技術(shù)多，哪個才是最核心

對火箭垂直回收而言，哪個技術(shù)最關(guān)鍵？

北京理工大學宇航學院特聘研究員劉新福告訴科技日報記者，在發(fā)動機推力可調(diào)及著陸緩沖機構(gòu)等硬件條件的基礎(chǔ)上，火箭回收最大的難點是，在著陸段怎樣根據(jù)火箭的當前位置、速度、姿態(tài)等信息，在線實時計算出發(fā)動機推力的大小和方向，以實現(xiàn)安全精確著陸，其最核心的技術(shù)是著陸段的制導算法。

SpaceX用了什么制導算法？布萊克默在文中披露，這個秘密武器叫做“凸優(yōu)化”。劉新福介紹，2007年，NASA下屬的噴氣推進實驗室(JPL)在國際權(quán)威期刊《制導、控制與動力學雜志》上率先提出了基于凸優(yōu)化的著陸段制導算法(簡稱凸優(yōu)化制導算法)。后來該算法被多次用在美國Masten公司的Xombie小火箭上進行測試，使其具備了垂直著陸能力。

“火箭回收對著陸制導算法的要求一是可靠，二是計算速度快，箭載計算機要能在兩三百毫秒以內(nèi)計算出滿足多約束條件的最優(yōu)飛行軌跡?！眲⑿赂１硎?，之前做不到回收火箭，主要是因為沒有滿足要求的制導算法。凸優(yōu)化制導算法通?？煽啃愿摺⑹諗克俣瓤?，為實現(xiàn)火箭回收提供了可能。

劉新福談到，低速狀態(tài)、忽略大氣阻力狀況下的凸優(yōu)化制導算法及其在飛行器上的驗證實驗已在公開文獻中發(fā)表。但實際任務中火箭返回速度極快，在著陸段的大氣阻力不可忽略且對飛行軌跡影響較大。如何在考慮氣動力的情況下設計凸優(yōu)化制導算法，保證算法的可靠性與快速性，才是SpaceX的獨門秘籍之一。

先上天再落地，什么“姿勢”才正確

眾所周知，SpaceX在回收“獵鷹9”號火箭之前，曾使用“蚱蜢”火箭以及“F9R Dev”火箭開展低空飛行回收試驗，而“F9R Dev”火箭幾乎就是“獵鷹9”號火箭的一級火箭部分。