火箭回收被認(rèn)為是“人類(lèi)工業(yè)皇冠最耀眼的明珠”,中國(guó)航天說(shuō)“那就薅羊下來(lái)獻(xiàn)給祖國(guó)唄”。7月10日,長(zhǎng)征十號(hào)乙火箭在海南海上回收平臺(tái)成功實(shí)現(xiàn)火箭一子級(jí)可控回收,同時(shí)也是全球首次運(yùn)載火箭網(wǎng)系回收,中國(guó)航天賬號(hào)如是說(shuō)。
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中國(guó)航天賬號(hào)將此次回收成功與“兩彈結(jié)合”相媲美,與“發(fā)射東方紅一號(hào)”做比較,稱(chēng)航天人已經(jīng)把中國(guó)的歷史分成了“一截又一截”。
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也就是說(shuō),此次海上網(wǎng)系可控回收,其實(shí)是運(yùn)載火箭歷史上最為重要的一頁(yè),從此改變了火箭發(fā)展的歷史。
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過(guò)去,可控回收火箭被認(rèn)為只有馬斯克以及他的SpaceX通過(guò)不斷的試錯(cuò)迭代才能實(shí)現(xiàn)。
而中國(guó)航天僅僅用了一次發(fā)射,8分鐘時(shí)間,就從“一次性火箭”邁入“重復(fù)使用火箭”大門(mén),為中國(guó)商業(yè)航天走向具備低成本、高頻次的天地往返能力奠定了基礎(chǔ)。
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長(zhǎng)征十號(hào)乙火箭全箭起飛推力約890噸,起飛重量約760噸,首飛箭全箭長(zhǎng)度約63米,近地軌道運(yùn)載能力16噸,一子級(jí)狀態(tài),并聯(lián)7臺(tái)液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī);二子級(jí)搭載一臺(tái)全新研制的大推力液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)。其是典型的面對(duì)未來(lái)可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭,代表著最為尖端的技術(shù)方向。
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盡管馬斯克及SpaceX的獵鷹9號(hào)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了海上重復(fù)回收,但是其首飛過(guò)程并不平臺(tái),經(jīng)歷了很多次著陸失敗,而“星艦”火箭更是炸了很多次,直徑還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全流程可控回收。
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中國(guó)航天近幾年進(jìn)入了攻關(guān)階段,無(wú)論是“國(guó)家隊(duì)”,還是“民營(yíng)隊(duì)”都取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。
我們知道,一枚大型火箭要想實(shí)現(xiàn)可控回收,就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)、控制、結(jié)構(gòu)、防熱、導(dǎo)航、地面系統(tǒng)等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的攻克。而我們的理念與SpaceX不同,更注重成功率,不將不確定性放在發(fā)射場(chǎng),依靠無(wú)止境的迭代解決難題。
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根據(jù)一院長(zhǎng)征十號(hào)系列運(yùn)載火箭總指揮徐洪平的說(shuō)法,一子級(jí)動(dòng)力試驗(yàn)共分為四步:
1. 2024年6月14日,一子級(jí)3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)點(diǎn)火試車(chē);
2. 2025年8月15日和9月12日一子級(jí)第一次系留點(diǎn)火試驗(yàn)和第二次系留點(diǎn)火試驗(yàn),共兩次試驗(yàn);
3. 2026年2月11日結(jié)合回收的技術(shù)驗(yàn)證,做一次低空飛行試驗(yàn);
4. 2026年7月10日實(shí)施一次真正入軌的技術(shù)驗(yàn)證飛行。
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也就是說(shuō),中國(guó)航天用了2年時(shí)間,就成功實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)征十號(hào)火箭的全流程發(fā)射及回收。并且回收具有很強(qiáng)的創(chuàng)新性——網(wǎng)系回收。
簡(jiǎn)單說(shuō),利用網(wǎng)兜苗拉著需要回收的火箭芯級(jí),但是這對(duì)于火箭姿態(tài)控制、網(wǎng)系設(shè)計(jì)等提出了特別高的要求。
其實(shí)對(duì)海上平臺(tái)“領(lǐng)航者”要求也很高,雖然我們是造船大國(guó),但是面對(duì)這樣技術(shù)集成高度復(fù)雜的綜合平臺(tái),1年內(nèi)從立項(xiàng)到交付,也是提出了更為嚴(yán)苛的要求。
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其實(shí)過(guò)程其實(shí)很簡(jiǎn)單,也就是火箭一二級(jí)分離約6分鐘后,一子級(jí)垂直返回,在海上回收平臺(tái)成功回收。
但是最大的難點(diǎn)在于在發(fā)動(dòng)機(jī)與柵格舵協(xié)同控制下,箭上4個(gè)掛鉤對(duì)準(zhǔn)海上回收平臺(tái)的井字形柔性網(wǎng)觸網(wǎng),網(wǎng)面和箭體同時(shí)下移,通過(guò)柔性緩沖吸收殘余能量,鎖定+捕獲。
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得益于各個(gè)系統(tǒng)都有長(zhǎng)足的發(fā)展,短時(shí)間內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了被人十幾年,甚至幾十年的發(fā)展之路,其實(shí)是我國(guó)可回收火箭最大的特色之一。
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并且最值得關(guān)注的是:一次性實(shí)現(xiàn)網(wǎng)系可控回收,這要比馬斯克的星艦“夾筷子”厲害太多。同時(shí)也說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)可控回收,不需要一而再再而三的失敗就能實(shí)現(xiàn)。
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