猎鹰为啥不回收二级火箭难度究竟有多大
北京时间11月13日20：19，搭载“星链”V1.5首批第4组53颗卫星的“猎鹰九号”Block5（B.9）运载火箭，在卡角SLC-40发射台升空，“星链”卫星间歇两个月后恢复发射组网。毫无疑问，对于此类飞行SpaceX都会进行整流罩和芯一级的回收工作，用复用的方式来摊薄发射成本。那么，为什么不回收“猎鹰九号”的芯二级？这个回收难度有多大？
作为一家商业航天企业，为了不断降低发射成本，SpaceX对于“猎鹰九号”自然会做到“应回尽回”，只是在面对芯二级回收的问题上，会受到比较大的挑战，需要调整设计并加装防热材料、防热机构以及回收机构。
调整发动机舱设计，加装防热盾与芯一级回收不同的是，“猎鹰九号”芯二级完成任务时，高度已经达到数百千米，此时裸露的发动机显然无法逃脱再入阶段的大气烧蚀，要实现回收必须调整设计。针对芯二级发动机裸露的情况，要实现回收必须将其设计成可伸缩结构，完成发射任务后可缩进二级火箭舱段之内，同时，为了免受大气摩擦烧蚀，还需要设计可进行瓜瓣式分合（设想机构）的防热盾进行保护。如此，才能有效保护芯二级火箭发动机这个高价值设备。
周身加装防热材料，经受再入阶段数千度的魔鬼考验所有航天器在实现再入时，要确保能够完整的返回地面，加装防热材料是必不可少的。为此，“猎鹰九号”芯二级必须为舱体柱段外表面、柱段顶部、柱段尾部发动机舱热盾上加装防热材料，在防热材料的保护下芯二级可以通过倾斜或横摆舱体，以减速的姿态去面对高速再入时大气层的剧烈摩擦烧蚀，经受超过摄氏度的魔鬼考验。
加装回收机构，准确控制落区目前，世界航天领域对于航天器的回收方式主要有三种：第一种是航天飞机使用的自主返回；第二种是飞船使用的伞降；第三种是“猎鹰九号”芯一级使用的栅格翼加火箭动力。“猎鹰九号”芯二级如果采用第二种回收方式，落区精度不够高，降落伞系统和打捞运回成本过高，无法实现经济高效的回收，于是第三种方式栅格翼加火箭动力回收成为最好的选择。在芯二级迈过了黑障区以后，可以逐步展开栅格翼、伸出发动机，通过精准控制和动力减速最后实现像芯一级一样的垂直降落，只不过这个打靶精度要求高得多，控制难度相当大。
需要补充的是，无论是“猎鹰九号”芯二级发动机舱加装防热盾，还是舱体加装防热材料和回收机构，都会增加芯二级的重量，会显著损耗火箭的运力，整体来说是不经济的，甚至会超过芯二级本身的价值，这又与火箭回收复用的初衷相违背了。所以，运载火箭芯二级回收复用在目前这个阶段还不可行的！针对火箭芯二级的利用问题，其他国家有没有好的办法？这个答案就在中国。
低成本太空试验系统针对运载火箭留轨末级再利用的问题，中国航天科技集团八院提出了低成本太空试验系统。该系统通过对运载火箭留轨末子级进行升级改造，充分利用其完整结构体和轨道停留时间，增加独立的能源、通信和控制模块，并不断完善和升级空间环境测量能力，可提供元器件、组件和载荷在轨试验的标准机、电热和信息接口，成为一种新型低成本、常态化的太空试验系统。简而言之，有了这套系统，很多末级火箭都可以实现在轨再利用，以降低航天发射成本、减少太空垃圾，与火箭回收复用达到异曲同工的效果。所以，火箭二级再利用，还得看中国！
作者：大白高国
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