【文/觀察者網(wǎng)專欄作者 查攸吟】

早在上世紀(jì)80年代末，蘇聯(lián)就曾設(shè)想過多重可復(fù)用的火箭系統(tǒng)。其中最令人印象深刻的，是以“能源”號(hào)超級(jí)火箭為母型研制的ГК-175可回收式重型運(yùn)載火箭。其最大的特征，在于配備了可獨(dú)立飛行滑翔降落的助推器組件。在火箭發(fā)射以后，全部助推器將在空中展開機(jī)翼，以滑翔的方式著陸返廠。

ГК-175可回收式重型運(yùn)載火箭暢想。其主體部分接近一架無人航天飛機(jī)，而助推器則各自獨(dú)立具備機(jī)翼構(gòu)造

上述手段科幻且炫酷，但存在著相當(dāng)大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。而相對(duì)簡(jiǎn)單的，則是自上級(jí)70年代末起就開始構(gòu)想的可部分回收火箭系統(tǒng)。在上述構(gòu)想中，火箭只有發(fā)動(dòng)機(jī)部分是需可回收的。在完成任務(wù)后，火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)部分從箭體上分離、氣動(dòng)減速，并在下降到一定高度后展開降落傘。這時(shí)，將會(huì)有一架安裝了天鉤回收系統(tǒng)的飛機(jī)從其上方略過，鉤住降落傘將其收回。整個(gè)回收過程很類似飛船返回艙【注釋：在SpaceX咄咄逼人的攻勢(shì)下，ULA考慮采用這個(gè)方案，實(shí)現(xiàn)下一代運(yùn)載火箭的部分回收復(fù)用】。

那么SpaceX的回收將采用哪一種方式呢？都不考慮。

類似于ГК-175滑翔回收方式，存在系統(tǒng)復(fù)雜且的風(fēng)險(xiǎn)。而天鉤模式雖然較為可靠，但也需要一套獨(dú)立的分離、開傘系統(tǒng)。且部分回收復(fù)用的方案，根本不可能兌現(xiàn)埃龍·馬斯克的“發(fā)射成本降低90%”的豪言壯語。

故而馬斯克和他的團(tuán)隊(duì)要獨(dú)辟蹊徑：既然火箭可以站著起飛，那么就要站著回到地上。在獵鷹9號(hào)火箭的一子級(jí)完成任務(wù)后，它將進(jìn)入動(dòng)力減速/回收彈道，打開一子級(jí)上部的柵格氣動(dòng)控制翼面，調(diào)整姿態(tài)、尾部向前，斷續(xù)啟動(dòng)一臺(tái)或者多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)減速。或調(diào)頭返航、返回發(fā)射場(chǎng)，或沿濺落彈道的方向、飛向預(yù)設(shè)的回收?qǐng)龅兀◤目{維拉爾角發(fā)射場(chǎng)起飛的時(shí)候，回收?qǐng)龅厥呛Ｉ系拇笮婉g船）。在抵達(dá)著陸區(qū)后，發(fā)動(dòng)機(jī)再次啟動(dòng)、把一子級(jí)的降到很低的速度，打開著陸支架、對(duì)準(zhǔn)著陸靶標(biāo)，緩慢著陸。

SpaceX回收過程示意圖

這是一個(gè)炫酷無比的項(xiàng)目，而一切都將從一枚名為“蚱蜢”的火箭試驗(yàn)器開始。

蚱蜢“火箭”矗立于測(cè)試場(chǎng)內(nèi)

蚱蜢項(xiàng)目始于2011年末。其大致模擬獵鷹9型運(yùn)載火箭第一級(jí)的尺寸、整合以梅林1C引擎，并安裝有一套固定式的輕合金支撐腳組建。自2012年9月21日起，至2013年10月7日，蚱蜢共進(jìn)行了8次發(fā)射試驗(yàn)。滯空時(shí)間從3秒逐漸增加至79秒，飛行高度從1.8米延伸至744米。該項(xiàng)目旨在研究不同環(huán)境和氣流下，火箭的垂直姿態(tài)控制。

在蚱蜢項(xiàng)目取得第一階段成功以后，項(xiàng)目即進(jìn)入到F9R Dev1飛行測(cè)試階段。

所謂的“F9R Dev1”，即Falcon 9 Reusable Development Vehicle（獵鷹9號(hào)運(yùn)載火箭可復(fù)用發(fā)展飛行器）之意。基本上模仿v1.1版獵鷹9號(hào)的第一級(jí)，采用相同的箭體和燃料與新一代梅林1D引擎，安裝了可收放式的著陸支撐架，并在箭體頂部安裝4片可控氣動(dòng)格柵用于姿態(tài)調(diào)整。

較之蚱蜢，更為接近獵鷹9號(hào)第一級(jí)實(shí)體的F9R Dev1。除安裝引擎數(shù)量外，其大致和實(shí)體別無二致

從2014年4月17日到8月22日，F(xiàn)9R Dev1共進(jìn)行了5次飛行試驗(yàn)。飛行高度最大達(dá)到1000米。試驗(yàn)型全面測(cè)試了可收放式支撐腿的動(dòng)作機(jī)構(gòu)，并對(duì)減速下降階段用來進(jìn)行姿態(tài)控制的氣動(dòng)格柵的控制效率進(jìn)行了評(píng)估。不過，在第五次試驗(yàn)時(shí)，F(xiàn)9R Dev1意外爆炸損毀。

SpaceX原本計(jì)劃制造F9R Dev2進(jìn)一步進(jìn)行測(cè)試評(píng)估。不過該項(xiàng)目最后被放棄。而整個(gè)測(cè)試飛行階段，也就到此為止。下面是將這個(gè)回收系統(tǒng)安裝上獵鷹9號(hào)火箭，計(jì)劃利用每次發(fā)射任務(wù)來進(jìn)行實(shí)箭測(cè)試。