近期,CZ-10B一級火箭憑借“網系回收”技術成功實現回收,這一消息在國際航天領域引發了廣泛關注,熱度持續攀升。
不少國外航天愛好者迅速翻出歐空局委托阿麗亞娜集團開發的THEMIS火箭回收規劃,其設計圖顯示,原計劃于2025年采用“網系回收”方式在海上回收一級火箭。
然而時至今日,歐空局的THEMIS火箭一級尚未完成“跳躍飛行”測試。
這一情況讓部分人調侃,仿佛上演了一出“歐洲繪制藍圖,中國負責實現”的戲碼。
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但經過深入探究,我們會發現事實并非如此簡單,這更像是一場因歐洲網友誤解而引發、不明真相網友跟風狂歡的“烏龍劇”。
那么,中國真的抄襲了歐洲的創意嗎?答案遠超眾人想象。
7月10日,CZ-10B一級火箭“網系回收”成功,著實令人振奮。
中國“網系回收”技術的研發歷程可謂緊湊而高效。
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自2024年9月啟動以來,歷經方案設計、多輪地面與系留試驗,以及對“領航者”回收船進行設計改造,僅用一年多時間就完成了這項全球獨有的全新回收技術全流程。
2026年2月,長征十號系列完成低空海上演示試驗,首次在真實海面驗證船箭協同,當時并未嘗試著陸,而是直接落入海中。
令人驚嘆的是,時隔不到半年,7月10日的首次著陸嘗試便一舉成功。
全球頂尖的火箭回收技術,在不到兩年時間里被中國攻克,而且還是全球獨創,這無疑是一部精彩的航天“傳奇”。
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但這場“傳奇”并未就此落幕。
7月10日深夜,X平臺上的太空探索媒體@XploraSpace發布的一條推文,再次引發軒然大波。
早在2020年,阿麗亞娜集團為歐空局制定了THEMIS的發展路線圖,計劃在2025年通過網系鋼纜在海上平臺進行捕獲。
然而,如今THEMIS仍未完成首次躍進。
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其配圖展示了“網系回收”的多個關鍵要素:井字桁架、鋼纜系留、火箭以及海上回收場景,與CZ-10B的回收場景高度相似。
配文更是充滿戲劇性,指出原創的THEMIS路線圖中的火箭歷經6年仍未完成首次起飛,而中國不到兩年規劃的“網系回收”卻首次嘗試就成功回收。
許多社交媒體大V看到后紛紛撰文,認為這項回收技術是歐洲設計構想的,卻被中國實現,還提及著名歐洲探索太空機構XploraSpace給出了當時的設計圖紙,甚至調侃歐洲效率低下。
盡管這些內容讀起來讓人感覺暢快,但作者似乎默認了中國“剽竊”了歐洲的設計構想。
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事實真的如此嗎?讓我們從這張圖片入手,抽絲剝繭還原事件真相。
THEMIS是歐空局主導、阿麗亞娜集團總承包的歐洲首款全尺寸可回收一子級驗證火箭。
2020年正式立項,旨在為下一代阿麗亞娜Next火箭驗證垂直回收全套技術。
該火箭箭體高28米、直徑3.5米,采用液氧甲烷推進方案,搭載可多次重啟、推力可調的普羅米修斯發動機,配備柵格舵與四支著陸腿實現垂直起降回收。
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其使用可展開支腿設計,與獵鷹九火箭的回收設計相似,但進度極為緩慢。
自2020年啟動至今,最新動態是2025年12月19日首臺試驗箭T1H運抵瑞典埃斯蘭奇發射場開展低空跳躍試飛,之后便再無新消息公布。
那張疑似“網系回收”的路線圖發布于2020年。
我們查閱歐空局及相關報道THEMIS的網頁發現,2020 - 2021年間大量報道都附有這張路線圖,說明@XploraSpace發布的圖片真實可靠,并非AI處理結果。
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也就是說,圖中2025年的“網系回收”路線圖是真實的,從圖示來看,歐洲在2020年確實有此打算。
但奇怪的是,在所有相關報道中,均只描述THEMIS如何用可展開支腿著陸,未提及“網系回收”。
歐空局網站描述其設計目標是能夠完成發射、垂直著陸并再次執行任務;阿麗亞娜官網則提到著陸腿完成了首次展開測試。
從理論上講,有著陸腿的火箭無需“網系回收”,否則著陸腿就失去作用。
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在所有相關文件中,所有測試都只提及著陸腿,未提及著陸桁架的作用。
推測桁架的作用是,火箭依靠自身支腿硬著陸到海上平臺后,桁架鎖住箭體,抵御船舶晃動,全程不接觸下落中的火箭,無柔性纜繩、緩沖滑車,也沒有空中捕獲流程,屬于配套輔助工裝,并非回收核心裝置。
實際上,阿麗亞娜設計這個防傾倒桁架是可行的。
SpaceX在2019年就出現過回收成功,但在返航途中因風浪太大導致火箭傾覆的情況。
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所以,阿麗亞娜的這一設計初衷是維持火箭穩定,而非用于“主動”火箭回收。
雖然阿麗亞娜有過接近“網系回收”的設計,但系統復雜度會大幅提升,我們不確定他們是否有將其應用于“主動”回收的考慮。
關于“網系回收”的原創性問題,其實早在2019年,北大核心期刊《力學與實踐》上就發表了清華航天的寶音賀西、葉立軍以及上海航天控制所的劉付成合作的論文《基于拉網主動控制的運載火箭回收策略》。
該論文完整提出主動柔性拉網捕獲回收總體思路,建立動力學模型、繩索緩沖控制策略,是國內第一篇系統論證“無著陸腿、空中纜繩捕獲火箭”的專業學術論文,理論框架與后來工程化的網系回收路線完全匹配。
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后續在2022年,航天一院與哈工大聯合發表論文,補充海上平臺桁架、艦箭協同導航、縮比試驗仿真數據,側重工程實現;2024 - 2025年,大量學位論文、航天會議論文圍繞長征十號預研,細化阻尼緩沖、掛鉤結構、海況適應性仿真等。
此外,中國運載火箭技術研究院在2023年7月31日申請的專利“一種運載火箭一子級海上網系捕獲回收系統”,是長征十號乙實裝的整套核心方案,包括箭體掛鉤、海上44m×44m桁架、多組伺服緩沖阻攔索、動態張力控制系統,是工程落地主專利。
由此可見,中國在“網系回收”上擁有完整的知識產權,且時間早于阿麗亞娜提出的2020年。
歐洲的這套裝置并非主回收裝置,而是支撐裝置,他們守著潛在的技術方向卻未深入開發。
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目前主流有三種火箭回收技術。
第一種是獵鷹九號的可展開支腿著陸方式,已成功回收610多次,是三種方式中最成熟、回收次數最多的,重型獵鷹和藍色起源的新格倫火箭也采用此方式。
第二種是通過機械臂直接在發射塔上捕獲,如星艦回收,被戲稱為“用筷子夾住”,測試4次成功3次,另有1次火箭未返回。
第三種是中國獨創的“網系回收”方式,一級火箭以穩定姿態返回“領航者”號船上的巨型回收桁架內(也可在陸地返回),回收鋼纜迅速定位,火箭熄火掛鉤抓住四條鋼纜,柔性鋼纜承受數十噸重的箭體沖擊,目前僅成功回收一次。
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這三種回收方式的關鍵都在于火箭和著陸系統,測控也必不可少。
對火箭和測控要求相同,區別在于火箭返回著陸精度。
獵鷹九號返回精度要求不高,落在著陸區即可;“網系回收”方式返回精度要求也不高,落在64x64米范圍內即可;機械臂直接在發射塔上捕獲要求最高,范圍應在米級精度,且一旦返回失敗墜毀在發射塔架上,后果嚴重,返回的火箭需檢修后才能再次發射。
2019年重型獵鷹芯級火箭海上平臺著陸后返航傾覆,表明可展開支腿著陸方式容錯度不足。
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“網系回收”容錯度最高,只要掛住網基本就成功,但著陸系統難度最大。
不過,高難度帶來的是高回報,每次發射可能有千萬級收益。
“網系回收”的關鍵子系統之一是船舶,“領航者號”滿載排水量2.5萬噸,船長144米、寬50米,搭載DP2高精度動力定位系統,能抵御風浪海流,4米浪高下定位誤差控制在0.5米內,屬于DP2動力定位系統下的頂尖高精度作業級別,全球能建造的國家僅6個。
除動力定位外,甲板需架設67米高巨型桁架,布設44x44米的井字形高強度阻攔網,配套液壓阻尼緩沖、防火防護全套設備。
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返回過程中,艦上導航定位系統和船上網系控制裝置實現毫米級數據互聯。
火箭一級垂降到網系上空時預先展開掛鎖機構,控制好下降速度和高度、調整好姿態,下方多條繩索配合調整方向和控制收攏節奏,兩邊上下聯動,火箭掛鎖與纜繩接觸掛住,滑車同步卸力緩沖。
雖然“網系回收”造價不菲,但收益顯著。
獵鷹九號的四條著陸腿會增加超2噸死重,占一級火箭總重量約10%。
按齊奧爾科夫斯基火箭簡化模型計算,一級減重10%,入軌有效載荷能提升約11.1%,使用“網系回收”去掉可展開支腿,載荷可提升2噸以上。
按近地軌道8000美元/公斤計算,增加的載荷總價值約1600萬美元。
當然,中國并非只押注“網系回收”一種方式。
獵鷹九號的可展開支腿回收方式也在發展,是國內民營航天的主流路線,朱雀三號、星云一號等采用;發射塔機械臂空中捕獲也在嘗試,國內宇石空間完成百噸級捕獲臂全尺寸地面驗證,對標星艦筷子方案。
作為大國,中國在航天領域多管齊下,只要有一條路走通就是成功。
中國完整的工業體系正是如此形成的,某個領域的突破可能成為另一個領域的跨界應用,就像“網系回收”中的鋼纜與航母掛艦載機的攔阻索、火箭上的掛鉤與艦載機降落的尾勾,都實現了巧妙的應用轉化。
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