中國在可回收火箭領(lǐng)域取得歷史性突破。
長征十號乙運載火箭在海南商業(yè)航天發(fā)射場發(fā)射升空,將衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道。一二級分離約6分鐘后,一子級垂直返回,在海上回收平臺"領(lǐng)航者"號通過網(wǎng)系捕獲方式成功回收。
這是中國首次實現(xiàn)運載火箭一子級可控回收,也是全球首次運用網(wǎng)系回收技術(shù),標(biāo)志著中國可重復(fù)使用火箭技術(shù)取得實質(zhì)性突破。
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關(guān)鍵一躍
長征十號乙由中國航天科技集團所屬中國運載火箭技術(shù)研究院抓總研制。此次首飛的核心看點,不在于成功入軌,而在于一子級的成功回收。
從技術(shù)路徑看,長征十號乙走出了一條與SpaceX不同的道路。SpaceX獵鷹9號采用著陸腿垂直著陸方式,而長征十號乙采用的是中國自主研發(fā)的"海上網(wǎng)系回收"技術(shù),即通過海上平臺的網(wǎng)系捕獲實現(xiàn)回收。
這一獨特路線的成功驗證,意味著中國在可重復(fù)使用領(lǐng)域并非簡單跟隨,而是形成了自主技術(shù)體系。
從性能參數(shù)看,該型火箭的直徑達5米,采用兩級串聯(lián)構(gòu)型,芯一級沿用長征十號甲運載火箭一子級狀態(tài),采用液氧煤油推進劑,芯二級采用液氧甲烷推進劑,全箭起飛推力約890噸,起飛重量約760噸,首飛箭全箭長度約63米。
在重復(fù)使用狀態(tài)下,其近地軌道運載能力為16噸,與SpaceX獵鷹9號處于同一運力區(qū)間,可滿足低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座部署、大型商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射等各類任務(wù)需求。
研制團隊預(yù)計將在2026年底前完成一子級的復(fù)用飛行。
全球首創(chuàng)海上網(wǎng)系回收
與SpaceX獵鷹9號的著陸腿垂直回收方案不同的是,此次長征十號乙采用的是中國首創(chuàng)的海上網(wǎng)系回收技術(shù)。
長征十號乙一子級取消了著陸腿,改為加裝掛鉤裝置。
火箭減速降落時,部署于預(yù)定海域的回收船"領(lǐng)航者"號展開"井字"型柔性網(wǎng)系,由掛鉤與網(wǎng)系配合完成捕獲與緩沖著陸。箭體能夠精準(zhǔn)穿過船載回收塔架54米×54米的"天窗",到達著陸區(qū)域。
本次首飛成功驗證了一系列關(guān)鍵核心技術(shù),包括基于隔板貯箱的推進劑管理技術(shù)、發(fā)動機多次啟動和高空點火、復(fù)雜力熱環(huán)境適應(yīng)性、高精度導(dǎo)航控制,以及海上平臺網(wǎng)系捕獲回收等多項一子級重復(fù)使用核心技術(shù)。
據(jù)界面新聞援引一位業(yè)內(nèi)人士分析,網(wǎng)系回收的最主要優(yōu)勢在于可靠性及增加火箭運力。由于火箭入網(wǎng)時大部分動能和勢能均被船載緩沖機構(gòu)吸收,大幅降低了對箭上緩沖結(jié)構(gòu)的要求,也能較好解決落點偏差問題。
此外,在海上回收的核心優(yōu)勢在于“能量最省、運載能力損失最小”。
星際榮耀聯(lián)合創(chuàng)始人何光輝對上海證券報表示,“簡單來說,就是火箭一子級返回飛行時無需刻意變軌、調(diào)整姿態(tài)去對準(zhǔn)陸地回收場,回收船可根據(jù)火箭飛行軌跡提前布置在預(yù)定著陸點。”
這樣一來,火箭一級返回的能耗降至最低,也就能把更多能量留給有效載荷,直接提升實際運載能力。
同時,海上回收具有更高的安全性。
業(yè)內(nèi)人士表示,陸地回收場周邊難免涉及地面基礎(chǔ)設(shè)施、人員活動區(qū)域,而海上回收的落點基本位于開闊海域,形成了天然的安全隔離。特別是未來隨著規(guī)模化發(fā)射回收的密度越來越大,安全風(fēng)險將放大,一旦發(fā)生回收事故,就可能造成災(zāi)難性的后果,并對行業(yè)也造成較大傷害。
經(jīng)濟效益明顯
東吳證券指出,火箭的發(fā)射成本、運力、發(fā)射頻次是商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)第一性約束。火箭是打通低軌星座規(guī)模化組網(wǎng)的前置質(zhì)變環(huán)節(jié),發(fā)射成本、運力、發(fā)射頻次三大指標(biāo)決定衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)放量節(jié)奏;只有可回收大運力火箭完成工程驗證、實現(xiàn)高頻次航班化發(fā)射,數(shù)萬顆級低軌衛(wèi)星制造、組網(wǎng)、運營的全鏈條需求才會真正釋放。
參考SpaceX獵鷹9號通過一級回收復(fù)用已將發(fā)射成本降至約2000多美元/kg,較傳統(tǒng)一次性火箭至少下降約40-50%,從而帶動了SpaceX的高頻次的火箭和衛(wèi)星發(fā)射。
據(jù)界面新聞援引業(yè)內(nèi)人士測算,即便考慮維修和維護成本,火箭復(fù)用不到5次即可在成本上體現(xiàn)明顯優(yōu)勢。復(fù)用次數(shù)達到10次以上,單次發(fā)射成本有望降低約80%。
市場需求端同樣龐大。目前千帆星座三期終態(tài)規(guī)劃超過1.5萬顆衛(wèi)星,GW星座規(guī)劃約1.3萬顆,兩大星座合計約2.8萬顆衛(wèi)星,若以每箭搭載20顆計算,仍需約1400次發(fā)射任務(wù)。可回收技術(shù)帶來的運力釋放,將為上述萬顆級低軌星座的批量組網(wǎng)提供堅實保障。
多個環(huán)節(jié)受益
火箭制造是可回收技術(shù)落地后最直接、確定性最高的先受益環(huán)節(jié),其核心邏輯在于商業(yè)模式從"整機一次性銷售"轉(zhuǎn)向"耗材復(fù)購"。
從動力系統(tǒng)看,發(fā)動機占單枚火箭成本50%以上,液氧甲烷已成為新一代可回收火箭的優(yōu)選推進劑路徑,帶動高端材料放量,其中不少屬回收后需定期更換的耗材,復(fù)購屬性突出。
從箭體環(huán)節(jié)看,碳纖維復(fù)合材料、鈦合金等輕量化金屬可降低自重、提升運載能力,精密鍛造結(jié)構(gòu)件、緊固件屬全箭通用配件,發(fā)射頻次越高、訂單彈性越大。
值得關(guān)注的是,熱防護系統(tǒng)是可回收路線獨有的新增賽道。一子級返回穿越大氣層時表面溫度極高,熱防護涂層、碳碳復(fù)合材料每次回收后大面積損耗,構(gòu)成持續(xù)性增量需求。
此外,金屬3D打印等先進制造工藝、專用傳感與測控芯片,也將隨復(fù)用次數(shù)放大而受益。
中游衛(wèi)星制造是運力釋放后的直接受益者。
運力瓶頸一旦解除,衛(wèi)星組網(wǎng)將迎來快速增長,低成本、高頻次發(fā)射為低軌星座規(guī)模化部署提供運力保障,有望打破長期以來"衛(wèi)星等火箭"的局面。
從載荷環(huán)節(jié)看,星載天線、相控陣T/R芯片、抗輻照芯片、星載光模塊等宇航級元器件彈性較大。
華泰證券預(yù)計,2026—2028年衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)復(fù)合增速將超過30%。
地面設(shè)備與運營服務(wù)則同時構(gòu)成新增需求與長期成長天花板。
可回收火箭催生了此前一次性發(fā)射模式下不存在的新需求:海上回收平臺、捕獲裝置、指揮測控船等專用設(shè)備需求將隨發(fā)射頻次提升而增長;低軌巨型星座建設(shè)也需大規(guī)模鋪設(shè)地面關(guān)口站、接收天線及測控基站。
下游作為商業(yè)化變現(xiàn)出口,隨著衛(wèi)星批量入軌,在軌測控運維、軌道維護等服務(wù)需求將持續(xù)釋放,衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信可覆蓋農(nóng)業(yè)、城市治理、遠(yuǎn)洋通信等多元場景,現(xiàn)金流相對穩(wěn)定。
此外,液氧甲烷路線的普及也帶動液氧、甲烷儲運配套設(shè)備同步擴容,構(gòu)成一條容易被忽視但確定性較強的增量支線。
需要強調(diào)的是,本次任務(wù)實現(xiàn)的是"回收成功",從"回收"到"復(fù)用"、再到"規(guī)模化航班化",仍需后續(xù)飛行數(shù)據(jù)檢驗,行業(yè)亦面臨技術(shù)落地不及預(yù)期、星座組網(wǎng)進度及商業(yè)化兌現(xiàn)等多重不確定性。
真正的價值兌現(xiàn),仍以后續(xù)復(fù)用飛行的穩(wěn)定性與成本下降的實際落地為最終檢驗標(biāo)準(zhǔn)。
文章部分內(nèi)容參考:央視新聞、上海證券報、界面、東吳證券、國信證券
