6月17日，SpaceX 獵鷹9號火箭在美國佛羅里達州肯尼迪航天中心發射新一批53顆星鏈衛星。這枚“13飛13回收”的獵鷹9號，讓 SpaceX 完成了總計100次的火箭重復使用。

▲SpaceX在36小時內發射

三枚獵鷹9號（圖源：CNMO)

火箭為什么需要重復使用？因為貴。復用才能降低成本，降低成本才能擴大應用。如果汽車也是一次性的，地球上沒有多少人能開得起車，我們估計只能停留在驢車馬車的時代。

汽車重復使用容易，火箭為什么難？因為火箭速度得每秒7.9公里才能進入地球軌道，要達到這一速度不但必須攜帶大量燃料，還需要借助多級火箭技術以接力方式飛行，并嚴格控制各級火箭的結構質量占比。現代火箭的燃料質量超過90%，剩余不到10%質量中有效載荷通常小于30%。為了讓火箭實現可重復使用，必然要預留一定的飛行能力用于返回，這就進一步增加了了火箭的干重，削弱了它運輸有效載荷的能力。因此，很長一段時間內，人類并沒有嘗試去這么做，而是集中精力于提高火箭運載有效載荷入軌的能力。

多約束條件下的運載能力發揮，就像一場在成敗邊緣游走的賭博。但總有人愿意冒風險嘗試。SpaceX 并不是第一家研發可重復使用火箭的公司。在 NASA 預算達到巔峰的20世紀60年代中期，關于土星五號一級火箭的回收就有不少提議和方案。其中，直升機設計制造業的先驅者席勒公司（Hiller Aircraft）提議，用一架旋翼直徑大于足球場的巨型直升機——正式名稱為“用于助推器回收的旋轉翼系統”（Rotary Wing System for Booster Recovery），在半空中抓住隨降落傘下降的火箭一級。直升機得多重？得帶多少油？研制并未實際開啟，NASA也沒有給予資助，大膽的想法從此塵封。

▲回收土星五號一級的直升機抓取方案

（圖源：D. Day/ spacereview)

1969年9月，航天飛機作為阿波羅計劃后的第二代航天運輸系統方案被正式提出。航天飛機的軌道器和固體助推器是可回收的，但由于需要開展大量的檢查和翻新工作，其成本遠遠高于同類的不可重復使用火箭。1981年首飛、2011年退役，一共進行了135次發射的美國航天飛機項目花費1960億美元，每次發射的成本大約是15億美元，未能達到有效降低航天發射費用的目的。

▲航天飛機起飛（圖源：NASA）

航天飛機執行任務正酣的20世紀90年代，后來并入波音的美國飛機制造商麥道公司（McDonnell Douglas）上馬 DC-X 項目。試驗機在十幾次試飛中都僅僅達到一兩公里的高度，但它證明了建造低成本垂直起降火箭的可能性。在一次因著陸腿未能按計劃展開造成的事故后，項目于1996年取消，剩下的幾名 DC-X 工程師加入藍色起源團隊，繼續研發可重復使用火箭。

▲第4次試飛的DC-X（圖源：McDonnell Douglas）

時間到了2001年，埃隆·馬斯克（Elon Musk）出現了。他的初衷是把一個叫做“火星綠洲”的溫室送往火星，以喚起公眾對火星探索的熱情。造個溫室簡單，但發射到火星去不容易。馬斯克三訪俄羅斯，試圖購買其洲際彈道導彈作為運載工具，但價格沒談攏。悻悻而返美國的飛機上，他說：“我認為，我們可以自己造火箭。”次年，SpaceX 公司成立，陸續有了突破入軌的獵鷹1號、重復使用的獵鷹9號、同樣可復用的獵鷹重型以及仍然要復用的星艦。

▲SpaceX第一代海上回收平臺（圖源：SpaceX）

與此同時，多年來處于保密研發狀態的藍色起源對外公開其亞軌道載人火箭。像獵鷹9號一樣，新謝潑德火箭被設計為可重復使用；與曾考慮過降落傘方案的 SpaceX 不同，藍色起源一開始就決定以推進方式讓火箭著陸。截至2022年6月4日，新謝潑德火箭已將26名乘客送入太空。藍色起源研制中的軌道運載火箭新格倫，同樣是可重復使用的。

▲新謝潑德火箭（圖源：Blue Origin）

30年前的 DC-X 試飛任務中，設計師們一度樂觀地估計，未來航天器能將每公斤發射成本降到500美元。今天，即使 SpaceX 實現了火箭的100次重復使用，即使其拼車發射業務向客戶收取的費用已經大大降低，人類進入太空的成本距離理想數字仍然還有很長的路。

本文來自：語宙