长征十号乙网系回收创造历史 将如何影响商业航天格局？

来源：人民日报

7月10日，长征十号乙运载火箭（以下简称“长十乙火箭”）在海南商业航天发射场发射升空，其后，一场“箭与船的海上共舞”精彩上演。随着海上回收平台“领航者”号船的大网稳稳接住长十乙火箭返回的一子级箭体，中国航天再次创造历史。

本次任务，是我国首次成功实施运载火箭一子级可控回收，也是全球首次运载火箭网系回收。长十乙火箭成为我国首型成功实施回收的重复使用运载火箭。

火箭回收是世界尖端的航天技术，风险巨大、难度极高。中国航天大胆创新，成功探索网系回收模式，未来将托举起中国航天低成本、高频次、可持续的太空之路。

我国为何采用海上网系回收方式？首次回收成功将如何影响商业航天格局？长十乙和长十甲、长十丙等同系列火箭有何关系？记者进行了采访。

火箭回收，共分这几步

今年2月11日，长征十号系列运载火箭系统低空演示验证飞行试验任务成功实现海上溅落回收。当时起飞的是火箭一子级箭体，按要求在指定海域溅落回收。

这一次，起飞的是全箭体，二子级箭体成功入轨，一子级箭体通过海上回收平台的柔性网结构缓冲着陆。这是对火箭回收技术完全真实飞行剖面下的全面验证，技术难度可想而知。

最大看点是火箭回收。飞行中的火箭，如何返回？

中国航天科技集团一院专家介绍，长十乙火箭一子级返回，全程处于复杂气流中，就像完成了一套极限“体操”动作，火箭在不到6分钟内完成空中“调头”、减速“刹车”、精确着陆等一系列高难度、高精度动作，实现“控得住”“回得准”“落得稳”“接得住”。

具体来看，火箭一二级分离后，一子级还处于向上飞行的状态。它首先要进行滑行调姿，在空中进行调头。

然后是动力减速，发动机再次点火，像踩刹车一样减缓速度，过程中需要在极短时间内完成推进剂管理、贮箱增压、发动机预冷等一系列复杂准备。

接着是气动减速，依靠栅格舵产生的气动阻力进一步减速。

最后是精确着陆段，火箭接近海面时，与早已在预定海域待命的回收船高度协同。

最后一幕，火箭在预定高度自动展开挂钩，稳稳挂在回收网的多根“井”字形绳索上，完成捕获回收。箭上和船上的系统双向奔赴，精密控制。

海上网系回收，好处有这些

为何采用海上网系回收方式？

火箭重复使用技术有伞降、水平、垂直回收等方式，目前世界主流火箭回收模式是垂直起降回收，网系回收属于垂直起降回收的一种，让返回的火箭不靠“腿”站立，而是直接飞进一张大网里，被温柔地“抱”住。

中国航天科技集团一院专家介绍，网系回收有助于简化箭上结构，火箭无需配备复杂的着陆腿，可以减轻箭体重量，增加运载能力和效益。同时，网系回收对火箭落点偏差的适应能力强，可通过网系协同来“放大”捕获窗口。此外，网系回收系统可以通过系列化设计，适应不同规模火箭的回收需求。

为何是海上网系回收，而不是陆地网系回收？

专家解释，这一方面是为了适应位于文昌的发射场的发射轨迹，另一方面是因为海上空旷，更加安全，平台也能随时移动调整。

不过，这种选择也意味着更大的技术难度。

海上网系回收不是火箭“一个人的事”，而是需要箭与船在动态中实现高精准的协同匹配，船要找箭，箭也要找船。茫茫大海，回收平台在风浪中绝非静止，即便配备高级的动力定位系统来抵抗漂移，也无法完全消除晃动。

海上回收还受限于海况影响，需要考虑不同海况下回收船的运动特性对箭体着陆缓冲及稳定的影响。要克服多项挑战，“领航者”号船才能在茫茫大海上成为一个稳定、精准的移动着陆场。

火箭回收技术，比发射还要难

长十乙火箭采用5米直径两级串联构型，为大型液体运载火箭。全箭起飞推力约890吨，起飞重量约760吨，首飞箭全箭长度约63米。

如果在重复使用状态下，长十乙火箭近地轨道运载能力为16吨，可满足低轨卫星互联网星座部署、大型商业卫星发射等各类任务需求，具备大运力、高性价比的性能优势，适配商业航天批量发射需求。

火箭重复使用，是人类未来大规模自由进出宇宙空间的必经之路，也是我国航天强国建设的重要支撑。

传统火箭是一次性的，造价不菲，如果能回收复用，成本可以大幅下降。

专家坦言，火箭回收极难，它要从发射状态改为返回状态，穿过大气层，在复杂气流中精确控制姿态和速度，最终平稳到达指定地点——这个过程，比发射还要难。

本次任务正是中国航天为解决这个难题，走出的一条独具特色的中国路径。

为了保证任务成功，长十乙火箭在有限的研制周期内，攻克了复杂力热环境适应性、高精度导航控制、海上平台网系捕获回收等关键核心技术，又是一次自力更生、自主创新的生动实践。

专家表示，此次首飞对我国商业航天发展的意义，在于突破低成本、大运力重复使用火箭技术，填补国内该领域的空白，未来将可大幅降低商业发射成本，提升我国商业航天在国际市场的竞争力。

未来，长十乙火箭将承担低轨卫星组网及其他商业发射任务，支撑低轨卫星互联网、中轨道通信卫星等大规模组网需求。

本次长十乙火箭发射，也是海南商业航天发射场建成后第二次执行新型火箭首发任务。面对更大运载能力火箭的发射需求，海南商业航天发射场提前合练、多部门协同，完成转运、对接、起竖全流程调试，验证了二号发射工位四油缸带载支撑能力。

长十“兄弟”，构建航天运输新体系

长十火箭、长十甲火箭、长十乙火箭、正在研制的长十丙火箭，有什么关联和区别？

长十甲、乙、丙火箭，三位“兄弟”同根同源，都是在长十火箭基本型的基础上，通过模块化、通用化设计形成的衍生构型。而长十火箭是为执行中国载人登月任务研制的我国新一代运载火箭。

中国航天科技集团一院专家介绍，长十甲、乙、丙火箭，都采用了“一个直径、两型发动机、三个模块”的设计思路，共享核心技术，多个相同部分能够实现生产制造条件的高效继承与复用。

例如，三型火箭均为5米直径，“搭积木”时方便统一制造和使用。长十乙火箭的一子级其实就是长十甲火箭的一子级。再比如，一型发动机可以同时应用于长十乙火箭和长十丙火箭，有助于实现发动机的高效生产、测试以及未来的检修复用。

但是，根据我国航天任务需要，这几型火箭定位和功能有较大区别，在二级配置、回收方式等方面都做了明显区分。

长十甲火箭是我国未来近地载人的核心力量。

作为我国新一代近地载人火箭，长十甲火箭主要承担低轨载人和载货任务，堪称长二F火箭和长七火箭的“集大成升级版”，它将成为航天员往返地球与空间站的“生命之梯”，长十甲火箭一子级采用了重复使用设计。与长二F火箭相比，长十甲火箭使用无毒无污染的液氧煤油推进剂，更加绿色环保；与长七火箭相比，它采用5米直径的两级构型，测试发射效率更高，运载能力更强，能更安全、快捷、高效地执行空间站任务。

长十乙火箭是加速重复使用火箭应用的关键支撑。

在技术方案上，长十乙火箭由长十甲火箭一子级和新研制的液氧甲烷二子级组合而成。与长十甲火箭承担国家重大工程任务不同，长十乙火箭主要瞄准我国商业发射市场，运载能力更强，任务适应性更广。

长十丙火箭是未来商业火箭市场的主力军。

长十丙火箭由液氧甲烷一子级和长十乙火箭二子级液氧甲烷模块组成，也就是一款全液氧甲烷的火箭。长十丙火箭定位是主力商业火箭，运载能力更强，能更好地满足不同商业发射任务的需求。

长十丙火箭从设计之初就深深植入了商业化基因，这直接决定了其技术方案的选择。从推进剂使用和高频次检修维护的便捷性考虑，它选用液氧甲烷推进剂；从提高测试发射效率出发，采用与长十乙火箭相同的“三平”测发模式。目前，长十丙火箭正在紧锣密鼓地研制中。

展望未来，长十甲、乙、丙三型火箭将共同构成我国航天运输系统的核心能力底座，它们将不断提升我国重复使用火箭的技术水平和高频次复用发射能力，还能为我国载人登月火箭最强“天梯”长十火箭打下坚实基础，将人类探索太空的脚步推向更远的深空。