很难确切说清,因为政府的会计工作虽然总是非常精准细致,却往往比真正的火箭科学还要复杂。我有时怀疑,NASA 的会计部门人员和电脑比任务控制中心还要多。
不过我认为,回收这些助推器是正确的做法,即便节省的成本微乎其微,因为这让我们有机会研究基本完好的部件,看看发射过程中系统承受的应力和出现的故障情况,很多改进也确实由此而来。
但理想的情况是,火箭能轻松回收,经过快速检查、更换几个零件后就能几乎立刻重新加油,就像我们对飞机做的那样,让维修翻新成本不超过燃料成本。航天飞机的固体火箭助推器显然不是这样,我们现在看到的可重复使用火箭也不是。
尽管我们能看到它们降回发射台,但大多数这类设计仍然是多级火箭,只有第一级助推器能被回收。即便做到这一点也非常困难,而且和航天飞机的固体助推器一样,这一级通常是在还未承受完全再入应力的高度和速度下分离的。
我们来看具体例子,说说备受关注的猎鹰 9 号,尤其是它的四推力变体。想必你知道,它由 SpaceX 公司制造,该公司由埃隆??马斯克创立,他几乎肯定不需要介绍。所以我们把重点放在火箭本身。
需要说明的是,它是一枚两级火箭,只有第一级能被回收,因此并非完全可重复使用。我们还要注意,每次发射标价 6000 万美元,其中几乎没有成本来自燃料,它将 1 千克载荷送入近地轨道的成本略高于 1000 美元,远比航天飞机估计的每千克 5 万美元划算,便宜了近 50 倍。
但这和真正可重复使用系统应有的节省幅度相去甚远 —— 在真正可重复使用的系统里,燃料应该是主要成本,至少占很大一部分。事实上,相比航天飞机,这些成本节省大多来自可重复使用之外的其他改进,比如一开始就造得更便宜、更好。
那么,什么能让火箭更便宜?火箭本身昂贵的原因其实还是燃料,因为从重量上来说它很昂贵。你必须携带所有燃料和氧化剂,容纳它们的结构必须非常坚固,这通常意味着很重。
我们使用多级火箭的原因之一,就是可以抛掉空燃料箱,不用燃烧更多燃料带着它们飞行。人们会好奇,为什么我们不用很多小燃料箱,用完一个再用下一个,但这会带来两方面成本:金钱成本和质量