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中国航天迈出了历史性一步,长征十号乙火箭回收成功
那我们就不废话了,直接说重点,第一个问题,为什么使用网系回收?
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2015年马斯克的猎鹰9号第一次成功回收,通俗的讲采取的是支架回收,就是火箭底部安装支架,火箭下来后支架打开,支撑于地面
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而我们采取的不是“支架回收”,而是“网系回收”,火箭本身没有支架,而是在着陆区域搭建一个“网状架子”,火箭要姿态正确的,垂直落入这个网状架子的回收网范围内
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我们来看这个图更直观点,火箭箭体上带有挂钩,而回收网其实是两组钢索形成的捕获框,这个钢索构成的捕获框不是死的,而是由电脑控制,实时去主动“找”降落的火箭的
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火箭落下时,会打开数根钩锁,来钩住平台上的回收锁
所以只要火箭是相对垂直落下,不需要笔直落下,只要不倾斜的太厉害,捕获框都能去“捕获”火箭
可以在左上角捕获,在右上角捕获,在哪个角捕获都行
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捕获框捕获火箭,钢索钩住箭体后,就再把火箭滑动到网的中心,让火箭垂直立于中心位置
这就是整个回收的大致过程,但其实我们看视频就知道,这次火箭落下的位置非常精准,就在网的中心,并没有出现设计里,火箭被捕获在网的一角,然后再被拽到中心的情况
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那么我们这个和老美的比,如何呢?
可以说是两个技术路径吧,要比的话当然是和2015年猎鹰九号首次陆地回收,和2016年首次海上回收比
中国正处于火箭回收的初级阶段,和美国2015-2016的初级阶段相比的话,还是有优势的
首先,更稳
美国猎鹰之前之所以失败那么多次,炸那么多次,就是它自己长腿,火箭降落支架打开,要自己完成不能偏差的末端姿态控制,减速、触地缓冲,稳定站立等精细计算
这一点我们的长征用一套“网系回收”,实现了更稳定的降落,也就是更大的容错率
因为猎鹰是自己站住,长征是把它接住
那有人说,肯定是自己站住好,自己站住说明计算能力更强,细微控制更好
其实并不是,上面提到中国的“网系回收”,其实是一个奔赴和寻找的过程,有点像外太空空间站对接的感觉,下面的回收框同样需要实时的精密计算和细微控制,在火箭下降过程中主动去接住火箭
火箭如果下降的时候,末端水平出现误差,回收框也能接住,这就对回收有了更大容错,而这也一点不容易
此外,更轻
长征没有着陆腿,这意味着能节省结构重量,就意味着在发射时能装载更多
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还有猎鹰是分两次回收成功,先是陆地回收成功,然后一年多后再去的海上回收成功,而长征是直接海上成功
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这也要归功于“回收网”上特别加固的回转平台,平台可移动,依靠它来维护整个网系回收平台的稳定
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而火箭下落后会移动到回收网底部,火箭底部会插入整个平台
因为这艘船还要开走,如果光靠钢索勾着把火箭拖走的话可能不保险,所以将火箭插入平台固定,开回去的时候风浪大也不怕
而回收成功后,下一步就是“复飞”,就是让回收回来的火箭,再飞起来,这才是实现反复利用火箭,降低发射成本的最大意义
而马斯克从2015年第一次回收成功,到第一次成功复飞,用了近两年时间
为什么这么久,要接近两年?
因为火箭回收回来绝不是完整无损的,它经历过一次极端摧残
火箭一级返回要经历再入加热、气动载荷、发动机多次重启、低温推进剂残留、结构振动、着陆冲击
尤其是发动机
猎鹰一级回收时,梅林发动机要经历发射段工作、回推减速、再入点火、着陆点火,每一次点火都在考验涡轮泵、阀门、燃烧室、喷管、管路密封。
所以那时候,回收的猎鹰外表看起来还不错,挺完整的,但实际上要看,发动机烧蚀没?涡轮泵疲劳没?阀门卡滞没?管路裂纹没?整体结构有疲劳损伤吗?
一大堆东西要查,而且肉眼看不出来,要靠检测,试车,数据回放
但更大的问题是,复飞不能当成新火箭,也不能把它拆开检查
如果每次回收回来都要拆开检查弄个半天,检查了半年确定安全能再复飞了,那实际的商业意义和火箭回收的意义也就没了
可检查少了,有可能带着隐患再上天
所以本质上,复飞是在找一个艰难的平衡点,检查要足够快、足够少、又要足够准
这些东西核心就是一个字,经验
需要几十次,上百次的回收和复飞,不断积累出来的经验
而这是我们中国航天的回收事业,下一步重点要做的
那么美国怎么看待中国这首次成功的回收呢?
美国其实是为中国高兴的,尤其是航天爱好者与专业人士,越是这些人越为中国高兴
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美国知名度最高的航天网站之一,SPACE.COM,头版头条祝贺中国创造历史,因为对这些专家和航天爱好者来说,有更多的国家加入到“火箭回收”的技术行列里来,越能促进该领域的发展,尤其是中国采取了一种不同于美国的新回收模式
另外其实在去年,美国专家就已经判断年中国的火箭回收会取得成功,因为2025年所做的一系列准备工作,证明了这些
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在2025年底,美国航天界为中国做的年底评估报告里,就清楚记录了中国在2025年太空领域的重大进展,创纪录的发射,可重复使用的火箭
并且根据判断,2026年中国就会实现首次火箭回收成功,事实也是如此
最后我想说的是,虽然在回收火箭方面,中美依旧有差距,但中国也已经是全球第二个成功实现火箭回收的国家了
就和AI一样,在AI领域其实也只有中美两个玩家,在火箭回收领域亦是如此
并且虽然2015年猎鹰就成功回收了,但这不意味着中美的差距就是十年,弯道追赶,弯道超车,并非不可能
当然也希望其他国家也能加入到火箭回收的技术行列里来,丰富这个全人类的航天事业,而不要只有中美两个玩家
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