一张网接住火箭回收,中国航天打破了马斯克的技术神话

长征十号乙运载火箭的回收成功,是中国航天历史上值得纪念的一刻。这次回收过程中引发最广泛讨论的,无疑是长征十号乙运载火箭会选择系网回收这种模式。

毫不意外的,在这次回收成功之后,有些SpaceX粉丝阴阳怪气说这种回收模式效率不高什么的,猎鹰9的回收方式才是正道。对于这种人,他们可能得先回答一个问题,为什么星舰的回收方式和猎鹰9不一样,是哪个马斯克错了呢?这些表面是航天爱好者,实际上是某个虚幻的西方的信仰者的人,他们思考问题根本不从工程学出发,但航天就是一门工程学。

现实情况是,猎鹰9和星舰的回收设计都不算错,因为二者的工程条件不一样,猎鹰9一级使用着陆腿没有问题,但星舰一级使用着陆腿的话,体积和重量都会难以接受,而且对着陆腿质量的要求也极高,而且考虑到要能支持星舰的回收船规模太大,所以SpaceX才选择了塔架回收。

可回收火箭说到底是一个工程难题,那么在不同的情况下,工程设计有不同的取舍也是正常。比如说蓝色起源的新格伦火箭,在着陆腿上安装了自焊接设备,落在回收船上就自动焊接在甲板上。猎鹰9之前其实也出现过因为风浪火箭倒下或者是坠海的事故,为什么猎鹰9没有采用类似的设计呢?

理由很简单,因为猎鹰9回收选择的海域,海况都是比较良好的,比起来火箭倒下这种小概率事件,还是火箭运力更重要一些;而新格伦火箭的回收区域和猎鹰9火箭回收相比,海况相对较差,同时新格伦火箭更大,对死重可以留下更多的余地。

但面对更复杂的海况,新格伦的这种固定也是有问题的,因为火箭在燃料用完之后,实际上是一个巨大的空壳,在这种情况下晃动有可能会影响火箭箭体的结构,不是把回收腿焊接一下就可以解决的问题。

所以道理其实很简单,可回收火箭的设计,一定要考虑自己的情况。以昨天回收作业的海况为例,是典型的四级海况,这在我国南海属于稀松平常的海况,但SpaceX的回收船只能在一级二级海况工作,我国回收船的设计模式,也是考虑到这方面的因素,自然环境对于火箭回收的影响是不小的。

在我国火箭海上回收可以使用的海域之中,海况普遍是比较复杂的,如果真的要等一二级海况,那么火箭发射回收工作是很难进行的,渤海倒是足够平静,但是大小根本不足以完成这种任务。

所以长征十号乙运载火箭选择系网回收,是考虑到了我国客观的条件。并且系网回收实际上和星舰的塔架回收一样,采用同样的思路,把火箭回收的一部分要素从火箭转移到回收设施上,来提高火箭的回收运力,属于是现在最时髦的思路。

当然,真要说这个思路有什么挑战,那就是这种回收船的成本,肯定是比猎鹰9的平板式回收船高很多的,毕竟有那么多复杂的结构。但以国内的造船能力来说,这倒不是太大的问题,无非是小公司可能不适合选择这个路线。

而且客观来说,就算大规模发射,需要的回收船数量可能也没有想象之中那么多。和很多人的预想不一样,现在SpaceX的回收船就只有三艘,可以支持一年超过一百六十次的回收,而且还有挖潜的空间,极限有可能一年超过两百次,以我国当下的情况来看这也足够了。大规模回收之后,回收船的成本是可以很快被抵消的,就算以未来海南商发八个工位,一个工位一年50次发射来计算,六艘回收船也是足够的。

同时因为这种因地制宜的思路,我们可以看到国内实际上也有其他的回收路线,比如说朱雀三和长征十二甲乙目前使用的都是着陆腿方案。理由也很简单,因为这几款火箭目前阶段考虑的回收场地主要在地面上,地面上不要考虑海况的挑战,用回收腿的方案最节省地面的成本。

应该说在海洋上的回收,美国人确实积累了很多经验,但如何在地面上提高回收效率,就需要我们中国人自己去探索了。SpaceX的地面回收,都是返场回收,运力有很大的浪费,而我国的地面回收都是航线下回收,有助于提高运力。但问题是怎么高效运回厂房,不要小看这个问题,这直接决定了火箭回收利用的效率如何。

除此之外,在地面建设系网或是塔架回收能不能提高回收运力呢?具体的性价比怎么样?这都是可以探索,并且已经有企业在探索的方向,但具体这些方向能不能走通,还是得看我国航天事业的探索。工程学上的很多东西,是不能只靠理论来解决的,终究要靠现实中的实践。

还有,国内其他搞海上回收的,其实也在探索不同的方向,比如说有的公司就在尝试搞海上溅落,这个直接不需要回收船,但回收后维护火箭本身的成本怎么解决,就需要更多的验证了;除此之外,我国也有搞猎鹰9这种回收腿海上回收模式的公司,比如说双曲线三号之前就在进行类似的测试。不过考虑我国的海况,未来走这条路线的公司,最终应该还会再着陆腿和船体上进行很多调整,和猎鹰9的设计应该会有不少区别,要不然估计掉进海里的火箭箭体会有点多。

用庸俗的意识形态去解释工程学问题,那一定得不到想要的结果。SpaceX是火箭回收技术的开创者不假,但具体回收工程中选择什么样的方案,终究需要回归工程的需求与能力。这本应该是最基本的道理,但是在讨论各种先进技术的时候,却总是被意识形态绑架。偏偏这些人最喜欢说什么科学,只能说是非常可笑了。

工程学的问题最终还要回归工程去解决,这才是所谓的科学。对某个人或是某个公司的迷信,从来都和所谓的科学没有任何关系,这才是科学探索最重要的事情。


(科技责编:拓荒牛 )