让太空旅行变廉价的SpaceX回收火箭能省多少钱？

SpaceX回收的一级火箭

凤凰科技讯 北京时间12月25日消息，美国太空探索科技公司SpaceX已经成功实现了一级火箭的回收，这大幅降低了火箭的发射成本。那么，它到底能节省多少成本呢？科技博客TheVerge对此分析称，火箭在发射和回收过程中要克服重大温度变化、大气压力等困难，箭体可能受损，受损的程度和火箭的设计密切相关。虽然SpaceX曾自信满满地表示，公司回收的火箭不需要翻修，就能再次发射，但考虑到现实情况，翻修或许必不可少。全新“猎鹰9号”的制造成本在6000万美元左右，而回收后火箭的翻修费用或只有50万美元。很明显，可重复利用火箭让发射成本显著降低。

以下是文章全文：

现在，SpaceX已经成功实现了火箭的回收，火箭的重复利用已不再是一个遥不可及的梦。但是，它真的能够大幅降低火箭发射的成本吗？

SpaceX已经将火箭的重复利用作为私人航天业节省成本的一个关键因素。目前，火箭在用于发射任务后，一般会作为垃圾丢弃。这样一来，太空公司的每一次发射任务，都需要花费数百万美元生产全新火箭。SpaceX CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)透露，“猎鹰9号”的制造成本为6000万美元，燃料费为20万美元。他认为，可重复利用的火箭将显著降低这些成本。从理论上讲，一个可重复利用火箭只需补充燃料，就可用于多次发射任务。

检查和翻修

不过，这种计算只停留在理论层面，SpaceX需要确保回收的火箭能够再次用于发射任务。猎鹰9号在飞行过程中会经受重大温度变化以及来自大气层中风的强大压力和振动，这些因素都会对猎鹰9号的硬件产生磨损。这意味着，再次发射之前，猎鹰9号可能需要修理和升级。火箭引擎的修理往往较为昂贵。如果这种硬件修理花费时间太长，那么SpaceX就无法频繁地发射火箭。

翻新成本是航天飞机造价昂贵的主要原因之一，后者是另外一种可部分重复利用的太空系统。航天飞机的发射需要一个不可重复利用的巨大燃料箱，以及两个可回收的固体火箭助推器。一旦太空任务完成，航天飞机就可以返回地球，就像飞机完成飞行后返还地面一样。

航天飞机发射升空

航天飞机的可重复利用设计就是为了节省资金，因为除了外部燃料箱外，其它部分都可以再度使用。“遗憾的是，事实并没有预期的那么理想，”美国宇航局(NASA)前航天飞机项目经理、顾问委员会成员韦恩·海勒(Wayne Hale)表示，“它是一种非常复杂的航天器，需要进行大量翻修才能再次发射。”

航天飞机的主要引擎在经历几次发射后就需要更换，每次发射之前还需要进行大量检查和修理。此外，固定火箭助推器从海洋回收之后需要持续升级，每次发射都需要新生产一个外部燃料箱。这些费用将航天飞机的每次发射任务成本推高至4.5亿美元至15亿美元。

飞行时需克服的困难

猎鹰9号并没有航天飞机那么复杂，所以它不需要那么多繁琐的工作。但是，猎鹰9号需要经历部分与航天飞机一样的飞行条件。美国宇航局前航天飞机项目经理史蒂夫·普洛斯(Steve Poulus)表示，猎鹰9号的一级火箭，也就是SpaceX回收的有14层楼高的箭体，在返回地面过程中能够承受的大气温度变化范围是-250华氏度至1000华氏度(约-121摄氏度至537摄氏度)。“这就是设计部分最重要的地方，”普洛斯称，“SpaceX可能使用了金属，部分零部件可能使用了复合材料，它们能够抵挡这种程度的温度变化，不会受到任何损害。”

猎鹰9号还要承受大气层中气体的巨大压力和阻力。猎鹰9号一级火箭的最高飞行速度可达到5.5马赫至7.5马赫。它在穿越大气层时会承受高空风的压力，还会振动，可能导致箭体受损。“这些大气负荷可达到数百磅，”普洛斯称。

不过，SpaceX已拥有多次成功发射火箭的经验。SpaceX的“蚱蜢”火箭(Grasshopper)总计飞行8次，使得公司可以借此测试猎鹰9号的回收着陆系统。不过，蚱蜢火箭飞行的最高高度只有2440英尺(约合743米)，没有从太空往返过，所以，它没有经历过猎鹰9号必须承受的更恶劣条件。

总体而言，火箭的设计还是关键因素。如果猎鹰9号在发射和回收过程中受损并不严重，修理起来可能就不会花费很长时间，费用也不会很高。SpaceX在去年表示，他们确信，回收的火箭“不需要翻修”就能再次发射。现在，SpaceX的工程师必须查明，猎鹰9号是否经得住现实的考验。如果能，可重复利用火箭的想法就实现了。

翻修费或只有50万美元

这就是SpaceX要对周一回收的火箭进行研究的原因，他们要查明箭体遭受了多大程度的损坏。马斯克称，这一具有特殊意义的火箭将不再用于发射任务，但它会让公司知道，回收的火箭需要进行多大程度翻修才能再次用于发射任务——如何确实需要翻修的话。

普洛斯认为，不管怎么样，火箭的翻修费用要远低于全新火箭的制造成本。他预计，火箭的翻修工作主要集中在检查和做一些小幅调整，以保证火箭能够达到再次飞行的标准。

普洛斯称，翻修费大约在50万美元，远低于制造一级火箭所需要的6000万美元。“即便是计入翻修费，火箭的发射成本也已经得到十分显著的降低，”他表示。(编译/箫雨)