揭秘美國太空探索技術公司的海上平台

1 海上回收平台簡介

美國太空探索技術公司（SpaceX）的海上回收平台稱為「自動航天港無人船」（Autonomous Spaceport Drone Ship，ASDS），是在甲板駁船的基礎上改進而來，安裝了用於維持位置的動力系統，以及大型的著陸平台，能夠實現自動控制或遠程遙控，在海上作為獵鷹－ 9（Falcon － 9）火箭一子級著陸的平台，是該公司火箭重複使用計劃的重要設施。

SpaceX 公司共有3 個海上回收平台，其中2 個在用，另外一個（也是最早投入使用的平台）已不再執行發射任務。在用的2 個海上平台代號為「請閱讀說明」（Just Read the Instructions）和「當然我依然愛你」（Of Course I St ill Love You）。

「請閱讀說明」平台停靠在西海岸附近，在太平洋上回收從范登堡空軍基地執行發射任務的獵鷹－ 9 火箭一子級；「當然我依然愛你」平台停靠在東海岸附近，在大西洋上回收從卡納維拉爾角空軍基地發射的獵鷹－ 9 火箭一子級。

SpaceX 公司的海上回收平台均改裝自麥克唐納海事服務公司的Marmac 30X 系列甲板駁船，最早投入使用的海上回收平台改裝自Marmac 300 甲板駁船，在用的「請閱讀說明」回收平台改裝自Marmac 303 甲板駁船，「當然我依然愛你」回收平台改裝自Marmac 304 甲板駁船。三艘甲板駁船的性能參數基本相同。

2 從甲板駁船到海上回收平台的改進

為了使甲板駁船適用於獵鷹－ 9 火箭一子級著陸回收任務，SpaceX 公司對Marmac 30X 系列甲板駁船進行了大量改進，主要包括4 個方面：

首先是擴展了甲板面積，保證有足夠的著陸區域；

其次是為甲板駁船安裝了動力系統，使平台能夠在海洋中保持相對穩定的位置；

再次，為平台上的設備箱增加了起到保護作用的防爆隔離板等防護措施，以防在一子級未能成功著陸或者發生爆炸時，減小對平台設備的影響；

最後，則是設計了用於固定火箭一子級的機器人，未來可能實現無人自主的回收操作，大幅降低風險。

增加甲板面積

Marmac 30X 系列甲板駁船的甲板寬度僅有30.48m，而獵鷹－ 9 火箭一子級的著陸支架在展開之後的最大寬度大約為14.7m，所以SpaceX 在甲板駁船兩側增加了甲板擴展區，將甲板寬度擴展為51.81m。同時，將其他船上設備布置到了甲板兩頭，這樣在平台中部形成了一個51.81m×65.22m 的矩形著陸區。甲板擴展區都是通過焊接的方式直接連接到甲板駁船上。

安裝動力系統

為了能夠使海上回收平台在海洋上保持相對固定的位置，配合火箭一子級的著陸動作，SpaceX 公司在回收平台上安裝了4 台功率220kW 的方位推力器，用於調整平台的位置，能夠使平台在海浪環境中維持穩定的位置。伊隆·馬斯克在2014 年曾表示海上回收平台利用上述4 台方位推力器以及GPS 定位信息，「能夠在風暴中將位置精度維持在3m 以內」。

防護措施

在火箭一子級著陸時可能會發生意外，包括火箭速度未能得到有效控制而直接撞到平台上、火箭姿態調整不到位發生傾倒，以及發生爆炸等，為了保護平台上的設備，SpaceX 公司在平台上設置防爆隔離板，並且還在不斷對防護措施進行升級，包括隔離板的位置和面積等都有所調整。經過進一步改進之後，平台尾部防爆隔離板的下方騰出了部分空間，並設計出了一個相對封閉的空間。平台頭部的防爆隔離板也向平台中心移動了一段距離，為隔離板和船上設備之間增加了一個緩衝帶，可以提供更多的保護。

自主操作機器人

除了上述針對駁船的改造之外，2017 年3 月有社交媒體網站上透露了「當然我依然愛你」海上回收平台上出現了一個白色的「機器人」。雖然SpaceX公司還沒有正式對外公布該設備的具體用途，但是根據初步推測，該設備很可能是用於固定火箭一子級，進一步實現火箭一子級回收處理的無人自主化操作。

現在獵鷹－ 9 火箭一子級降落到平台上之後，需要將其焊接到甲板上進行固定，之後再運回港口開展後續的處理和維護工作。而這個白色的「機器人」很可能能夠自主（或者遠程遙控）實現固定一子級的目標。

按照推測，在火箭一子級降落在平台甲板後，該設備會鑽到火箭下方，伸出4 個液壓臂，通過夾緊和支撐火箭底部的發動機支架結構，實現對一子級的固定。

3 海上回收平台的牽引船和支援船

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4 海上回收平台的動力系統

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5 海上回收平台的操作過程

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6 小結

海上回收平台作為SpaceX 火箭復用計劃的重要組成部分，從2015 年1 月首次嘗試利用海上平台回收火箭，到2017 年4 月底已經進行了18 次海上平台回收任務，失敗5 次，成功13 次，尤其是2017 年以來的9 次海上平台回收全部取得成功。

在過去幾年的時間裡，SpaceX 的海上回收平台不斷進行改進、更新，為SpaceX 公司火箭重複使用計劃的順利實施提供重要保障。今後，海上回收平台還會持續進行升級，朝著實現無人自主化操作的方向發展。

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