在全球航天競爭的賽道上,每一次突破性進展都會牽動各方神經(jīng)。就在7月10日,中國以一場教科書級的火箭回收試驗向世界宣告:我們在可重復使用運載技術領域,又邁出了關鍵一步。然而讓人始料未及的是,僅僅隔了不到24小時,日本方面便緊鑼密鼓地跟進了一場所謂的"火箭回收測試"。
可當現(xiàn)場視頻曝光后,不少業(yè)內(nèi)人士和航天愛好者都忍不住笑出了聲。這場被外界戲稱為"跟風式表演"的試驗,究竟暴露出日本航天怎樣的真實家底?今天我們就來掰開了、揉碎了,好好聊一聊這件事。
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7月10日當天,海南商用航天發(fā)射場上演了一幕令人振奮的畫面。長征十號乙運載火箭在烈焰轟鳴中騰空而起,一子級在完成既定任務后,精準地降落在專用回收船"領航者"號的巨型攔阻索系統(tǒng)中。這不僅僅是中國首次實現(xiàn)入軌級火箭一子級的海上可控回收,更是全球范圍內(nèi)第一次將鋼絲網(wǎng)捕獲路線付諸實踐并取得成功。要知道,這種技術路徑在世界航天史上是前所未有的,它標志著中國在可重復使用運載器研發(fā)上,走出了一條完全獨立的創(chuàng)新之路。
說到這里,就不得不提一下大家耳熟能詳?shù)鸟R斯克"筷子夾火箭"方案。中國此次采用的攔阻索回收系統(tǒng)與之相比,各有千秋。攔阻索方案的短板在于單次應用成本偏高,短期內(nèi)想要實現(xiàn)高頻次的快速重復使用確實存在難度。但它的優(yōu)勢同樣明顯——對火箭重量和飛行偏差的容忍度更大,安全冗余更充足。說到底,這兩條技術路線并不存在誰高誰低的問題,本質(zhì)上是不同國家根據(jù)自身需求和工業(yè)基礎所做的戰(zhàn)略選擇。
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中國這邊的試驗剛剛傳來捷報,日本的反應速度可以說相當迅速。7月11日一早,日本方面便迫不及待地啟動了代號為"RV-X"的回收試驗項目。從公開的現(xiàn)場影像來看,一枚體積小巧、外形敦實的推進器在點火后噴射出大量白色煙霧,在推力作用下緩慢爬升至大約十米的高度。隨后它在空中短暫懸停,按照預設程序逐步回收動能,最終穩(wěn)穩(wěn)降落回原來的發(fā)射臺位置。日本官方隨即對外宣布:試驗圓滿成功。
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從日方的宣傳口徑來看,似乎在傳遞一種"中國能做到的,我們同樣可以"的信號。但客觀地說,把這兩次試驗放在一起比較,實在是有些牽強。中國那套系統(tǒng)能夠回收重達十幾噸的一級火箭,尤其是入網(wǎng)捕獲技術屬于全球首創(chuàng)、獨此一家。而日本這套RV-X系統(tǒng),往好聽了說是一臺小型垂直起降驗證樣機,往實際了講,它連真正意義上的運載火箭都夠不上。據(jù)了解,這套系統(tǒng)由三菱重工從2016年就開始著手研發(fā),原本計劃今年3月進行首飛測試,結(jié)果不是設備出了故障,就是碰上惡劣天氣,前前后后折騰了四個多月,直到7月11日才勉強完成首次試飛。
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從技術參數(shù)上看,RV-X的整體長度約7.3米,直徑1.8米,底部安裝了四條著陸支架,整備質(zhì)量大致相當于一艘大型載人飛船的返回艙。這種體量的飛行器,既不具備發(fā)射衛(wèi)星的能力,也無法承擔貨物運輸任務。更值得一提的是,11日當天的所謂"試驗",火箭僅僅離地十米,隨后橫向移動了大約十五米便落地,整個飛行過程不到三十秒。在業(yè)內(nèi),這種程度的測試有一個非常形象的叫法——"螞蚱跳試驗"。說白了,日本進行的這次測試,嚴格來講不過是一次懸停著陸的初級驗證,跟中國乃至美國正在推進的火箭回收工程,根本不在同一個量級上。
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盡管如此,日本在后續(xù)規(guī)劃中還是畫了一張不小的藍圖。按照他們的路線圖,接下來要把飛行高度逐步提升到一百米,然后循序漸進地推進。最終目標是在2030年前后研發(fā)出真正可重復使用的正式運載火箭,屆時將用于替代目前服役的H3運載火箭。圍繞火箭回收這一核心領域,日本目前制定了三條并行的發(fā)展路徑。
第一條路,是對標美國SpaceX的獵鷹九號模式,也就是利用發(fā)射塔進行火箭的垂直回收再利用。所以日本的RV-X才采用了四條支腿的硬著陸方案。但問題在于,日本現(xiàn)有的H3氫氧火箭自重偏大,發(fā)動機在高空環(huán)境下實現(xiàn)二次點火重啟的技術難度極高,再加上美國方面對核心技術封鎖得相當嚴密,日本想在這條路上取得突破,保守估計至少還需要五到八年時間才能邁過技術門檻。
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第二條路,是學習中國的海上網(wǎng)捕回收方案,直接對標長征系列火箭的回收技術。據(jù)了解,日本已經(jīng)針對中國這套方案開展了長期的調(diào)研和評估,意圖將其納入下一代中型火箭的備選技術方案。但同樣的問題擺在眼前——核心技術并未掌握在自己手中。除非中國主動向日本開放相關技術壁壘,否則無論是從研發(fā)成本還是從技術積累的角度來看,日本在短期內(nèi)都很難實現(xiàn)突破。
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第三條路,則是技術門檻相對較低的降落傘回收方案。這種方式的好處在于日本具備快速上馬的條件,不需要太長的研發(fā)周期。但降落傘回收對火箭整備質(zhì)量有著嚴格限制,尤其是火箭落入海面后的打撈和維護問題非常棘手。因此在日本的整體規(guī)劃中,這條路線充其量只能充當一個兜底的備用選項,絕不可能成為主攻方向。
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綜合來看,從日本當下的技術儲備和三條發(fā)展路徑的規(guī)劃來分析,與中美兩國在火箭回收領域的實際進展相比,日本大概存在十年左右的差距。在這十年的窗口期內(nèi),除非中美任何一方出現(xiàn)重大的技術外溢或者政策松動,否則日本想要實現(xiàn)所謂的彎道超車,幾乎是不可能完成的任務。航天從來不是一場短跑,它考驗的是一個國家長期的工業(yè)積淀、系統(tǒng)的技術攻關和持續(xù)的資金投入。
跟風容易,真正追上來,才是最難的那一步。
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