前腳中國剛用一張海上大網(wǎng)穩(wěn)穩(wěn)接住從太空返回的火箭一子級,創(chuàng)造了航天回收的新突破,轉(zhuǎn)天日本就官宣自家火箭回收試驗(yàn)成功,不少人還以為日本一下子追上來了。結(jié)果扒開數(shù)據(jù)一看,這次試驗(yàn)的火箭總共才飛了11米高,業(yè)內(nèi)都調(diào)侃這是“螞蚱跳”,兩件事放一塊比,差距真不是一星半點(diǎn)。
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7月10日,長征十號乙運(yùn)載火箭在海南商業(yè)航天發(fā)射場點(diǎn)火,順利把衛(wèi)星送到了預(yù)定軌道。箭體一二子級分離之后,一子級啟動垂直返回流程,最終落在了距離發(fā)射場300多公里外的海上回收平臺。這次用了獨(dú)創(chuàng)的網(wǎng)系捕獲方式回收,整個(gè)過程干凈利落,完全符合預(yù)期。
承擔(dān)回收任務(wù)的是“領(lǐng)航者”號回收船,船長144米寬50米,滿載排水量有2.5萬噸,還具備DP2級動力定位能力。哪怕是5級海況下,它也能保持厘米級的定位精度,給火箭著陸鋪了個(gè)超級穩(wěn)的停靠臺。等火箭降到船上空,箭體上的四個(gè)掛鉤穩(wěn)穩(wěn)掛進(jìn)井字形布置的高強(qiáng)度繩網(wǎng),一次就完成了捕獲回收。
這套回收系統(tǒng)全都是中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院自主研制的,取消了傳統(tǒng)回收必須的著陸腿,箭體結(jié)構(gòu)直接簡化了不少,足足輕了好幾噸。長征十號乙本身直徑5米,用兩級串聯(lián)構(gòu)型,全箭起飛推力差不多890噸,重復(fù)使用狀態(tài)下近地軌道運(yùn)載能力能到16噸。火箭一級裝了9臺液氧煤油發(fā)動機(jī),具備深度變推能力,這正是能實(shí)現(xiàn)垂直回收的核心技術(shù)之一。
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中國已經(jīng)是全球第二個(gè)掌握火箭垂直回收技術(shù)的國家,美國的太空新聞網(wǎng)站都發(fā)文點(diǎn)評,說咱們獨(dú)創(chuàng)的海上網(wǎng)系回收方案,給火箭復(fù)用走出了另一條可行的路。不管是捕獲效率還是運(yùn)載能力損失控制,這套方案都比傳統(tǒng)的著陸腿方案更優(yōu)。能得到外媒這樣的認(rèn)可,足以說明這套技術(shù)的含金量。
中國成功完成回收的第二天,也就是7月11日,日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)就在秋田縣的能代火箭試驗(yàn)中心,做了RV-X原型回收火箭的首次飛行測試。測試?yán)铮w爬到11米左右的高度,懸停之后側(cè)向平移了大概16米,最后以垂直姿態(tài)落地,全程走完還不到30秒。日方對外宣傳這次試驗(yàn)圓滿成功,可外界看完數(shù)據(jù)都沒覺得有多驚艷。
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這款RV-X箭體全長才7.3米,直徑1.8米,只裝了一臺推力2噸左右的液氧液氫發(fā)動機(jī),就是專門給低空驗(yàn)證做的原型箭。它底部帶四根支撐腿,整體動力系統(tǒng)和真正能用的運(yùn)載火箭比,差距不是一點(diǎn)半點(diǎn)。別說送衛(wèi)星入軌了,連大氣層都沒飛出去,說白了就是個(gè)地面原理驗(yàn)證品。
日本本土媒體看完試驗(yàn),都忍不住吐槽最大飛行高度只有11米,這個(gè)指標(biāo)實(shí)在太拿不出手。不少日本網(wǎng)友也不買賬,說這就是個(gè)小型技術(shù)演示,離追趕美國SpaceX的水平還差十萬八千里。項(xiàng)目主管只能出來回應(yīng),說所有預(yù)定測試項(xiàng)目都按計(jì)劃完成了,沒出什么異常。
日本航天機(jī)構(gòu)從2016年就開始研制RV-X了,規(guī)劃的目標(biāo)是2030年代前期把這個(gè)型號投入商業(yè)發(fā)射市場,用來接替現(xiàn)役的H3火箭,成為下一代主力運(yùn)載工具。原定今年3月就要做這次試飛,結(jié)果又是惡劣天氣又是設(shè)備故障,硬生生拖到了7月才成行。日方的目標(biāo)是把發(fā)射成本壓縮到H3火箭的十分之一,可就目前的進(jìn)度看,離這個(gè)目標(biāo)還有相當(dāng)長的路要走。
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業(yè)內(nèi)把這種低空垂直起降試驗(yàn)叫“螞蚱跳”,說白了就是剛?cè)腴T的基礎(chǔ)驗(yàn)證,和咱們這次完成的軌道級火箭回收,根本不在一個(gè)技術(shù)量級。咱們的長征十號乙一子級,是從海拔100公里以上的太空返回,速度從好幾千米每秒降到零,整個(gè)過程只用了不到6分鐘。這不到6分鐘里,要完成空中調(diào)頭、減速剎車、精準(zhǔn)對準(zhǔn)海上平臺一系列高難度動作,制導(dǎo)控制精度能達(dá)到米級。
一個(gè)是先送衛(wèi)星入軌,再讓一級從太空返回完成完整回收流程的實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證,一個(gè)是在地面蹦一下的原理演示,放一塊比高下很明顯。咱們用的捕獲網(wǎng),是高強(qiáng)度芳綸纖維編織的,能承受幾十噸的沖擊載荷,還自帶緩沖吸能的效果,能保證箭體落地的時(shí)候一點(diǎn)傷都沒有。這套方案還放寬了捕獲窗口,實(shí)用性比傳統(tǒng)方案強(qiáng)太多。
咱們現(xiàn)在已經(jīng)計(jì)劃好了,今年年底就要把這次回收回來的一子級火箭,拿來做復(fù)用飛行試驗(yàn)。后續(xù)還會持續(xù)進(jìn)行多次軌道級回收驗(yàn)證,慢慢攢夠可重復(fù)使用火箭的經(jīng)驗(yàn),給未來百噸級可重復(fù)使用運(yùn)載火箭的研制打基礎(chǔ)。中國航天已經(jīng)實(shí)實(shí)在在邁入了火箭回收的實(shí)用化時(shí)代,日本的RV-X才剛剛完成第一步蹦跶。
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航天發(fā)射的競爭,從來都是靠實(shí)實(shí)在在的軌道級能力說話,不是靠一次低空試跳就能蹭到熱點(diǎn)提升水平的。不管是技術(shù)積淀還是工程規(guī)模,或是已經(jīng)拿出來的實(shí)際成果,兩邊的差距都擺在這里。未來可重復(fù)使用航天的賽道,咱們已經(jīng)穩(wěn)穩(wěn)走在了第一梯隊(duì)。
參考資料:環(huán)球時(shí)報(bào) 日本11米火箭試驗(yàn)難比中國軌道級海上火箭回收
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