12月21日，隨著太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的“獵鷹9”火箭的一級箭體成功返回地面，過去昂貴的火箭發(fā)射費用有望大幅度降低。

　　因為在此之前，“獵鷹9”火箭的每次發(fā)射費用為6000萬美元，實現(xiàn)火箭回收技術(shù)后，發(fā)射價格有望降低至每次600萬美元。而獵鷹火箭的制造成本在1600萬美元，燃油成本近在20萬美元左右。

　　航天專家張京男對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者表示，對“獵鷹9”未來的商業(yè)前景感到樂觀，但需要關(guān)注其能否穩(wěn)定的持續(xù)進(jìn)行發(fā)射與一級箭體的回收。

　　避免重蹈航天飛機覆轍

　　12月20日，“SpaceX”創(chuàng)始人馬斯克發(fā)推文說“Monte Carlo runs show tmrw night has a 10% higher chance of a good landing”。（蒙特卡洛運行結(jié)果顯示明晚獵鷹9號將增加10%的成功著陸幾率）——這暗示著他似乎沒有十足的把握，因為今年6月“獵鷹9”在執(zhí)行國際空間站貨運任務(wù)時候才發(fā)生爆炸。

　　但一天后，不僅把美國通訊公司ORBCOMM的11顆衛(wèi)星送至地球低軌道，而且在10分鐘后，其第一級箭體還平穩(wěn)的降落在了預(yù)定著陸場。

　　這是人類歷史上第一次成功的實現(xiàn)一級箭體回收，同時也標(biāo)志著火箭發(fā)射的費用將大幅下降。

　　相對于不久前亞馬遜“藍(lán)色起源”的軟著陸和回收，“獵鷹9”的這次嘗試更具有商業(yè)價值。這是因為“馬斯克火箭”完成的是“軌道運行”，并且成功將11顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道；而“藍(lán)色起源”的火箭更接近探空火箭，只達(dá)到100km的亞軌道空間。

　　但穩(wěn)定性以及綜合經(jīng)濟(jì)成本是“獵鷹9”能否真正實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。

　　因為和航天飛機一樣，“獵鷹9”的一級火箭在著陸后，需要進(jìn)行一系列的檢修和維保程序。

　　最關(guān)鍵的發(fā)動機部分在經(jīng)過超高溫工作后，其壽命和性能將出現(xiàn)一定程度的衰減，并且隨著發(fā)射次數(shù)的增加，而使得安全系數(shù)下降。

　　參與自主研制的“天巡一號”衛(wèi)星的南京航空航天大學(xué)教授、微小衛(wèi)星中心主任康國華認(rèn)為，這也是航天飛機雖然技術(shù)先進(jìn)但被迫退役的原因。航天飛機雖然可以發(fā)射再返回的重復(fù)使用，但“再使用”的成本昂貴，甚至高出重新生產(chǎn)火箭。而“馬斯克火箭”能否如媒體所言將發(fā)射費用降低99%，從技術(shù)上看，關(guān)鍵在于再次發(fā)射的成本與重新建造的成本“孰輕孰重”。

　　值得注意的是這次返回的是一級火箭。“也就是說，回來之后重新發(fā)射的可靠性和低成本問題，外界對此尚未熟悉”，康國華對此舉例：不久前國際上某民航飛機在機場停機時因起落架坍塌機頭著地，導(dǎo)致飛機雷達(dá)以及結(jié)構(gòu)性受到破壞，維修成本就可能高于購買新機，“火箭在發(fā)射中會對系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的影響，有的甚至是不可恢復(fù)的破壞，更可怕的是有的破壞是很難檢測的，或者說檢測成本很高。”這些都對重復(fù)發(fā)射造成影響。

　　“我們對此‘謹(jǐn)慎歡呼’”，康國華說，這是一次偉大的技術(shù)突破，是好事，但是否像目前消息中所說的只要燃料費“20萬美元”的低成本，還有待市場檢驗。

　　根據(jù)張京男的分析，從著落方式上來看，“獵鷹9”火箭與航天飛機并不同。“航天飛機從400多公里返回地面是水平降落，速度越來越快，大氣摩擦越來越強，對機體燒蝕越嚴(yán)重，而獵鷹9是垂直降落，此外造價最昂貴的一級箭體飛行高度僅100多公里，受環(huán)境影響不大，另外由于是垂直下降，再加上火箭發(fā)動機可以再次啟動，因此落地速度相對較低，這樣對箭體表面燒蝕較小，降低了維保成本。”

　　馬斯克稱，已經(jīng)在完整發(fā)射模式下，成功在地面上對同一“獵鷹9號”的助推器點火十多次，以模仿實際發(fā)射條件。但是馬斯克也承認(rèn)，目前還不清楚快速重新發(fā)射的常規(guī)程序會是什么樣子。

　　“要想解決這些問題，并且確保一切運行良好，還需要花費幾年時間，”馬斯克表示，“但我認(rèn)為它會在未來能夠運轉(zhuǎn)的十分順利。”馬斯克預(yù)計，隨著時間的推移，SpaceX能夠恢復(fù)“逾99%”的已發(fā)射獵鷹火箭助推器。

　　“國退民進(jìn)”的航天模式

　　張京男稱，馬斯克和其“獵鷹9”的成功，和美國“國退民進(jìn)”的航天模式有關(guān)。

　　目前在美國的航天領(lǐng)域，商業(yè)運營已經(jīng)交由私營公司承擔(dān)，而在過去幾十年占據(jù)了主要市場的美國航空航天局以及軍方幾乎完全退出，美國宇航局甚至將向國際空間站運送物資的任務(wù)也交給了私營公司。

　　如2008年至今，“獵鷹”系列火箭已經(jīng)完成了23次發(fā)射任務(wù)，如2015年1月3日運送亞洲廣播衛(wèi)星，同時2012年至今還承擔(dān)了6次運送美國宇航局物資到國際空間站的任務(wù)。

　　SpaceX官網(wǎng)公布“獵鷹9”發(fā)射費用為6100萬美元和9000萬美元，其區(qū)別在于前者可以運載4.85噸的物資到地球同步軌道，而后者為重型運載火箭，可載重達(dá)到6.4噸。

　　而在已經(jīng)公布的客戶名單中，獵鷹9已經(jīng)計劃了高達(dá)60次的發(fā)射任務(wù)，其時間跨度為2017年至2018年，合同總額超過70億美元。

　　“目前除了美國，其他國家的航天運營方依然以國家為主體”，張京男稱，這也是SpaceX為什么可以在美國成功的關(guān)鍵。

　　此外，SpaceX有機會共享包括NASA在內(nèi)的美國過去數(shù)十年在航天領(lǐng)域積累的數(shù)據(jù)。

　　以“獵鷹9”最關(guān)鍵的引擎系統(tǒng)為例，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者從SpaceX官網(wǎng)獲悉，“獵鷹9” 最關(guān)鍵的發(fā)動機部分，被稱為Merlin engine （梅林引擎），其中第一級火箭裝置了9個引擎，分布格局為八個較小引擎圍繞在主推引擎周圍。

　　上述官網(wǎng)介紹說，梅林引擎發(fā)射最關(guān)鍵的第一階段即使喪失掉其中的兩個發(fā)動機，依然可以完成一二級分離的任務(wù)。而梅林引擎系統(tǒng)盡管其研發(fā)于SpaceX，但是其設(shè)計原型卻是在美國航天局阿波羅計劃中的土星1號和5號火箭的設(shè)計基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的。

　　但康國華也指出，作為是一家民營公司，SpaceX在火箭發(fā)射上得到了NASA的巨額經(jīng)費支持，而且他們的技術(shù)人員也來自于NASA。“只要火箭的問題能解決，那么，就能在很大程度上解決衛(wèi)星的‘經(jīng)費高、可靠性高、風(fēng)險高’的‘三高’問題。”

　　康國華表示，對國內(nèi)而言，這一產(chǎn)業(yè)目前也處于“暗流涌動”的狀態(tài)，國家政策也在松綁，也有一些試水者，但卻需要巨額的資金投入和深厚的技術(shù)積累，以目前我國航天技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，還很難誕生像美國那樣“從車庫中走出來的”企業(yè)，“如果將來有，一定會得到政府的扶持”。

　　康國華指出，低成本衛(wèi)星和低成本火箭是航天發(fā)展的必然趨勢，但最難的是火箭，因為這具有很大的危險性，目前國內(nèi)還沒有見到能夠商業(yè)化的。

　　“馬斯克的火箭是一個攪局者，對全世界的航天產(chǎn)業(yè)甚至全人類都是一個巨大的貢獻(xiàn)，”康國華表示，“希望有越來越多的攪局者出現(xiàn)，不斷推進(jìn)航天技術(shù)的發(fā)展，讓人類擺脫地球這個生命搖籃，讓人類擁有不同的球籍。”