SpaceX 于 2015 年开始让猎鹰 9 号助推器着陆,并在两年内实现复用——一级火箭装有九台发动机,约占火箭制造成本的一半。剩下的就是有效载荷整流罩:两片复合材料半罩,像纸浆糊制工艺品一样铺层成型,一对造价约 600 万美元。埃隆·马斯克向团队提出挑战:把它们接住——“有六百万美元从天上掉下来。”

工程师们原本认为这两片半罩绝不能接触海水——盐水腐蚀会毁掉精密的电子设备——于是他们打造了一套复杂的回收方案:每片半罩携带一个翼伞自行转向,同时由自动控制系统操纵船只转向以缩小距离。2020 年 1 月,他们接住了第一个整流罩。“成功了。我们做到了,”SpaceX 发射副总裁 Kiko Dontchev 说——但并非常态:大西洋大多数时候是“一片七到九英尺浪高的颠簸乱局”,实际回收率低于 50%,约为 40%,慢到足以拖累发射节奏。

解决办法来自 SpaceX 的五步设计算法——让要求变得不那么愚蠢、删除部件或流程步骤、重复、然后优化、加速、自动化。质疑这一要求后发现前提是错的:复合材料整流罩像帆船一样浮在水面,把敏感部件移到更高位置意味着溅落不会毁掉它们。现在一艘带起重机的标准船只就能把两片半罩从海里捞出来。回收成功率从约 40% 升至 99%,翻新需要数周,公司现在的整流罩数量已经多到放不下。

SpaceX 算法的第二步——删除部件——追问为什么要捕捉:整流罩半罩本身就是复合材料的船;把电子设备移高,任何起重船都能把它们捞回来。

这个难题是自己造成的:“在溅落前接住”是一项要求,而非事实,删除它就把翼伞加追逐船的自动化组合简化成了一台起重机。

为可承受溅落而设计,代价是重新安置电子设备——与专用回收船和自动交会相比微不足道。

40% 的回收率是对发射节奏的拖累;达到 99% 后,整流罩完全不再是排期约束。

当自动化勉强奏效时,先审视要求本身,再谈调优:最便宜的子系统就是被你删掉的那个,而“快速回收”未必需要“半空捕捉”。

到 2023 年,Dontchev 将整流罩描述为已解决的次要问题——总是准备就绪,数量多到公司放不下——并在 Summit at Sea 项目的一次演讲中,把这段经历作为他讲解 SpaceX 五步算法的实例。

从这里,追溯依据

参考来源

  1. Why did SpaceX give up on 'catching' falling fairings? Its VP of launch explains Ars Technica · arstechnica.com ·