SpaceX告訴你：

火箭垂直回收，什么“姿勢”最正確

凸優(yōu)化制導(dǎo)算法被多次用在美國Masten公司的Xombie小火箭上進(jìn)行測試，使其具備了垂直著陸能力。圖片來自網(wǎng)絡(luò)

今日視點(diǎn)

5月4日，美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)發(fā)射“獵鷹9”號運(yùn)載火箭執(zhí)行其第17次國際空間站補(bǔ)給任務(wù)，此次發(fā)射仍上演了SpaceX的拿手絕活——一級火箭垂直回收。近日，我國民營火箭企業(yè)翎客航天連續(xù)兩次完成火箭“低空發(fā)射及回收試驗(yàn)”，并宣稱這均是火箭垂直回收環(huán)節(jié)的最后一步。

火箭垂直回收有哪些奧秘？看起來簡單的“先上天再落地”試驗(yàn)，難道真是通向火箭回收之路的“敲門磚”？

收火箭，過程復(fù)雜挑戰(zhàn)多

談到火箭回收，誰能比SpaceX更有發(fā)言權(quán)？但自從它開始研究火箭回收技術(shù)以來，一直將其視為關(guān)乎公司競爭力的核心機(jī)密，從不申請專利，也不發(fā)表任何技術(shù)性論文。2016年，SpaceX火箭著陸技術(shù)主管拉斯？布萊克默“破天荒”地發(fā)表一篇題為《太空火箭自主精確著陸》的綜述性文章，才初步揭開了該公司火箭回收技術(shù)神秘面紗的一角。

布萊克默總結(jié)了火箭回收面臨的四大挑戰(zhàn)：首先是環(huán)境極端復(fù)雜，火箭從高空返回速度快，大氣阻力和氣動加熱明顯；其次是任務(wù)容錯(cuò)率低，返回必須一次成功，幾乎沒有二次嘗試的機(jī)會；第三是著陸困難，需要設(shè)計(jì)可折疊著陸緩沖裝置等復(fù)雜的輔助機(jī)構(gòu)；最后是要克服風(fēng)力等擾動精確到達(dá)回收場地。

火箭回收過程也比較復(fù)雜。一級火箭分離后，由于慣性會繼續(xù)上升，到達(dá)一定高度時(shí)姿態(tài)控制系統(tǒng)使一級火箭倒轉(zhuǎn)，重啟發(fā)動機(jī)反推使其進(jìn)入返回軌道；進(jìn)入大氣層后，一級火箭上安裝的4個(gè)鈦合金格柵將展開，以控制其飛行姿態(tài)，使其飛向著陸點(diǎn)；當(dāng)接近著陸點(diǎn)一定距離時(shí)，發(fā)動機(jī)再次重啟，著陸緩沖裝置展開，進(jìn)入末端著陸段。