SpaceX 官網那張兩頁的價目表上,獵鷹 9 號的低軌運力寫著 22,000 公斤。真正該讀的是頁尾那行小字:此性能為完全拋棄式構型的最大值。

換句話說,那個 22,000 公斤,是一枚你不打算拿回來的火箭。

這一章談回收與復用:錢先付在哪裡、火箭有幾種回家的方法,以及省下來的到底是什麼。

回收的帳,在起飛前就付掉了

一枚打算回收的火箭,離開機棚時就比拋棄式重。

SpaceX 在《Falcon User's Guide》(FUG)裡把這些零件寫得很平淡:一級上方四片格柵翼、底部四支可展開的著陸腳,「常態飛行以支援回收作業」。同一份文件的規格表裡還有一欄容易漏看的東西——一級滑行段的姿態控制靠氮氣推進器,後面括號註明「僅回收用」。

硬體的重量還是小事,貴的是燃料。要飛回發射場、或飛到海上的無人船,箱底都得留著著陸要燒的推進劑。留下來的每一公斤,原本都可以拿去推酬載。

所以同一枚獵鷹 9 號的每一場任務都在算同一道題:這次的餘量花在酬載上,還是花在把箭拿回來。答案就寫在發射頁上——回場降落(RTLS)最耗餘量、海上無人回收船折中、餘量不夠的任務就一路拋棄式飛完。7 月 30 日那場 NROL-95 的推進器飛回卡納維爾角落地,而它的酬載連軌道都沒公布。

概念圖解:同一枚火箭的兩種構型並排剖開。左邊是拋棄式,整流罩裡裝著一顆大衛星,一級的箱體幾乎見底;右邊裝的衛星明顯小一號,箭身多了柵狀翼面與著陸腳,箱底還留著一層沒燒掉的推進劑
圖:星際前沿自製概念插畫(非實拍、非工程圖)

三種回家的方法

自己站著落。 獵鷹 9 號的一級靠格柵翼在再入時調姿態、靠著陸燃燒減速,四支著陸腳要到觸地前幾秒才展開。到 2024 年 10 月為止,SpaceX 用這個方式回收過 352 節一級——落在陸上的著陸區,或落在海上的無人回收船。

海上那條船的存在本身就是這道算術的產物:一級分離時的速度越高、位置越遠,要掉頭飛回發射場就得留越多推進劑。與其為了回家多留燃料而少帶酬載,不如把船開到火箭本來就會飛過的那片海上等它。

被塔接住。 超重型推進器沒有著陸腳,它的重量交給發射塔那兩支機械臂——筷子——承接。2024 年 10 月 13 日星艦第 5 次試飛,B12 推進器在升空後不到七分鐘飛回原本那座塔:分離後翻轉、重燃 13 具猛禽引擎回推,接近時斜著下降再擺正,引擎關機的同時兩支臂合上。

這件事有個少被提起的細節:箭上電腦本來就備好了另一條路,火箭或塔上機構只要有任何問題,它就改去墨西哥灣落海;那天沒有問題,飛行總監送出一道「go」,推進器才被允許靠過來。SpaceX 自己的說法是,工程師花了數年準備、數月測試,技術人員投入數萬小時建那套地面設施。

夾接省下的是箭上的著陸腿,換來的是回家路上多一個必須完美的地面環節。星艦目前正卡在這一關的前一步:V3 世代推進器連兩飛的落海燃燒都不完全(見第 13 次試飛覆盤),而飛船從來沒有被接過。

概念圖解特寫:一具不鏽鋼推進器懸在發射塔旁,塔上兩支機械臂從左右合攏,箭身伸出的兩根短銷正壓在臂上的滾輪座裡,引擎已關,底下只剩熱氣
圖:星際前沿自製概念插畫(非實拍、非工程圖)

張傘落海。 電子號沒有餘量做動力著陸——一枚 13 公噸的火箭,留給著陸的燃料會把運力吃光。Rocket Lab 的做法是讓一級張傘減速、濺落太平洋,再派船撈回來。2023 年 8 月 24 日的第 40 次任務就是這樣飛的,同一趟還首次讓一具 2022 年 5 月用過的拉塞福引擎再上天,官方說表現與新引擎相當。Launch Library 2 記錄這條線至今 9 次著陸嘗試、7 次成功;整節一級復用還沒發生。

復用省的是硬體,和時間

復用要省的是硬體:一級的九具引擎、箱體、格柵翼,後來連整流罩都撈。

FUG 給的數字很直白:SpaceX 在 2017 年首次復飛軌道級火箭的一級;到 2025 年 2 月,獵鷹的一級累計復飛超過 384 次,成功率 100%;2018 年之後,用飛過的一級的任務比用新一級的任務更多;整流罩從 2019 年底開始復用,到 2025 年 2 月已有 307 場任務用上復飛的半殼。

注意這些數字量的是次數,不是省下多少錢。SpaceX 沒有公布復用後的成本結構,公開可查的只有標準價:獵鷹 9 號 7,400 萬美元,適用至 2026 年。誰省到多少,外面的人算不出來。

但機制看得懂。Block 5 構型的設計目標之一寫在同一份文件裡:修改熱防護,以支援「快速回收與翻修」。快,是這件事的關鍵字——一節火箭被撈回來只是開始,值錢的是它多久之後能再站上發射台。

FUG 還提到一個常被忽略的回報:回收讓 SpaceX 能檢查、維修飛過的硬體,把只有從飛行裡才學得到的東西吃回設計與程序。撈回來的第一個產物是資料。

燒什麼,也是回收的一部分

第 3 章把「燒什麼」當成一枚火箭的三格之一,回收會回過頭來改那一格的答案。

FUG 在安全設計表裡列了一條:以火箭級煤油與液態氧作為主推進劑,相較使用高毒性推進劑的系統,能降低處理、整測與回收人員的健康風險。要派人去接一節剛從天上下來的火箭、拆開來檢查、再裝回去飛,推進劑乾不乾淨就從一個環保問題變成一個排程問題。

打算讓同一具引擎點很多次的人,選燃料時考慮的事情比別人多一項。

那為什麼還有人拋棄式飛

因為有時候那幾百公斤比火箭本身值錢。

FUG 的整流罩選項表把這件事寫得毫不含蓄:同一款整流罩列著「可回收(含隔熱毯)」與「拋棄式」兩種構型讓客戶挑。要多榨一點運力出來,你可以買一個不打算拿回來的罩子。

同一道算術也解釋了為什麼高能量軌道與深空任務常常一路拋棄式飛完:餘量都拿去對付軌道了。第 3 章談過的固體助推器也在這一格——點著就關不掉的東西,回收是另一個等級的難題。

所以回收與復用是一道算術,不是一個信仰:同一批硬體能周轉幾次,決定它划不划算。這也是第 1 章最後留下的那個問題的答案。

現在就能做的事

挑一場即將到來的獵鷹 9 號任務,看直播的後半段。大部分人在二級入軌後就關掉了,而一級的戲要到那之後才演完:再入燃燒、格柵翼把箭體調正、著陸燃燒點起來,最後幾秒鐘四支腳彈出來。

看過一次,你就會知道那幾秒鐘的動作為什麼值得拿運力去換。順手記下這場的一級去了哪裡——回場、無人船,還是不回來。連著看三場,這一章的算術會自己浮出來。

下一章是這門課的最後一章:如何看懂一場發射——狀態、術語、直播看點,以及怎麼把前五章接到發射日曆上。