“筷子夾火箭”回收有何重要意義

這張2023年4月公布的圖片顯示，美國太空探索技術(shù)公司的新一代重型運載火箭“星艦”在位于得克薩斯州的基地等待升空。新華社發(fā)（美國太空探索技術(shù)公司供圖）

新華社記者 譚晶晶

美國太空探索技術(shù)公司新一代重型運載火箭“星艦”13日實施第五次軌道試飛，首次驗證了“筷子夾火箭”技術(shù)——通過發(fā)射塔的機械臂在半空中成功捕獲回收火箭第一級助推器。這是此次試飛驗證的最關(guān)鍵技術(shù)，也被認為是太空探索技術(shù)公司迄今“最大膽”的創(chuàng)新嘗試。

“筷子夾火箭”的成功標志著太空探索技術(shù)公司在火箭復用上取得重要進展，進一步為未來載人太空探索任務奠定基礎(chǔ)。

美國中部時間13日7時25分（北京時間20時25分），“星艦”從位于美國得克薩斯州博卡奇卡的基地發(fā)射升空。不久后，火箭第一級助推器和第二級飛船成功分離。發(fā)射約7分鐘后，助推器返回發(fā)射塔，在下降過程中被發(fā)射塔上被稱作“筷子”的兩條機械臂牢牢夾住。而“星艦”飛船繼續(xù)飛行，此后受控重入大氣層，在印度洋預定區(qū)域濺落。整個試飛過程持續(xù)約65分鐘。

“星艦”火箭總長約120米，直徑約9米，由兩部分組成，第一級是長約70米的“超級重型”助推器，第二級是“星艦”飛船，兩級均設計為可重復使用?！靶桥灐钡脑O計目標是將人和貨物送至地球軌道、月球乃至火星。

此前“星艦”經(jīng)歷了4次軌道試飛，遭遇了各種挑戰(zhàn)，前3次均未達到預期目標。第四次試飛中火箭第一、二級成功分離，分別按計劃落入墨西哥灣和印度洋，但“星艦”飛船在高溫下受控再入地球大氣層時隔熱瓦損壞，掉落了很多瓦片，并且襟翼受損。

“星艦”第五次試飛備受矚目。此次任務的兩大既定目標極具挑戰(zhàn)性：一是首次嘗試火箭助推器的陸地回收，助推器在發(fā)射后返回發(fā)射塔，由發(fā)射塔上被稱作“筷子”的機械臂“夾住”，在半空中捕獲回收；二是“星艦”飛船在印度洋預定區(qū)域準確濺落。

“筷子夾火箭”被美國媒體稱為“史無前例”的全新火箭回收方式，對于火箭飛行控制系統(tǒng)的精度和懸停能力要求極高，略有差池就可能導致火箭在發(fā)射塔上傾倒或爆炸。太空探索技術(shù)公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克此前曾預測，此次試飛回收成功率僅為50%。當天試飛結(jié)束后馬斯克表示，任務兩大既定目標均成功實現(xiàn)，標志著“星艦”朝著將人類送到火星乃至更遠地方的目標邁進一大步。

據(jù)介紹，任務團隊還改進了“星艦”飛船的隔熱防護系統(tǒng)，以應對再入大氣層時的高溫。盡管飛船濺落在印度洋指定區(qū)域后發(fā)生爆炸，但美媒報道稱，太空探索技術(shù)公司沒有計劃回收飛船，爆炸并非意料之外。

“星艦”火箭的優(yōu)勢在于其大運載能力和可復用性。“星艦”可將超過100噸載荷送入近地軌道，運力遠強于太空探索技術(shù)公司現(xiàn)有的“獵鷹9”和“獵鷹重型”火箭?！靶桥灐钡谝患墶俺壷匦汀敝破髋鋫?3臺“猛禽”發(fā)動機，總推力高達約7500噸。

“獵鷹9”和“獵鷹重型”火箭第一級的回收方式，是先降落到海上的回收船，再由回收船將火箭第一級運往陸地工廠檢修和復用。而“星艦”第一級助推器的回收是直接在發(fā)射塔捕獲，成功驗證后將有助于提高檢修和再次發(fā)射的效率，從而更進一步降低發(fā)射成本。

“星艦”將在美國“阿耳忒彌斯”新登月計劃中扮演重要角色。按目前計劃，美國將于2026年實施“阿耳忒彌斯3號”載人登月任務，屆時宇航員將搭乘“星艦”前往月球。盡管“星艦”第五次試飛已達到預期目標，但在正式承擔發(fā)射任務前還有很多關(guān)鍵技術(shù)需要驗證，如火箭第二級的回收和復用、多次在軌燃料加注等。

美國航天局局長比爾·納爾遜13日在社交媒體X上表示，在籌備“阿耳忒彌斯”登月計劃的同時，持續(xù)的技術(shù)測試將為未來的空間探索任務奠定基礎(chǔ)，包括前往月球南極區(qū)域和飛向火星。