北京時間11月13日20：19，搭載“星鏈”V1.5首批第4組53顆衛星的“獵鷹九號”Block5 （B1058.9）運載火箭，在卡角SLC-40發射臺升空，“星鏈”衛星間歇兩個月後恢復發射組網。毫無疑問，對於此類飛行SpaceX都會進行整流罩和芯一級的回收工作，用複用的方式來攤薄發射成本。那麼，為什麼不回收“獵鷹九號”的芯二級？這個回收難度有多大？

作為一家商業航天企業，為了不斷降低發射成本，SpaceX對於“獵鷹九號”自然會做到“應回盡回”，只是在面對芯二級回收的問題上，會受到比較大的挑戰，需要調整設計並加裝防熱材料、防熱機構以及回收機構。

調整發動機艙設計，加裝防熱盾

與芯一級回收不同的是，“獵鷹九號”芯二級完成任務時，高度已經達到數百千米，此時裸露的發動機顯然無法逃脫再入階段的大氣燒蝕，要實現回收必須調整設計。針對芯二級發動機裸露的情況，要實現回收必須將其設計成可伸縮結構，完成發射任務後可縮排二級火箭艙段之內，同時，為了免受大氣摩擦燒蝕，還需要設計可進行瓜瓣式分合（設想機構）的防熱盾進行保護。如此，才能有效保護芯二級火箭發動機這個高價值裝置。

周身加裝防熱材料，經受再入階段數千度的魔鬼考驗

所有航天器在實現再入時，要確保能夠完整的返回地面，加裝防熱材料是必不可少的。為此，“獵鷹九號”芯二級必須為艙體柱段外表面、柱段頂部、柱段尾部發動機艙熱盾上加裝防熱材料，在防熱材料的保護下芯二級可以透過傾斜或橫擺艙體，以減速的姿態去面對高速再入時大氣層的劇烈摩擦燒蝕，經受超過1000攝氏度的魔鬼考驗。

加裝回收機構，準確控制落區

目前，世界航天領域對於航天器的回收方式主要有三種：第一種是太空梭使用的自主返回；第二種是飛船使用的傘降；第三種是“獵鷹九號”芯一級使用的柵格翼加火箭動力。“獵鷹九號”芯二級如果採用第二種回收方式，落區精度不夠高，降落傘系統和打撈運回成本過高，無法實現經濟高效的回收，於是第三種方式柵格翼加火箭動力回收成為最好的選擇。在芯二級邁過了黑障區以後，可以逐步展開柵格翼、伸出發動機，透過精準控制和動力減速最後實現像芯一級一樣的垂直降落，只不過這個打靶精度要求高得多，控制難度相當大。

需要補充的是，無論是“獵鷹九號”芯二級發動機艙加裝防熱盾，還是艙體加裝防熱材料和回收機構，都會增加芯二級的重量，會顯著損耗火箭的運力，整體來說是不經濟的，甚至會超過芯二級本身的價值，這又與火箭回收複用的初衷相違背了。所以，運載火箭芯二級回收複用在目前這個階段還不可行的！針對火箭芯二級的利用問題，其他國家有沒有好的辦法？這個答案就在中國。

低成本太空試驗系統

針對運載火箭留軌末級再利用的問題，中國航天科技集團八院提出了低成本太空試驗系統。該系統透過對運載火箭留軌末子級進行升級改造，充分利用其完整結構體和軌道停留時間，增加獨立的能源、通訊和控制模組，並不斷完善和升級空間環境測量能力，可提供元器件、元件和載荷在軌試驗的標準機、電熱和資訊介面，成為一種新型低成本、常態化的太空試驗系統。簡而言之，有了這套系統，很多末級火箭都可以實現在軌再利用，以降低航天發射成本、減少太空垃圾，與火箭回收複用達到異曲同工的效果。所以，火箭二級再利用，還得看中國！

作者：大白高國

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