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當地時間7月11日,就在中國完成人類首次火箭一子級“網系回收”壯舉之后,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA,以下簡稱日本宇航機構)在秋田縣完成了首次復用火箭飛行器驗證測試,代號“RV-X”的實驗飛行器在低空垂直起降驗證中取得了首次成功案例。
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善于“帶節奏、別苗頭”的日本媒體迅速對這次技術驗證進行了深度報道,有意無意將其與中國火箭回收任務進行對比聯系。但令日本媒體尷尬的是,“RV-X”驗證活動的技術層次實在不夠看,“RV-X”火箭垂直上升至約11米高度,懸停后在水平方向進行了大約16米的橫向移動,最終以直立姿態成功著陸。
我們看到,“RV-X”整個飛行過程持續了約40秒,這個飛行狀態在業內通常被視為最基本的“蹦跳測試”或“蚱蜢測試”。從測試驗證流程的本質來講,日方此次實驗就是為驗證火箭最基本的制導控制和定點著陸技術,成功實現從起飛、懸停到著陸的完整流程,進而為高空亞軌道測試進行基礎準備。
那么晚,11米的飛行高度是個什么概念呢?拿這次長征十號乙火箭回收的一子級來舉例,該火箭大概在海拔100公里飛行高度進行了垂直返回動作,在距離發射場大約300多公里的海上回收平臺,成功完成了一子級海上回收作業,因此,兩者之間毫無可比性。
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值得注意的是,今年5月14日,在廣東省陽江市海陵島,由中山大學團隊自主研發的“逸仙3號”面對稱復用液體火箭樣機成功完成了火箭懸停、機動以及精準回收技術。
“逸仙3號”飛行時長大約30秒鐘,與日本的“RV-X”驗證活動40多秒相差不大,兩個驗證飛行器的尺寸大小也非常接近,所以我們有理由祝賀日本宇航機構終于趕上我國高校的實驗水平。
當然,日本宇航開發機構還在摸索一子級回收技術的時候,中山大學團隊“逸仙3號”的科研目標則難度更大,他們瞄準的是當今最先進的“二子級”復用技術,兩者在研究兩者在研究方向上有著本質性區別。
從實驗意義上來說,“RV-X”實驗項目實際上是一次“從0到1”的起步過程,對相當于模擬火箭一子級的小型實驗裝置進行了原理測試,這個飛行器的主要目的是驗證火箭的飛行控制系統和定點著陸技術,為后續更復雜的測試積累數據。
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也就是說,從當前各國航天機構和私人航天企業的復用技術驗證流程來說,JAXA的“RV-X”還處于非常初級的原理驗證階段,距離實用還有很長的路要走。
分析人士指出,火箭回收技術的驗證流程,通常會遵循一個從簡到繁、從地面到天空、從低空到入軌的階梯式路徑。日本的“RV-X”實驗機目前剛剛完成這個階梯的最初步驗證,其技術階段大致相當于“低空垂直起降原理驗證”的起步環節。
正常的情況下,一項成熟的火箭回收技術,其驗證流程通常可以分為以下幾個核心階段:
第一、包括對發動機進行長程試車、深度變推力能力測試,以及箭上飛行控制、導航等系統的系留點火試驗,確保核心部件在極限工況下的可靠性。
第二、使用縮比或全尺寸的驗證飛行器,進行低空(數米至數百米)的起飛、懸停、平移和著陸測試。核心目標是驗證飛行控制算法和定點軟著陸技術,是“從0到1”的關鍵一步,日本這次“RV-X”實驗就是這個階段的早期狀態。
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第三是最關鍵的高空亞軌道驗證,這一步會將火箭一子級或大型驗證飛行器送到數十乃至上百公里的高空,模擬從高空再入返回的過程。這個階段會全面驗證高超音速氣動減速(如柵格舵控制)、動力減速以及高空制導等一系列復雜技術。
最后,就是進行全任務入軌回收測試,這個階段堪稱終極“大考”。在真實的入軌發射任務中,對一子級進行全程回收。這要求一子級在完成助推飛行目標后,精準完成滑行階段、再入階段、動力減速階段和著陸階段等全部流程。中國的長征十號乙便是此階段的成功范例。
值得注意的是,即便這個極為普通的驗證實驗還遠遠稱不上重大突破。但卻在日本國內引發熱烈的輿論反響,不明覺厲的日本民眾紛紛點贊祝賀,而深諳“大內宣”技法的日本媒體更是在背后推波助瀾,給外界留下一個日本“也可以做到”的媒體錯覺。
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分析人士指出,“RV-X”的測試在時間上緊隨中國長征十號乙火箭的成功回收。雖然JAXA的測試計劃此前因天氣和設備問題已多次推遲,但這一時間點難免引發聯想。有分析認為,這可能是日本宇航機構在感受到中國航天快速進步的壓力后,急于展示自身進展的一種表現。
而外界之所以對“RV-X”測試的評價“異常謹慎”,主要是因為它與中國的技術差距被直觀地放大。
中國的成功展示了成熟的大型火箭回收能力,而日本的測試仍停留在原理驗證階段。因此,這次驗證實驗更像是一次象征性的“宣告”,宣告日本終于登上了全球復用火箭競賽的賽場,但比賽的號角才剛剛吹響。
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