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中國航天邁出了歷史性一步,長征十號乙火箭回收成功
那我們就不廢話了,直接說重點,第一個問題,為什么使用網系回收?
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2015年馬斯克的獵鷹9號第一次成功回收,通俗的講采取的是支架回收,就是火箭底部安裝支架,火箭下來后支架打開,支撐于地面
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而我們采取的不是“支架回收”,而是“網系回收”,火箭本身沒有支架,而是在著陸區域搭建一個“網狀架子”,火箭要姿態正確的,垂直落入這個網狀架子的回收網范圍內
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我們來看這個圖更直觀點,火箭箭體上帶有掛鉤,而回收網其實是兩組鋼索形成的捕獲框,這個鋼索構成的捕獲框不是死的,而是由電腦控制,實時去主動“找”降落的火箭的
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火箭落下時,會打開數根鉤鎖,來鉤住平臺上的回收鎖
所以只要火箭是相對垂直落下,不需要筆直落下,只要不傾斜的太厲害,捕獲框都能去“捕獲”火箭
可以在左上角捕獲,在右上角捕獲,在哪個角捕獲都行
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捕獲框捕獲火箭,鋼索鉤住箭體后,就再把火箭滑動到網的中心,讓火箭垂直立于中心位置
這就是整個回收的大致過程,但其實我們看視頻就知道,這次火箭落下的位置非常精準,就在網的中心,并沒有出現設計里,火箭被捕獲在網的一角,然后再被拽到中心的情況
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那么我們這個和老美的比,如何呢?
可以說是兩個技術路徑吧,要比的話當然是和2015年獵鷹九號首次陸地回收,和2016年首次海上回收比
中國正處于火箭回收的初級階段,和美國2015-2016的初級階段相比的話,還是有優勢的
首先,更穩
美國獵鷹之前之所以失敗那么多次,炸那么多次,就是它自己長腿,火箭降落支架打開,要自己完成不能偏差的末端姿態控制,減速、觸地緩沖,穩定站立等精細計算
這一點我們的長征用一套“網系回收”,實現了更穩定的降落,也就是更大的容錯率
因為獵鷹是自己站住,長征是把它接住
那有人說,肯定是自己站住好,自己站住說明計算能力更強,細微控制更好
其實并不是,上面提到中國的“網系回收”,其實是一個奔赴和尋找的過程,有點像外太空空間站對接的感覺,下面的回收框同樣需要實時的精密計算和細微控制,在火箭下降過程中主動去接住火箭
火箭如果下降的時候,末端水平出現誤差,回收框也能接住,這就對回收有了更大容錯,而這也一點不容易
此外,更輕
長征沒有著陸腿,這意味著能節省結構重量,就意味著在發射時能裝載更多
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還有獵鷹是分兩次回收成功,先是陸地回收成功,然后一年多后再去的海上回收成功,而長征是直接海上成功
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這也要歸功于“回收網”上特別加固的回轉平臺,平臺可移動,依靠它來維護整個網系回收平臺的穩定
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而火箭下落后會移動到回收網底部,火箭底部會插入整個平臺
因為這艘船還要開走,如果光靠鋼索勾著把火箭拖走的話可能不保險,所以將火箭插入平臺固定,開回去的時候風浪大也不怕
而回收成功后,下一步就是“復飛”,就是讓回收回來的火箭,再飛起來,這才是實現反復利用火箭,降低發射成本的最大意義
而馬斯克從2015年第一次回收成功,到第一次成功復飛,用了近兩年時間
為什么這么久,要接近兩年?
因為火箭回收回來絕不是完整無損的,它經歷過一次極端摧殘
火箭一級返回要經歷再入加熱、氣動載荷、發動機多次重啟、低溫推進劑殘留、結構振動、著陸沖擊
尤其是發動機
獵鷹一級回收時,梅林發動機要經歷發射段工作、回推減速、再入點火、著陸點火,每一次點火都在考驗渦輪泵、閥門、燃燒室、噴管、管路密封。
所以那時候,回收的獵鷹外表看起來還不錯,挺完整的,但實際上要看,發動機燒蝕沒?渦輪泵疲勞沒?閥門卡滯沒?管路裂紋沒?整體結構有疲勞損傷嗎?
一大堆東西要查,而且肉眼看不出來,要靠檢測,試車,數據回放
但更大的問題是,復飛不能當成新火箭,也不能把它拆開檢查
如果每次回收回來都要拆開檢查弄個半天,檢查了半年確定安全能再復飛了,那實際的商業意義和火箭回收的意義也就沒了
可檢查少了,有可能帶著隱患再上天
所以本質上,復飛是在找一個艱難的平衡點,檢查要足夠快、足夠少、又要足夠準
這些東西核心就是一個字,經驗
需要幾十次,上百次的回收和復飛,不斷積累出來的經驗
而這是我們中國航天的回收事業,下一步重點要做的
那么美國怎么看待中國這首次成功的回收呢?
美國其實是為中國高興的,尤其是航天愛好者與專業人士,越是這些人越為中國高興
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美國知名度最高的航天網站之一,SPACE.COM,頭版頭條祝賀中國創造歷史,因為對這些專家和航天愛好者來說,有更多的國家加入到“火箭回收”的技術行列里來,越能促進該領域的發展,尤其是中國采取了一種不同于美國的新回收模式
另外其實在去年,美國專家就已經判斷年中國的火箭回收會取得成功,因為2025年所做的一系列準備工作,證明了這些
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在2025年底,美國航天界為中國做的年底評估報告里,就清楚記錄了中國在2025年太空領域的重大進展,創紀錄的發射,可重復使用的火箭
并且根據判斷,2026年中國就會實現首次火箭回收成功,事實也是如此
最后我想說的是,雖然在回收火箭方面,中美依舊有差距,但中國也已經是全球第二個成功實現火箭回收的國家了
就和AI一樣,在AI領域其實也只有中美兩個玩家,在火箭回收領域亦是如此
并且雖然2015年獵鷹就成功回收了,但這不意味著中美的差距就是十年,彎道追趕,彎道超車,并非不可能
當然也希望其他國家也能加入到火箭回收的技術行列里來,豐富這個全人類的航天事業,而不要只有中美兩個玩家
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