星际航行导读
在不到一个月的时间内，美国两家民营公司相继实现了运载火箭的回收。一家是Blue Origin首次将火箭从亚轨道回收，一家是SPACE X公司今日首次实现从轨道上回收火箭一子级。那么运载火箭实现回收的意义到底是什么呢？
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SPACE X 首次实现Falcon 9火箭回收
北京时间12月22日9时29分，美国太空探索公司（SpaceX）成功发射新型火箭Falcon 9 FT，并在发射10分钟后非常完美地回收了一级火箭，创造了人类太空史上的第一，并成功将Orbcomm公司的11颗通讯卫星送入预定轨道。
此次发射的火箭的型号为Falcon 9 Full Thrust，不仅在发动机方面得到了提升，也是世界上首次成功运用低温冷却技术增加燃料密度的火箭。火箭全高70米，降落回发射场的一级火箭长度为48 米。与之前Blue Origin成功降落的New Shepard低速亚轨道火箭不同，Falcon 9是完成轨道任务的发射器等首次着陆。
Falcon 9运载火箭的一子级采用着陆支架和反推发动机的方案进行垂直回收，在下降的过程中靠火箭的变推力发动机进行推力调节，最终依靠着陆支架进行着陆缓冲，类似于在月球上进行登月舱的着陆。
为了保证回收成功，第一子级顶端安装了四片栅格翼。每片栅格翼都可以独立调整姿态，升空中收拢，降落时打开，在第三次点火减速同时，火箭底部直径3.6m的四个碳纤维和铝材质的着陆支架打开，将落地直径扩大到21m。
火箭的一级有9台发动机。在回收过程中，发动机要工作三次。第一次用于修正降落地点，第二次是超音速返回时的减速点火，使第一子级返回大气层时安全降落到250m//s，第三次是降落点火，让它保持住2m/s的速度着陆。
采用这种设计的火箭，在回收的过程中主要的技术难点有：
1 高空高速：一二级的分离高度，估计在100km左右，速度接近3~4km/s；
2 高空高速强气动力条件下的姿态控制问题：在一级发动机关机，一二级分离后，火箭还在向上飞行，需要调整火箭的姿态，修正降落地点；
3 气动减速+发动机反推：类似于在行星表面着陆，采用栅格翼控制姿态，发动机点火进行减速，这种气动布局并不简单；
4 下降着陆：控制在2m/s的速度着陆，通过着陆支架进行缓冲，类似于月球着陆器的缓冲腿。
“猎鹰9号”一级火箭成功降落在回收场
SpaceX之前曾经在今年1月和4月尝试过两次类似的着陆任务，但均以失败告终。所以，此次成功着落可能源自两次失败后作出的一些调整。最明显的调整就是将着陆地点从海面的漂浮平台改到了陆地。除此之外，SpaceX还推出了升级版“猎鹰9号”火箭，将其非正式名称命名为“猎鹰9号”1.1版全推力火箭。这个版本的火箭对结构进行了改造，还升级了发动机，可以提供更大的推进力。
不过，SpaceX公司CEO伊隆-马斯克(Elon Musk)在随后的电话会议中宣布，这次回收的一级火箭将不会再升空，因为这是SpaceX第一个成功回收的火箭，它是“独一无二”的。按照计划，回收后的“猎鹰9号”一级火箭将从回收场“Landing Zone 1”运输到卡纳维拉尔角的发射场“Complex 39A”。公司将对回收后的火箭进行静态点火测试，以证明该火箭点火和引擎系统仍然可靠。之后，SpaceX将会评估该部分能否用于再次发射。
贝索斯旗下航天公司曾首次实现火箭回收
就在上个月，北京时间11月24日，亚马逊CEO杰夫·贝索斯（Jeff Bezos）旗下太空公司Blue Origin创造了一个历史，成功地将New Shepard太空火箭发射到32.9839万英尺（约合100.5公里）的计划高度，随后又成功地返回发射场。这是全球第一个发射升空后又完好无损地返回地面的火箭，同时意味着Blue Origin率先生产出可重复利用的火箭。 
对于New Shepard成功落地，特斯拉CEO马斯克也给予了祝贺，他在Twitter上称：“向贝索斯及其研发团队表示祝贺。”但马斯克也同时指出，Falcon 9和New Shepard有着明显的不同。他说：“需要指出的是‘太空’（space）和‘轨道’（orbit）有着明显的不同 。”Falcon 9的目标是将有效荷载运送到低地球轨道，而New Shepard的目标只是将乘客送往亚轨道太空。
运载火箭实现垂直回收的意义是什么？
航天飞机是人类历史上可以用于重复使用的运载器，分为轨道级和助推级。每次发射后能够用于回收后再利用的只有轨道级，虽然航天飞机的2个固体助推器也号称可以海上回收后再利用，但实际上并没有再重复使用过。航天飞机研制的最初目的是为了大幅度降低发射成本，但随着挑战者号和哥伦比亚号航天飞机的爆炸，直接导致航天飞机的退役。
由于高昂的发射及维护费用，以及较低的可靠性，航天飞机的技术路线逐渐被放弃。今年美国两家民营公司的火箭子级实现回收，无论从亚轨道回收还是轨道上回收，都具有重要意义：
A）这是人类首次将一级火箭进行垂直回收，这就意味着对火箭的落区可以进行调节，可以将用过的一级飞回发射场附近的区域，也可以在海上平台进行回收，从而解决发射场的射向落区等对火箭运载能力的影响；
B） 降低火箭发射成本。在此之前，SpaceX每次发射费用为6000万美元，实现火箭回收技术后，发射价格有望降低至每次600万美元；
C） 促进官方火箭设计理念的变革。之前运载火箭重复使用技术之所以发展缓慢，是因为每年的发射次数有限，火箭制造商的利润有限，主观不肯降低成本。民营公司的出现，带来了新的思想和活力，以及对成本和利润的再认识。这必将带动官方火箭设计理念的变革。
编后语
民营公司的创新活力，通过SpaceX公司的展示已经让人很惊艳了。丰富的工程经验、市场意识和创新的思想是未来赢得商业订单的重要保证！小伙伴们想清楚自己的努力方向了吗？
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