6个是已经进行过重复回收的 ， 共计23次重复着陆回收 。 随着连续多次回收成功 ， SpaceX开始专注于一级火箭助推器的快速重复使用 。
在2017年和2018年已经有11个回收后的一级火箭被重复使用 ， 证明了火箭二次使用的经济性 。 第5批次（Block5）的火箭在设计时就考虑了多次重复使用 ， 在几乎不用检查的情况下最多可以重复使用10次 ， 在翻新零部件的情况下最多可以使用100次 。
可以说 ， “猎鹰9号”火箭是美国近年来发射频度最高的运载火箭 ， 也是全球唯一常态化重复使用的运载火箭 ， 各项数据不断刷新纪录 。 2021年实现了单一型号年度31次发射 ， 入轨载荷总重345t ， 占全球发射质量的53% ， 平均单次发射载荷质量11.13t 。 “猎鹰9号”火箭一级回收成为常态 ， 发射成功回收已超100次 ， 其中有3枚一级箭体复用次数更是达到了13次 。
“猎鹰9号”火箭凭借重复使用技术有效降低了进入空间成本 ， 增强了其在发射服务市场定价的话语权 ， LEO轨道和GTO轨道发射服务公开报价约合人民币2.6万元/千克和7.8万元/千克 ， 均低于美国同等能力一次性运载火箭 。 调研同时发现 ， 其承担的军方和政府的项目平均价格比官网报价高约30%以上 ， 这也反映出军方和政府对SpaceX公司的潜在支持 。
不过 ， “猎鹰九号”还只有一级能够实现可重复使用 ， 二级仍然是一次性的 ， 只能算部分可重复使用火箭 。 当前 ， 马斯克正在推进下一代运载火箭系统的研发 ， SpaceX的下一代运输系统“Starship”（星舰） ， 则是一个一级和二级全面可重复使用的运输系统 。 这将真正意义上实现运载器的各部分全部回收、多次重复使用 ， 能够真正实现运载火箭的发射服务成本大幅降低 。
并且 ， 这个“星舰”的规模足够大 ， 起飞推力超过7 000吨 ， 相当于一艘驱逐舰的排水量 ， 真的可以把一艘驱逐舰推离地面 。 所以马斯克给它起的名字叫“ship”而不是“rocket” 。 这是人类有史以来最大的运载火箭 ， 比“阿波罗计划”的“土星五号”运载火箭还要大 。 “星舰”的投入使用还将诞生更大规模的运输系统 ， 移民火星也是有可能的 。

航天领域的下一代技术
当然 ， 专注于运载火箭可回收的也并不只是马斯克SpaceX一家 。 实际上 ， 在马斯克的“猎鹰9号”实现回收的同一时期 ， Amazon创始人贝佐斯也创立了蓝色起源太空技术公司 ， 专注于低轨道太空旅游领域 ， 也是可回收火箭技术的重要推动者 。
从2015年11月到2016年10月 ， 蓝色企业的New Shepard2号火箭已经取得了5次成功发射和再回收 。 2017年年底 ， 新型的New Shepard3号火箭带着新的载人舱在大气层飞到离地面100千米的高度并成功返回；2018年4月底 ， NewShepard3号火箭再次发射 ， 并在亚轨道飞行后成功回收 。
目前 ， 各航天大国都已经加快或即将完成具有重复使用特征的运载火箭甚至重型运载火箭的研制 ， 支撑本国航天活动向更大规模、更高频次、更远距离发展 。
不过 ， 我国运载火箭重复使用技术尚处于攻关研制阶段 ， 距离工程化应用仍有较大差距 ， 还需要尽快加大攻关力度和投入 ， 加快突破以动力、控制等为代表的关键技术 ， 推进重复使用的工程化应用 。
可以预见 ， 航天领域的下一代技术的发展方向就是全面可重复使用运载火箭的开发 。 值得一提的是 ， 运载火箭也逃不开“北极熊”规律 。 动物界有个规律：北方的熊长得比南方的大 ， 全世界体型最大的是北极熊 。 这背后的原因是 ， 一个物体体积越大 ， 表面积占比越低 ， 这样北极熊散热就慢 ， 在寒冷的北方更容易存活下来 ， 于是自然选择的结果导致北方剩下的都是大熊 。

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