展望SpaceX今年的发射目标：拟发射48次 助推器实现10次重复使用

腾讯科技讯 1月8日，在迄今为止最活跃的2020年，美国太空探索技术公司SpaceX实现了几个重复使用里程碑，向快速重复使用的目标迈进了一大步。展望2021年，SpaceX的目标是发射48次，并让火箭助推器的重复使用次数达到10次。

SpaceX去年首次实现了猎鹰9号火箭助推器的第五次、第六次和第七次发射，并大大缩短了助推器重复使用的周转时间，最快的周转时间降至51天。这不仅打破了SpaceX自己创造的纪录，也打破了亚特兰蒂斯号航天飞机54天的最快周转时间，后者是35年来轨道类飞行器最短周转时间的世界纪录保持者。

2020年也标志着SpaceX实现了有效载荷整流罩重复利用的几个里程碑。该公司发射了多个整流罩，其中很多回收重复使用了三次，包括在最近商业发射任务中首次使用回收的整流罩。SpaceX还在整流罩回收方面取得了更大成功。在2020年发射的42个半片整流罩中，有35片在回收后没有明显损坏，只需稍加修复即可重新使用。在回收的整流罩中，有7片被回收船捕获。

回收再利用

由于重新进入大气层过程中的极端环境挑战，大多数组织都没有尝试回收和再利用零部件。然而，SpaceX自2002年成立以来始终致力于回收和再利用。

在猎鹰1号火箭的第一次飞行中，SpaceX就曾试图轻轻地溅落助推器。猎鹰1号火箭的回收计划非常类似于Rocket Lab回收其“Return to Sender”任务的助推器，即使用降落伞轻轻地溅落到海洋中。然而，很可能是由于缺乏适当的隔热和RCS推进器，所有这些尝试都没有成功，因为助推器无法完好无损地再入大气层。SpaceX在前两次猎鹰9号火箭飞行中也尝试了这种回收方法。

猎鹰火箭的降落伞回收从来都不是长期的解决方案。相反，SpaceX希望回收猎鹰9号(或猎鹰1号)火箭助推器，以更好地了解它在飞行和再入大气层过程中的表现。在前两次猎鹰9号火箭发射之后，SpaceX放弃了用降落伞回收助推器的尝试，开始测试推进着陆所需的技术。他们的第一个测试物品是B0002助推器，后来更广为人知的名字是“蚱蜢”（Grasshopper），它跳跃了8次，高度从几米到800米不等。SpaceX主要使用蚱蜢来证明其悬停着陆(推力与重量之比大于1)、抗风和水平转向的能力。

在蚱蜢计划之后，SpaceX将B1002改造成了F9R。F9R是一款保真度更高的火箭原型，有可折叠的着陆腿、栅格尾翼以及猎鹰9V1.1和更高版本使用的更大储罐。在这些测试计划中，SpaceX开始测试猎鹰9号火箭任务中的再入大气层和着陆燃烧情况，成功完成了几次软着陆。

2015年，在无人驾驶回收船上进行了几次着陆尝试后，SpaceX于2015年12月22日成为第一个以推进方式回收轨道级火箭助推器的公司，当时B1019成功降落在1号着陆区（LZ-1）。

猎鹰9号火箭助推器回收统计

自2015年SpaceX首次回收B1019助推器以来，该公司已经成功着陆助推器70次。虽然大多数着陆尝试都是成功的，但也有些小问题导致了着陆失败。下面的图表显示了各年的回收成功率：可以看出，虽然2020年的助推器着陆成功率低于2017年和2019年，但由于除了SpaceX的飞行中中止测试是可回收的发射外，2020年是有史以来回收助推器百分比最高的年份。

自从SpaceX首次在SES-10上使用回收助推器以来，该公司始终在稳步增加每个助推器的飞行任务数量。由于Block 5升级到猎鹰9号应该只需最少的翻新就能支持多达10次飞行，2020年单个助推器的重复飞行次数从4次增加到7次。

在整个2020年，Block 5雄心勃勃的再利用目标变得越来越现实。今年早些时候，B1058从亚特兰蒂斯号航天飞机手上夺得了重复使用周转时间的最短世界纪录，SpaceX的载人试飞任务Demo-2和ANASIS-II任务之间的周转时间为51天。在创造新的世界纪录后不久，B1060在不到51天的时间里再次打破纪录。

火箭助推器的平均周转时间在2020年也明显缩短，尤其是下半年。自2020年7月以来，猎鹰助推器的平均周转时间为75天，明显低于2017年、2018年和2019年的225天、224天和139天的平均周转时间。

猎鹰9号火箭整流罩回收统计

在2020年，SpaceX开始定期回收和重复使用半片整流罩，完好回收的整流罩也越来越多。事实上，SpaceX在2020年发射的整流罩中，除了7片外，所有的整流罩都被完好回收。这些整流罩中有些被重新焊接，有些已经回收并重复使用了3次。

SpaceX在2020年有两次助推器回收失败。第一次发生在第五批星链卫星发射期间，原因是向猎鹰9号火箭发送的风数据不正确，导致助推器中止着陆，并轻轻地溅落在远离无人回收船的海洋中。

第二次着陆故障发生在第六批星链卫星发射期间，当时助推器上的梅林发动机在主机关闭前发生故障。发动机失败的原因是传感器中有异丙醇残留物，这是清洁过程中留下的残留物。在引擎关闭的情况下，猎鹰火箭无法放慢速度，无法在重返大气层中幸存下来。值得注意的是，这两次发射的主要任务都取得了成功，使猎鹰9号火箭发射的成功率达到100%。

随着每个猎鹰火箭助推器重复发射次数的增加，周转时间的减少，整流罩重复使用和回收次数增加，以及23次成功着陆，SpaceX创下了火箭回收的新常态。这一趋势将在2021年继续下去，埃隆·马斯克（Elon Musk）设定的目标是在今年发射48次，助推器实现10次重复使用，整流罩重复使用次数也达到10次。 （腾讯科技审校/金鹿）