让火箭多飞几次

温固华

飞翔是人类有史以来最美丽的梦想之一，无论是中国神话中偷食仙丹飞奔月球的嫦娥，还是西方故事里与海盗斗智斗勇的小飞侠彼得·潘，都满载着人类对自由飞翔的渴望。千百年来，人类一直在探寻飞翔的奥秘。从羽毛制成的翅膀到腾空而起的热气球；从顺风飞行的滑翔翼到直冲云霄的大飞机，凭借着非凡的才智，人类终于欣赏到了蓝天上的壮丽景象。

到21世纪的今天，人类已经可以飞出地球奔向太空，而其中最重要的飞行工具就是火箭。正是因为火箭的存在，人类才得以摆脱地心引力的束缚，去探索更为广阔的宇宙空间。但是火箭也有弊端，它的造价特别昂贵，却偏偏是一次性的飞行器。同学们想象一下，几千万元甚至上亿元造出来的东西用一次就再也不能用了，是不是光听着就很心疼呢？

别着急，美国的蓝色起源公司有好消息传来，它们的“二手火箭”成功发射并回收，一举成为世界上第一家成功实现火箭重复使用的公司。也许过不了多久，火箭就能变得像飞机、汽车一样普及，说不定在将来的某一天，同学们也能领略一回外太空的风光。

人们一度认为重复使用火箭不可想象，甚至还有人说火箭回收就是一个毫无希望的骗局，蓝色起源公司的“新谢泼德”（New Shepard）火箭，让这些人彻底闭上了嘴巴。

美国的蓝色起源公司在2015年11月，首次实现“新谢泼德”火箭的回收，这是人类史上第一次成功回收可重复使用的火箭。接着在2016年1月，该公司使用此前回收的“新谢泼德”火箭从美国德州西部的试验场发射升空，搭载着太空舱以接近4倍音速的速度飞升至101.7千米的高度，这个高度超出了世界公认的太空高度标准（100千米）。随后火箭和太空舱都安全在地面着陆，一举开创了火箭回收技术的新篇章。

两次看似相同的发射，其中最大区别是对制导、导航和控制系统的逻辑进行了一个软件变更。第二次发射的“新谢泼德”火箭更换了再次返回使用的降落伞，还升级了系统，力求全面模拟今后再发射时需要更换的零部件。

不管怎么说，“新谢泼德”火箭的重复发射与回收，都是一次前所未有的壮举。

从外观上看“新谢泼德”火箭显得较为矮胖敦实，就像一根既粗又短的烟囱，似乎不太美观，而且它只有1个喷嘴，跟动不动就有七八个喷嘴的大型火箭相比，显得很是小家子气。然而就是这个其貌不扬的家伙能把人送到太空，并且还能实现重复使用。

值得一提的是，“新谢泼德”火箭采用了推进式着陆的技术，而且在返回过程中，火箭与太空舱的着陆方式和地点并不一致。其中，火箭主体依靠八个制动装置控制下降速度，在距离地面1.5千米时，自身装载的BE-3火箭发动机点火，缓慢推进，确保飞船的姿态正确，从而完成软着陆。而太空舱在降落时，则使用了三个大降落伞和反向喷射器来减速，成功在另一个地点安全着陆。

未来的“新谢泼德”火箭发送的飞船，预计可搭载乘客两至三人，飞行高度为距地球100千米左右的太空轨道上。当然，它也可以用来向国际空间站运送物资。到那个时候，“新谢泼德”火箭就能完成从“其貌不扬”到“物美价廉”的大变身了。

火箭回收技术的研究，其实不止蓝色起源一家公司，甚至不单单是美国在研究这项技术，像俄罗斯、法国，包括中国都有与之相关的研究计划。那么，火箭回收究竟有何等魅力，让这些空间技术的大国都争先恐后地参与进来呢？

在蓝色起源公司之前，有一家公司已经做了大量关于火箭回收的研究，甚至还尝试了好几次可回收火箭发射的实验，遗憾的是结果有些不尽如人意，这家公司的名字叫做——美国太空探索技术公司（SpaceX）。它旗下的“蚱蜢”火箭与“猎鹰9号”火箭，都是可回收火箭。其中的“猎鹰9号”与“新谢泼德”火箭相比，无论是尺寸还是功率都要更大一些，而且“猎鹰9号”火箭是近地轨道可重复使用火箭，其技术难度要比亚轨道的“新谢泼德”火箭复杂。

火箭可回收技术实现后，将大大节省航天发射的成本。据测算，对第一级火箭实现回收重复使用，能节省发射费用的80%；如果加上第二级，节省的费用能达到惊人的98%。以“猎鹰9号”为例，其燃料价值仅20万美元（约合人民币130万元），其他费用全都花在硬件上，发射一次最少也要6 000万美元（约合人民币3.9亿元），即使只让发射成本降低80%，也是一件了不起的事情。

火箭可回收技术实现后，将大大降低太空旅游的费用。蓝色起源一位技术负责人这样认为：“火箭重复使用允许我们一次又一次地飞行，每次飞行都能提高太空探索和研究的经济可行性，为所有人开启太空之旅。如果能像飞机一样使用火箭，那么进入太空旅游的费用可能就只要几百美元。”

火箭可回收技术的实现，或许是实现人类星际旅行、星际移民不可或缺的一步，它将给人类未来的星际航行提供原始的技术积累。我们有理由相信凭借人类的智慧与科技的力量，一次性的火箭肯定能多飞几次，甚至有一天，它能载着我们的子孙后代飞出太阳系、飞出银河系，飞向那些我们想去而去不了的地方。