论文部分内容阅读
航天发射过程中，火箭把航天器送上太空不容易，需要多级火箭联合使用，当一级火箭的燃料烧完了之后，二级火箭就会点火，继续推动航天器上升，或者还有三级火箭继续推送。一级火箭的工作最重要，携带的燃料也最多，它的燃料燃烧完之后，残骸坠落到海里或者人迹罕至的无人区。目前，绝大部分运载火箭都是一次性的，这导致航天发射成本巨大，如何降低航天发射成本，成为航天技术发展的大问题。如今，已有航天公司解决了这个巨大的技术难题，实现了火箭的回收利用。这个技术难题是如何解决的？它的意义有哪些呢？我们一起去探究吧！
航天技术很“烧钱”
20世纪70年代，美国开始使用航天飞机，航天飞机似乎像普通飞机那样，但是它不能自己起飞，需要使用类似于一级火箭那样的助推器才能升上天，它的一级火箭包括固体火箭推进器和两个外挂燃料箱，燃料箱使用完了就扔掉了，固体火箭推进器可以重复使用，固体火箭推进器也就相当于一级火箭。本来以为这样可以大幅度节约成本，但是，事实证明，航天发射成本一点也没降下来，航天飞机成为很“烧钱”的机器。
在航天技术出现后不久，人们就意识到，依靠火箭发射把载人航天器送上太空成本太高，人类的技术也不够先进，为了实现太阳系内的远行，人们设想使用空天飞机，也就是它可以像现代飞机那样直接起飞，把货物送上太空。这是一种简单的认识，即使是几十年后获得大规模改进的现代技术，距离这样的目标也还有很大的差距。航天专家还曾经设想过电磁发射，但这种技术也没什么进展。不管怎么样，航天发射都离不开火箭的运送，而火箭不能再次利用导致发射成本高昂，如何降低发射成本就是最关键的问题。
把“铅笔”竖起来
美国太空探索技术公司（SpaceX）是一家私人公司，它为了降低火箭发射成本，完成了一次壮举。
把铅笔竖起来是一件容易的事；要是想把铅笔扔上天，让它掉下来还竖着就很难了；而把铅笔扔上天，希望它掉下来的时候竖在晃荡的海平面上，那真的是“难于上青天”了。如今，这个设想成功了，完成这一奇迹的就是美国的这家私人公司，它完成的也不是扔铅笔这么简单的事情，它是完成了一个火箭发射之后又回到原地，落在海面上的行为。
2016年4月8日，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地，美国太空探索技术公司的“猎鹰9”火箭发射升空。10分钟之后，火箭与飞船成功分离，对于该公司来说，发射飞船不受关注，这个技术它早就掌握了，受人关注的是它如何回收火箭。
按照常理，火箭发射都是向着东方飞行，火箭的第一级燃烧完毕之后，会落到地面上或者海上，至于落到何处无法预计，甚至找也找不到。但是，“猎鹰9”火箭却从高空返回，启动喷火装置，缓缓地落下来，落到海面上的一艘驳船的甲板上，基本是船体甲板的正中心。火箭落到船上时没有弄出破洞或倒下，也没有受到海浪的影响。“猎鹰9”火箭的箭体十分纤细，看上去就像是一根铅笔，它带有自己的支架，支架已经展开，帮助它稳稳地站立在甲板上。
就在这次“猎鹰9”火箭发射前不久，美国太空探索技术公司的一个旗鼓相当的对手，也进行了一级火箭发射回收实验，但它的火箭不是像铅笔那样纤细，而是像个“小胖墩”，着陆地点也不在摇晃的海面上，而是在平稳的陆地上。相比较而言，“猎鹰9”火箭的着陆实在是太难了。
有人认为，只要像跳水运动员那样，直接跳下去就完了，干吗还要玩这么多动作。比如，在陆地上回收，只需要使用降落伞，让一级火箭落地就可以了。
但是，一级火箭上有很多复杂的设备，使用降落伞，无法精准降落，容易受损。让它精准地降落到海面上，火箭还可以再次使用，回收第一级火箭才是主要目的。第一级火箭的回收将会大大降低航天器的发射成本，只需要简单维护之后，就可以拿出来再次使用，下次发射费用基本上是白赚的。
回收一级火箭，这是航天技术的一次伟大革命，“猎鹰9”火箭降落在摇晃的驳船甲板上，还让人们看到了航天技术中更精准的控制技术，这让飞船在外星球降落的时候，可以在任意地形着陆，精准地选择探测地方。
太空旅行不再难
1996年，一个美国人为了激励新的私人载人航天技术的创新，设立了总额为1 000万美元的安萨里X大奖赛，竞赛的规则是，第一个用自制的飞行器将3名乘客送到10万米外的太空，安全将其接返地球，并能够在两周内使用同一架飞行器重复上述载人飞行的公司或组织最终获得这笔奖金。
之后又出现了谷歌登月X大奖赛，也是鼓励私人公司发展航天技术。他们的目的都是想让更多的公司来发展航天技术，进一步促进太空旅行。第一级火箭的回收大大降低了成本，让太空旅行的费用大大降低。
一大批私人企业进入航天领域，将会给太空旅行带来实质性的进步，充气空间站已经在设计，那就是未来的太空酒店。到地球之外去看一看，再也不是遥不可及的梦想。载人火星探测也不再是难题，可以把多个航天器发射到太空，在太空组装出来，成为具有多个舱位的载人飞船，然后再飞向太阳系其他行星。美国太空探索技术公司也放出豪言：2100年要主宰太阳系。
航天技术很“烧钱”
20世纪70年代，美国开始使用航天飞机，航天飞机似乎像普通飞机那样，但是它不能自己起飞，需要使用类似于一级火箭那样的助推器才能升上天，它的一级火箭包括固体火箭推进器和两个外挂燃料箱，燃料箱使用完了就扔掉了，固体火箭推进器可以重复使用，固体火箭推进器也就相当于一级火箭。本来以为这样可以大幅度节约成本，但是，事实证明，航天发射成本一点也没降下来，航天飞机成为很“烧钱”的机器。
在航天技术出现后不久，人们就意识到，依靠火箭发射把载人航天器送上太空成本太高，人类的技术也不够先进，为了实现太阳系内的远行，人们设想使用空天飞机，也就是它可以像现代飞机那样直接起飞，把货物送上太空。这是一种简单的认识，即使是几十年后获得大规模改进的现代技术，距离这样的目标也还有很大的差距。航天专家还曾经设想过电磁发射，但这种技术也没什么进展。不管怎么样，航天发射都离不开火箭的运送，而火箭不能再次利用导致发射成本高昂，如何降低发射成本就是最关键的问题。
把“铅笔”竖起来
美国太空探索技术公司（SpaceX）是一家私人公司，它为了降低火箭发射成本，完成了一次壮举。
把铅笔竖起来是一件容易的事；要是想把铅笔扔上天，让它掉下来还竖着就很难了；而把铅笔扔上天，希望它掉下来的时候竖在晃荡的海平面上，那真的是“难于上青天”了。如今，这个设想成功了，完成这一奇迹的就是美国的这家私人公司，它完成的也不是扔铅笔这么简单的事情，它是完成了一个火箭发射之后又回到原地，落在海面上的行为。
2016年4月8日，在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地，美国太空探索技术公司的“猎鹰9”火箭发射升空。10分钟之后，火箭与飞船成功分离，对于该公司来说，发射飞船不受关注，这个技术它早就掌握了，受人关注的是它如何回收火箭。
按照常理，火箭发射都是向着东方飞行，火箭的第一级燃烧完毕之后，会落到地面上或者海上，至于落到何处无法预计，甚至找也找不到。但是，“猎鹰9”火箭却从高空返回，启动喷火装置，缓缓地落下来，落到海面上的一艘驳船的甲板上，基本是船体甲板的正中心。火箭落到船上时没有弄出破洞或倒下，也没有受到海浪的影响。“猎鹰9”火箭的箭体十分纤细，看上去就像是一根铅笔，它带有自己的支架，支架已经展开，帮助它稳稳地站立在甲板上。
就在这次“猎鹰9”火箭发射前不久，美国太空探索技术公司的一个旗鼓相当的对手，也进行了一级火箭发射回收实验，但它的火箭不是像铅笔那样纤细，而是像个“小胖墩”，着陆地点也不在摇晃的海面上，而是在平稳的陆地上。相比较而言，“猎鹰9”火箭的着陆实在是太难了。
有人认为，只要像跳水运动员那样，直接跳下去就完了，干吗还要玩这么多动作。比如，在陆地上回收，只需要使用降落伞，让一级火箭落地就可以了。
但是，一级火箭上有很多复杂的设备，使用降落伞，无法精准降落，容易受损。让它精准地降落到海面上，火箭还可以再次使用，回收第一级火箭才是主要目的。第一级火箭的回收将会大大降低航天器的发射成本，只需要简单维护之后，就可以拿出来再次使用，下次发射费用基本上是白赚的。
回收一级火箭，这是航天技术的一次伟大革命，“猎鹰9”火箭降落在摇晃的驳船甲板上，还让人们看到了航天技术中更精准的控制技术，这让飞船在外星球降落的时候，可以在任意地形着陆，精准地选择探测地方。
太空旅行不再难
1996年，一个美国人为了激励新的私人载人航天技术的创新，设立了总额为1 000万美元的安萨里X大奖赛，竞赛的规则是，第一个用自制的飞行器将3名乘客送到10万米外的太空，安全将其接返地球，并能够在两周内使用同一架飞行器重复上述载人飞行的公司或组织最终获得这笔奖金。
之后又出现了谷歌登月X大奖赛，也是鼓励私人公司发展航天技术。他们的目的都是想让更多的公司来发展航天技术，进一步促进太空旅行。第一级火箭的回收大大降低了成本，让太空旅行的费用大大降低。
一大批私人企业进入航天领域，将会给太空旅行带来实质性的进步，充气空间站已经在设计，那就是未来的太空酒店。到地球之外去看一看，再也不是遥不可及的梦想。载人火星探测也不再是难题，可以把多个航天器发射到太空，在太空组装出来，成为具有多个舱位的载人飞船，然后再飞向太阳系其他行星。美国太空探索技术公司也放出豪言：2100年要主宰太阳系。