提起伊隆·马斯克（Elon Musk），有几个词汇可能会在大家的脑海里闪过——特斯拉（Tesla），可回收火箭，还有Paypal（全球最大的网上支付平台）。是的，马斯克在2015年给我们的惊喜实在太多了，除了超级高铁“Hyperloop”的发布，还有震惊世界的可回收火箭。他担任CEO的太空探索技术公司（SpaceX）在2015年12月成功回收了发射出去的火箭，这在航空航天技术史上是划时代的壮举。火箭通常会在其首航的过程中损毁。但是如今，人们可以令火箭垂直着陆，并且在重新添加燃料之后，开启另一个新航程。这为人类航天事业创造了新纪元。而且由此降低的飞行成本可以为宇宙空间的许多新事业打开方便之门，例如蓝源公司一直希望的廉价太空旅行。可回收火箭毫无争议地入选了《麻省理工科技评论》2016年度10大突破技术。现在就让我们走进这项改变世界的技术。
撰文：布莱恩·伯格斯坦（Brian Bergstein）、杨一鸣
太空探索技术公司在得克萨斯（Texas）进行火箭回收着陆试验
突破技术
可以发射有效载荷至轨道并安全着陆的火箭。
重要意义
飞行成本的降低可为诸多新的航天事业打开方便之门。
新型太空产业中的重要公司
-太空探索技术公司（SpaceX）
-蓝源公司（Blue Origin）
-联合发射联盟（United Launch Alliance）
成千上万的火箭已经被发射到太空中，但是直到2015年，还没有任何火箭可以这样返回——垂直返回至着陆架上，通过稳步点火来控制其下降情况，几乎就像倒带播放当初发射时的情景一样。如果火箭可以这样按计划着陆，并可以反复为其添加燃料，那么宇宙飞行的成本便可以降低90%以上。
双雄争霸的时代
两位科技界的亿万富翁使得这种着陆方式成为现实。杰夫·贝佐斯（Jef Bezos）的蓝源公司（Blue Origin）在2015年11月首次实现了这种火箭着陆方式；而伊隆·马斯克（Elon Musk）的太空探索技术公司（SpaceX）也在同一年的12月成功实现了这种火箭着陆方式。这两家公司本身大不相同——蓝源公司是希望推进一个太空之旅的项目，游客可以在太空舱中享受四分钟，而太空探索技术公司已经发射了卫星，完成了空间站补给任务。但是相同的一点是，两家公司都需要可重复使用的火箭来提高航天的经济性。
长时间曝光捕捉到太空探索技术公司的火箭起飞和返回至佛罗里达州（Florida）卡纳维拉尔角（Cape Canaveral）的情况
其实对于太空探索技术公司而言，回收火箭成不成功并不会对单次火箭发射任务产生任何影响，因为主要目的还是发射卫星或者是给空间站进行补给。而回收火箭只是发射任务之后的“附加节目”，但这样的附加节目却对航空航天技术意义重大。由于火箭的成本可达数千万美元，并且在燃料烧尽后，只能自由落体穿过大气层返回地面，因此向太空发射火箭的成本是十分高的。太空探索技术公司和蓝源公司使用了一种折叠式支架，通过航载软件来点燃推进器，并在精确的时刻点操作副翼来减慢或加快火箭速度，这样就能在着陆的时候精确控制降落的速度和角度，真正做到软着陆。太空探索技术公司所面临的困难要更多一些，因为蓝源公司的太空船的速度和高度均为火箭的一半，并且大体可以保持垂直状态，但是太空探索技术公司的火箭还需要从水平位置转换成垂直位置。在2015年1月，由于一只火箭的支架没有锁定到位，太空探索技术公司在火箭第二次着陆时失败了，这次事件表明了相关应用中可能会出现很多差错。即使如此，现在很明显的事实是，未来的航天飞行将比过去40年阿波罗时代所带来的影响有趣得多。
时间进入到2016年，两家公司都相继多次成功回收自家的火箭：太空探索技术公司4月8日“猎鹰”9号火箭从海上平台回收，5月6日猎鹰9号一级火箭返回大气层并尝试在大西洋上的海上平台软着陆；而蓝源公司的成绩却显得更加斐然，2015年回收的“新谢泼德”火箭在2016年1月23日再次升空并且再次成功回收，而在4月3日又再次升空并且也再次成功回收。这样，蓝源公司的“新谢泼德”火箭在5个月之内反复地使用了3次，而且每次发射的高度都超过了100千米高的“卡门线”——从100千米高度开始为太空，是人类历史上的首次。
其实两家公司对于回收火箭的态度并不相同，蓝源公司旨在降低火箭发射成本，使得廉价太空旅行成为可能，成功回收火箭对于他们来说是必须的；然而对于太空探索技术公司而言，回收火箭也降低了发射成本，但这并不是其主要任务，成功回收火箭对于他们来说只是锦上添花。实际来说，“新谢泼德”火箭最终飞行高度仅100千米，刚刚到达太空边缘，它旨在搭载游客前往太空边缘做观光旅行，体验失重飞行。而“猎鹰”9号火箭是真正的太空商用火箭，一级火箭分离高度就接近100千米，随后一级火箭仍将继续飞行到约200千米的高度才返回地面。“猎鹰”9号一级火箭返回地面的速度要远大于“新谢泼德”火箭，且箭体结构并不像“新谢泼德”那样特化为较适合亚轨道飞行，返回并软着陆要比“新谢泼德”火箭难上几个数量级。两家公司的火箭飞行目的不同，所以回收技术难度上差距也很大。另外，两家火箭的差异也造成了他们各自回收火箭的难易的不同。“新谢泼德”火箭是一个“矮胖”类型的，相对于“细长”类型的“猎鹰”9号火箭更易于实现火箭姿态的稳定控制。但是不论这两家公司之间回收火箭的竞赛谁输谁赢，他们向世人展现的都是足以改变航空航天研究的新技术。
廉价太空旅行的可能
火箭回收重复使用将给全球太空商业发射带来革命性变化：回收一级火箭将大幅降低火箭发射费用，人类前往太空不再昂贵，廉价太空时代指日可待。因为一枚火箭的成本，燃料仅占很小一部分，火箭的导航控制系统、燃料储箱和发动机等部分才是大头。如果一枚火箭可以重复使用，将大大降低发射成本。比如太空探索技术公司每次发射费用约6 000万美元，其中燃料费用仅20万美元。实现火箭回收技术后，发射价格有望降低一个数量级，每次仅600万美元甚至更低。埃隆·马斯克曾表示：“我想我们将很快就能积累一个像舰队一样多的回收火箭，这将使我们花费数年的时间去使用它们，并确保它们都工作得很好。”
回来以后的日子
回收火箭其实真正的难点不是回收火箭的过程，而是在回收火箭的过程中也要有效地保护火箭的重要部件，其中就包括发动机。因为回收火箭的目的就在于要重复利用火箭，那么也就意味着火箭的重要组成部分一定要保证能正常工作才能进行再一次发射。蓝源公司5个月内三次使用同一个运载火箭“新谢泼德”就是成功的案例。虽然太空探索技术公司这边还没有传出成功使用已回收火箭的消息，但是他们在2016年1月已经对去年12月22日回收的“猎鹰”9号火箭做过静态点火测试，证实了火箭上的梅林1D发动机依旧运作良好，重新使用指日可待。
专家点评
陈禺杉
麻省理工企业合作（MIT ILP）中国协调官
2015年11月24日，圣诞前夜，对火箭回收技术来说是个历史性时刻——蓝源公司的“新谢泼德”号火箭成功完成历史性首飞，之前没人能确定在将火箭发射后，再垂直降落到指定位置到底有多困难，但贝索斯做到了。一个月后，太空探索技术公司用他们的“猎鹰”9号完成了同样的壮举，只不过“猎鹰”9号拥有更大的体积和更强力的推进器。
可回收火箭技术无疑是过去一年航天工业最耀眼的明星，每一次发射与回收都吸引着全球的目光。当然，两家公司的创始人伊隆·马斯克和杰夫·贝索斯的暗中角力，也为这场“太空竞赛”增添了一丝英雄主义的传奇色彩。
从技术上讲，太空探索技术公司的“猎鹰”9号从尺寸和推力上是蓝源公司“新谢泼德”号的4倍左右，实现回收的难度无疑更大。但毕竟两种火箭的发射高度、用途、成本都不一样，单纯地比较两家技术的优劣，意义其实并不大，反而细分市场才是看点所在。
任何一种技术一旦开始成熟，或者进入商业化阶段，如何确定目标市场、保证订单数量，才是这项技术得以持续发展的根本。目前，除了上述“火箭双雄”外，还涌现出RocketLab、Virgin Galactic、Vector Space等剑指小微型火箭发射市场的私人公司，美国的火箭发射市场可谓在各个细分领域全面开花。随着大量资本和初创公司加入新时代的“太空竞赛”，我们能预见未来几年内航天技术的快速发展，以及进入太空成本的显著降低。