7月10日,中午12點15分,海南商業航天發射場,一枚火箭拔地而起,拖著長長的尾焰沖向云霄,一二級分離約六分鐘后一子級開始調頭再入、減速返回,從火箭點火發射到一子級被網系捕獲全程約 8 分鐘。
這不是科幻片,這是7月10日真實發生的事,消息傳出來的時候,很多關注航天的人第一反應是真的假的,首飛就回收成功?
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對,你沒看錯,首次發射,就完成了入軌加回收的全套動作,這件事,馬斯克的SpaceX當年炸了十幾次才做到,更讓人意外的是,這枚火箭回收的方式,全世界沒人見過。
不裝腿,用網接
咱們先說說SpaceX是怎么回收火箭的,獵鷹9號大家都熟悉,它靠四條著陸腿,在海上平臺或者陸地上硬生生“站”住,像一個大漢跳下來扎馬步,看著挺穩,但對腿的要求極高展開慢了會翻,沖擊大了會斷,每條腿都是,沖擊大了會斷,每條腿都是死重。
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長征十號乙走了另一條路,它根本就沒裝腿,箭體底部裝的是幾個專用掛鉤,回收的時候,直接飛向一艘叫“領航者”號的回收船,這艘船長144米、寬50米,滿載排水量2.5萬噸,頂上架著一張巨型阻攔網。
火箭降落瞬間,箭身掛鉤精準扣住網系纜繩,仿若戰斗機被航母阻攔索猛然拽停,剎那間便被穩穩“攬入懷抱”,整個降落過程一氣呵成,干脆而利落。
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你想想這個畫面一枚60多米高、幾十噸重的火箭,從天而降,精準地掛進一張網里,稍微偏一點,或者速度快一點,要么撞船,要么穿網。
但中國做到了,而且是第一次就做到了,研制團隊說,這套“網系回收”方案的優勢很明顯,第一,火箭不用背著沉重的著陸腿上天,省下來的重量可以多裝衛星,運載效率更高。
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另外對落點精度的要求沒那么苛刻,網子本身就把容錯窗口放寬了,回收系統可以做成系列化產品,不同大小的火箭都能用,說到底,就是用地面上的“加法”,給火箭做了個“減法”。
六分鐘的空中體操
說起來輕巧,做起來呢?火箭一子級和二子級分離之后,一子級當時還在往上飛,它得先在空中完成一次“調頭”,把姿態從向上變成向下,這個過程叫滑行調姿。
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然后發動機二次點火,像踩剎車一樣開始減速,再入大氣層的時候,箭體要承受超音速氣流沖擊,柵格舵像方向盤一樣實時調整方向,等快到海面了,發動機再次工作,讓箭體懸停,最后釋放掛鉤。
從分離到回收成功,前后就六分鐘,在這六分鐘里,這枚火箭完成了調姿、再入、減速、懸停、掛鉤、捕獲一整套動作,稍微哪一步算錯,就是前功盡棄。
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研制團隊提到一個細節,回收船在海上不是靜止的,即便有動力定位系統,還是會有2到3度的晃動,火箭下降時伴有一定機動滾轉,二者需實時交換位置數據、主動補償偏差,這宛如火箭與船共舞一曲雙人舞,配合務必嚴絲合縫,就在7月10日,它們成功完成了這場美妙之舞。
失敗的學費,沒白交
有人可能會說,首飛就成功,是不是太順了,其實不是,在這之前,咱們交過學費。
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2025年12月,藍箭航天朱雀三號率先嘗試入軌與回收,入軌順利達成,然而回收時反推發動機異常燃燒致硬著陸,殘骸精準落于回收場邊緣,可見導航制導達標,癥結在于發動機末段可靠性。
緊接著,航天科技八院的長征十二號甲也上了,同樣成功入軌,回收時在最后階段出現異常偏航,墜落在距離標稱回收中心點約2公里的荒漠區域,兩次失敗,兩次都卡在回收最后階段。
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這背后究竟暗藏著怎樣的深意?它明確揭示了“回收并非發射的逆向過程”,火箭再入時,發動機噴口需承受高速氣流的強烈沖擊,且推進劑在微失重環境下,狀態復雜難料。
多臺發動機同時點火,同步性要求嚴苛至毫秒級,面對此類難題,SpaceX曾歷經十余次爆炸才覓得答案,如今我們也需依靠真實飛行數據,來探尋其中奧秘。
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今年2月,長征十號甲完成了低空演示驗證飛行,一子級在海上安全濺落并被打撈回收,這是我國首次海上搜索回收任務,那次驗證相當于“能回來”,7月10日的成功相當于“能接住”,從2月到7月,五個月,邁過了這道坎。
三兄弟,一盤棋
很多人分不清長征十號系列這幾個型號,其實邏輯很簡單,這個家族有“三兄弟”,長征十號甲是近地載人火箭,將來負責把航天員送到空間站,是新一代的“生命之梯”。
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而長征十號乙是本次的主角,商業發射主力,拉貨不拉人,長征十號丙還在研制中,未來會是一款全液氧甲烷火箭,運載能力更強。
這三型火箭共享5米直徑的芯級,共享發動機技術,共享回收控制系統,長十乙的一子級和長十甲完全一樣,所以這次首飛不僅是長十乙的首次飛行,也是長十甲的全剖面飛行驗證——相當于一次發射,給兩個型號做了考試。
這個思路很有意思。商業發射掙錢,同時給載人火箭積累飛行數據,每一次回收成功,都在為2030年前的載人登月工程攢經驗,“以商養研”,用市場反哺工程。
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二子級用的是液氧甲烷發動機,這也是新東西,液氧甲烷推進劑環保、重復使用性強,而且不像煤油那樣容易結焦,更適合火箭復用,這個二子級技術,也為未來的長十丙鋪了路。
為什么非要“撿”回來
或許有讀者會心生疑問,耗費如此多的精力去回收一枚火箭,究竟所圖為何?
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一枚火箭的成本,發動機和箭體占大頭,一級箭體的成本超過70%,以前發射一次,這幾千萬甚至上億的東西就扔海里了,跟一次性筷子一樣,一旦能重復使用,發射成本可以下降40%到60%。
這還不是最緊迫的,我國已經申報了超過20萬顆衛星的衛星網絡資料,按照國際規則,必須在規定期限內發射一定比例,否則配額會縮減,這意味著巨大的運力缺口,運力從哪來?靠一次性的火箭,成本根本扛不住,低成本、可重復使用,是唯一出路。
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長十乙交出的答卷是:重復使用狀態下近地軌道運力16噸,箭高63米,起飛推力890噸,這個運力水平和獵鷹9號處在同一個量級,而且因為取消了著陸腿,同等尺寸下運載效率反而更高。
年底還有大動作
首飛告捷并非終點,研制團隊已然表態,于今年年末之前,他們將達成這枚回收而來的一子級火箭的復用飛行,持續在航天征程上書寫新章。
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從“能回收”到“能再用”,又是一道坎,拆下來檢查、維修、重新測試、重新發射,整個流程能不能跑通,成本上劃不劃算,都需要驗證。
此外,長征十號丙正按部就班地開展研制工作,它采用全液氧甲烷構型,定位為商業主力火箭,一旦研制成功,其運載能力將更上一層樓,實在令人滿懷期待。
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未來,長十甲、長十乙、長十丙三型火箭將共同構成我國航天運輸系統的核心能力底座,不斷提升高頻次復用發射能力,而這一切的起點,就是7月10日那張海上大網里穩穩掛住的那枚火箭。
首戰即決戰,一戰定乾坤,你可能會好奇,那枚被網兜住的一子級火箭,現在在哪兒,年底的復用飛行,它能再次成功上天嗎?拆解檢查后發現狀態如何?
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