马斯克再亮大招：SpaceX首次在美国西海岸完成陆上回收
北京时间10月8日上午10点21分，SpaceX 成功完成了今年的第17次发射。在加州范登堡空军基地 SLC-4E 发射位利用一枚“二手”猎鹰9Block5火箭将阿根廷官方太空机构CONAE的SAOCOM1A通讯卫星发射升空，SpaceX今年发射次数超越去年（18次）已经十拿九稳。不少在洛杉矶附近的居民能够用肉眼直接看到这次火箭发射的蓝色轨迹，十分惊艳。
此次发射依旧回收了猎鹰9火箭的第一级，这也是SpaceX的第30次火箭回收。而值得关注的是，此次的火箭回收地点是首次启用的、位于美国西海岸的LZ-4着陆区。
由于该位置距离本次火箭发射的SLC-4E仅有426米的距离，所以，在本次任务执行之前，美国空军还特地向周边的居民发出“温馨提示”——如果听到了巨大的爆炸声，不要惊慌，那是火箭回收时产生的音爆。
着陆区——SpaceX 光环下的无名英雄
“可回收火箭”与“SpaceX”就如同硬币的两面，我们提到其中的一个词很难不会联想到另外一个，甚至在2016年，“可回收火箭”这项技术还被列为《麻省理工科技评论》“十大突破性技术”榜单，成为历年来屈指可数的航空航天领域创新性技术。
在可回收火箭操作的整个环节中，其前半部分的发射、一二级分离以及后半部分的星箭分离、载荷入轨都与传统的发射任务一致。唯一不同的就在于，火箭发射数分钟后，一二级火箭分离，火箭第一级需要调转方向，瞄准与发射位毗邻的着陆区并进行着陆。此时火箭的一二级助推器会同时工作，在空中燃烧起两朵熊熊烈火，如果是恰逢这一次在夜间的发射，那么效果会更加震撼。
但在火箭的整个任务执行的过程中，我们最容易忽略的就是回收时的着陆区（Landing Zone），其实，它在整个任务实施的过程中扮演着重要的角色。
以SpaceX为例，其目前拥有5处共两大类的着陆区，分别是陆上的LZ-1、LZ-2、LZ-4着陆区（的确没有 LZ-3）和海上的“Just Read The Instructions”和“Of Course I Still Love You”两艘着陆船（Autonomous Spaceport Drone Ship，ASDS）。第一代的“Just Read The Instructions”着陆船已经退役，第四艘“A Shortfall of Gravitas”着陆船正在建造中，预计会在 2019 年中旬投入使用。
陆上回收——明星发射场的旧物再利用
自从2015年12月22日，SpaceX 成功实现一级火箭回收之后，他们的“launch，land，relaunch”之路就停不下来了，迄今为止已经完成了30次的回收任务（含海上）。而在今年2月6号所执行的重型猎鹰（Falcon Heavy）火箭首飞任务中更是上演了“双龙归来”的精彩好戏。
在重型猎鹰首飞中，两枚助推火箭的着陆区就是SpaceX最早的LZ-1、LZ-2两个场地，其距离起飞地Space Launch Complex 39A（SLC-39A）的直线距离约在 10 公里左右，由原来的Space Launch Complex 13（SLC-13）发射位改造而来。
说起SLC-13，它的历史可算比较悠久。其第一次使用是在1958年，用作著名的宇宙神（Atlas）系列火箭的首款型号SM-65 Atlas 的测试发射（当时还叫做洲际导弹）。一直到1978年，Atlas的B、D、E 和 F 型都在这里进行过测试和发射任务，这段时期也是SLC-13辉煌的黄金时期，也使得LC-13成为Atlas家族四个场地中使用时间最长的一个。
1978年4月7日，SLC-13迎来了最后一次发射任务，Atlas-Agena火箭将Rhyolite卫星从这里发射升空，1980年后，SLC-13被关闭。
不过，这里面还有一个小插曲，那就是考虑到 SLC-13“悠久的历史”，它在1984年4月16日被美国政府列入美国国家历史名胜名录。只可惜，由于疏于管理，整个发射位及配套设施被腐蚀严重，最终在2012年被拆除。
2015年1月，美国空军将 SLC-13 场地租借给SpaceX，租期5年，后被改成现在为大家所熟知的LZ-1、LZ-2 着陆区。不过，就如同在得克萨斯州的布朗斯维尔（Brownsville）自建发射场一样，在着陆区的选择上，SpaceX 也开始寻求多种方案以分散风险，除了着陆船之外，就是开辟另一处陆上着陆区，即今天的主角——LZ-4。
不同于位处东海岸的LZ-1和LZ-2，LZ-4位置在西海岸的范登堡空军基地，毗邻太平洋，由原来的Space Launch Complex 4W（SLC 4W）改造而来。
从1963年7月12日，Atlas LV-3火箭在这里进行首次飞行之后，一直到2003年10月18日，Titan 23G火箭在SLC 4W的谢幕之旅，这里一共执行了93次发射任务。
2015年2月，SpaceX 拿下了 SLC 4W 位置为期5年的租约，将其改装为如今的LZ-4着陆区。而关于LZ-4着陆区何时会启用，此前观点普遍认为会是在2017年12月SpaceX 为铱星公司发射十颗Iridium NEXT卫星时将会回收一级火箭，但最终还是没有成行，以一次性飞行的模式完成了任务。
直到2018年7月，SpaceX 公司向美国联邦通信委员会（FCC）申请了着陆后通信许可才明确了本次的 SAOCOM 1A 任务会成为首次在 LZ-4 着陆区实施的火箭回收。
海上回收——突破想象的大胆之作
上文提到，SpaceX 在寻求解决火箭回收的场地问题上共有两种模式，除了较为常人所理解的陆地回收之外，利用驳船在海上进行回收工作则更是一项大胆的创举，其间经历了最初的4次失败，直到2016年4月8日才成功完成首次的海上回收。
为什么海上回收至关重要？因为对于执行地球静止轨道、大载荷或者深空探索等需要较高初始速度的任务来说，猎鹰9号火箭无法保证一级火箭在分离之后有足够的燃料可以返回陆地着陆区，但这类任务又会日益成为SpaceX的重要组成部分。在这种情况下，为了保证SpaceX的发射竞争力，实施海上回收就势在必行。
目前，SpaceX共拥有“Just Read The Instructions”和“Of Course I Still Love You”两艘着陆船，第一代的“Just Read The Instructions”着陆船已经退役，第四艘“A Shortfall of Gravitas”着陆船正在建造中，预计会在2019年中旬投入使用。而根据SpaceX官方口径，该类型船舶被称为自主航天港无人船只平台（Autonomous Spaceport Drone Ship，ASDS）。
这一概念由马斯克最早在2009年提出。2014年10月，SpaceX公开宣布，他们与美国路易斯安那州的一家造船厂签订合同，在商用驳船的基础上为可回收火箭改装建造着陆船。并准备将佛罗里达州的杰克逊维尔港、卡纳维拉尔港以及加利福尼亚州的洛杉矶港作为着陆船的母港。
第一艘着陆船是以Marmac 300系列海洋驳船为基础改装而来，被命名为“Just Read The Instructions”，于2015年1月10日执行了首次任务，当然是以失败告终，目前已退役。
第二艘着陆船是以Marmac 304系列海洋驳船为基础改装而来，被命名为“Of Course I Still Love You”，目前在役，2015年初开建，2015年6月投入使用，母港为东海岸的卡纳维拉尔港。
第三艘着陆船是以Marmac 303系列海洋驳船为基础改装而来，同样被命名为“Just Read The Instructions”，以取代上一代的同名船只，2015年7月开建，2016年1月投入使用，母港为西海岸的洛杉矶港。
第四艘着陆船正在建造中，被命名为“A Shortfall of Gravitas”，也将部署在东海岸，预计将会在2019年中旬投入使用。
根据最早的信息显示，该着陆船的尺寸为52 米×91米，着陆区甲板很有可能是厚厚的一层钢板。船只由4台柴油发动机提供360度的机动操作，搭配上精准的 GPS 定位技术和随行有人支援船的控制命令，该着陆船相对于火箭的定位精度可达到3米左右。
在每次进行回收操作时，如果火箭回收成功，稳稳地停在了着陆船上，那么 SpaceX 的工作人员就会将火箭的着陆腿与着陆船甲板焊接在一起，将其安全送回港口，如果回收失败，任何有价值的物件也会被固定好并送回港口。
“星辰”与“大海”——海上平台重要性凸显
无论是在海上发射、海上回收还是海上遥测，海上平台对于航天活动的重要性已经不言而喻，二者的关系已经日益密切。从最早的美俄乌挪四国成立的海上发射公司（Sea Launch）执行海上发射天顶号火箭，到SpaceX、蓝色起源都规划出一级火箭海上回收平台甚至整流罩回收平台。我国也将在2019年初执行首次海上发射任务。
从发射角度来看，从海上执行发射任务，既可以摆脱纬度对发射场的限制，节省火箭的燃料，提高运载能力，也可以不需要担心海洋上发射火箭组件的坠落问题，可以成为陆地发射的有效补充。
从回收的角度来看，对于有志于成为顶级航天发射服务商的SpaceX和蓝色起源来说，要想完成高效率、低成本、灵活机动的发射服务，那么海上回收的一环就势不可少。
从航天测控的角度来看，建设遍及全球的航天测控网对于中小国家及商业公司来讲显然不太现实，除了租用之外，海上的测控船也提供了一个新的思路。事实上，航天强国对于海上测控船的发展也一直没有停歇，类似中国的“远望”家族和俄罗斯“尤里·加加林”号等知名航天测控船都已经成为所属国家开展航天活动的重要支持力量。
对于越来越兴盛发达的商业航天产业来讲，除了关注诸如火箭、卫星等较为直接的航天产品之外，挖掘上中下游航天全产业链的商业机会，不仅有助于加深航天商业化的程度，壮大商业航天的市场规模，也利于提高人类航天活动的效率，大有裨益。
编辑：金婉霞
责任编辑：顾军
来源：微信公众号“DeepTech深科技”