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一问到底|朱雀三号遥一运载火箭首飞成功入轨,我们离SpaceX还有多远?

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央视新闻消息,12月3日,朱雀三号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,按程序完成了飞行任务,火箭二级进入预定轨道。此次任务同时开展了火箭一级回收验证,但过程中发生异常燃烧,未实现在回收场坪的软着陆,回收试验失败,具体原因正在进一步分析排查。作为中国商业航天首次进行的可重复使用火箭轨道级发射验证,这次任务底是成功还是失败?本次发射有何意义?我们离SpaceX还有多远?上游新闻根据公开报道进行了梳理。

1问

发射成功还是失败?

成功入轨,回收失败

朱雀三号遥一运载火箭采用单芯级两级串联构型,一二级箭体直径4.5米,整流罩直径5.2米,全箭长66.1米,起飞质量约560吨,起飞推力7542千牛。动力系统基于蓝箭航天自主研制的天鹊系列液氧甲烷发动机,一级采用九台天鹊12A发动机并联;二级采用一台天鹊15A真空型发动机。朱雀三号一子级在级间分离后可进行垂直返回软着陆,设计重复使用次数不低于20次,成熟后航区回收状态下近地轨道运载能力不低于18吨,具备互联网星座一箭多星部署能力,将为国家重大航天工程及卫星互联网发射组网提供强有力的运力支撑。


朱雀三号遥一运载火箭发射。蓝箭航天供图

12月3日,朱雀三号遥一运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,按程序完成了飞行任务,火箭二级进入预定轨道。此次任务同时开展了火箭一级回收验证,但过程中发生异常燃烧,未实现在回收场坪的软着陆,回收试验失败。据央视新闻报道,本次任务虽未实现预定火箭一级回收目标,但检验了朱雀三号运载火箭测试、发射和飞行全过程方案的正确性、合理性,各系统接口的匹配性,获取了火箭真实飞行状态下的关键工程数据,为后续发射服务、子级可靠回收可重复使用奠定了重要基础。据悉,研制团队将尽快开展本次试验过程的全面复盘与技术归零,全力查明故障原因,持续优化回收方案,在后续任务中继续推进可重复使用验证。

2问

本次发射有何意义?

向“太空货运班车”模式转型

对蓝箭航天来说,本次发射主要取得了五项技术突破。

一是在国内首次实现了全新总体布局的重复使用液氧甲烷运载火箭入轨飞行,突破了动力、气动、飞控、结构等多专业耦合设计关键技术,可有效降低返回过程中的推进剂消耗量,提升重复使用模式下的运载能力。

二是在国内首次实现九机并联液氧甲烷动力系统的集成应用,突破了大流量推进剂稳定可靠输送技术,满足了全任务复杂剖面下发动机多次起动、深度变推需求。


朱雀三号遥一运载火箭飞行试验任务时序图。蓝箭航天供图

三是在国内首创全新的高强度不锈钢/高性能激光焊接贮箱制造材料和工艺体系,使生产周期缩短了40%。

四是在国内首次实现入轨级重复使用运载火箭高精度返回导航、制导与控制技术的飞行验证。

五是在国内首次实现重复使用运载火箭混合冗余分布式综合电子集成设计与应用,构建了面向服务的集控制、测量、健康管理于一体的开放式系统。

此外,浙江在线介绍,朱雀三号是我国首款不锈钢液氧甲烷的可重复使用重型火箭。“不锈钢”便宜、结实、耐造,是搞“重复使用”的理想材料,而“液氧甲烷”这种燃料,燃烧干净、成本低,被看作是未来太空航行的“标准汽油”。把这些特点组合在一起,目标就一个:降低成本,实现航班化发射。朱雀三号要做的,就是突破极限,找到性价比最高的发射模式。“这意味着我们中国商业航天,终于不再是放‘二踢脚’,而是开始正经建‘太空货运班车’了。”

3问

低成本可重复使⽤有多重要?

为应对前所未有的运力挑战

潮新闻介绍,低轨卫星互联网因其高带宽、广覆盖的优势,以及高经济附加值,已在全球掀起建设热潮。美国SpaceX的星链便是该领域“领头羊”。截至10月,星链卫星发射总数超10000颗,在轨运行超8600颗,用户总数超600万,实现70多亿美元的收入。而星链卫星基本都由高度成熟的可复用火箭——猎鹰九号发射。

据2022年的研究结果,一枚猎鹰九号造价约5000万美元,在可重复使用时,单次发射边际成本大约1500万美元。其中,包括一次性消耗掉的1000万美元的二级火箭,还有约460万美元的发射测控、维修等费用,以及补充一次推进剂所需的40万美元,而猎鹰九号对外商业发射报价约为5000万美元,可见其利润空间之大。


朱雀三号遥一运载火箭发射。蓝箭航天供图

⽬前,我国已发布商业卫星星座计划达65项,向国际电信联盟(ITU)申报的低轨卫星总规模达8万颗。其中,国网星座(12992颗,总质量7700吨)与千帆星座(15000颗,总质量4500吨)两大国家战略级星座,将在2024-2035年间分阶段部署近28000颗卫星,未来7-10年需700-800枚单发运⼒不低于18吨的运载⽕箭。

⽇趋严峻的国际竞争格局,对我国⽕箭总运力提出了前所未有的挑战,发展⾼效率、低成本的重复使⽤运载火箭技术成为当务之急。

4问

我们离SpaceX还有多远?

存在差距,未来可期

虽然朱雀三号遥一运载火箭本次一级回收试验失败,但美国太空探索技术公司(SpaceX)创始人兼首席执行官埃隆·马斯克对中国航天技术的评价却颇高。

据环球时报此前援引美国财经消息网站Benzinga10月26日报道称,埃隆·马斯克曾称赞中国航天技术“比大多数人意识到的要先进得多”,而他提到蓝箭航天在2023年实现了液氧甲烷运载火箭的成功发射,这一里程碑早于SpaceX的“星舰”。

10月18日至20日,蓝箭航天朱雀三号遥一运载火箭完成首飞任务第一阶段的加注合练及静态点火试验,在评论相关消息时,马斯克提到了另外两款中国研制的可重复使用运载火箭:中国航天科技集团的长征十二号甲和北京天兵科技有限公司的天龙三号。马斯克写道:“还有20多家火箭公司正在建设发射场!”


2023年2月25日在肯尼迪航天中心拍摄的猎鹰九号火箭。新华社

据每日经济新闻援引方正证券统计称,除蓝箭航天外,目前星河动力的智神星一号、天兵科技的天龙三号、星际荣耀的双曲线三号,东方空间的引力二号、三号,深蓝航天的星云一号、二号,中科宇航的力箭三号都将可回收视作重要目标。其中,力箭三号目标是重复100次,引力三号目标是全箭回收。据悉,天龙三号和力箭二号也计划于今年内首飞,但区别于朱雀三号,这两款箭型的首飞将不完全验证回收。此外,航天科技集团商业火箭公司的长征十二号甲火箭也瞄准年内首飞。

今年2月,深蓝航天的创始人霍亮在接受《华尔街日报》采访时预测,其公司有望在2030年追赶上SpaceX。

此前《航空知识》杂志主编王亚男在接受环球时报采访时也表示,中国民营航天企业确实借鉴了SpaceX的一些成功经验。尽管马斯克称这些中国企业与“星舰”的技术存在“差距”,但王亚男表示,中国商业航天领域展现出强劲的发展前景,“未来我们完全有可能在某些领域超越马斯克的预期,甚至实现新的技术突破。”

既然有“国家队”了,为何还要搞民营火箭?

对此,浙江在线打了个比方:“国家队”像国家探险队,任务是完成最艰险的首次攀登,比如载人登月、探测火星,目标是国之重器。而民营航天,就像开物流公司。它的核心任务是:怎么用更便宜、更高效的方式,把货物(卫星)安全、准时地送到“太空港口”(轨道)。它要思考的是市场竞争,是成本控制。

两者非但不矛盾,反而是完美的互补。2025年,发展商业航天被写入总理政府工作报告。“国家队”在前方开疆拓土,挑战未知;民营队则在后方铺平道路,推广利用。这样,太空资源才会“飞入寻常百姓家”,真正普及为“太空经济”的基石。

上游新闻综合自 央视新闻 环球时报 封面新闻 每日经济新闻 北京科技报 浙江在线 潮新闻等

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