今年7月10日,领航者号海上网系回收平台成功捕获了长征10号乙的火箭一级,验证了我国自创的网系回收技术,让中国航天进入了火箭回收的新纪元,成为了全球第二个成功掌握轨道级火箭回收技术的国家。
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通过多次重复使用,可大幅降低航天发射成本,这在全球航天界早已是共识,SpaceX的星链和猎鹰9号就是最典型的例子。
真正意义上的火箭回收复用主要就两种类型,一种是猎鹰9号那种回收复用火箭一级,另一种是星舰那种火箭一、二级完全回收复用。对于火箭回收方式,目前全球航天界主流且成熟的方案就是在完成入轨发射任务后,利用火箭自身的动力返航,受控降落在回收平台上,实现垂直软着陆回收。至于利用降落伞等方式进行火箭回收,目前属于小众方式。
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对于火箭垂直着陆回收,目前全球有三种取得成功的方案,分别是腿式回收、网系回收以及被称为“筷子夹火箭”的机械臂捕获回收。
猎鹰9号火箭早在2015年便成功验证了腿式回收,开启了火箭回收时代,目前该火箭的回收复用技术已经非常成熟,单枚猎鹰9号火箭一级的复用纪录已达35次。网系回收技术已在长征10号乙首飞时被成功验证。至于机械臂捕获回收,2024年10月,SpaceX的星舰在其第5次试飞时,利用发射塔架上的机械臂成功捕获了从高空返回的星舰超重型助推器,首次验证了这一技术的可行性。
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我国的可回收火箭型号众多,长征10号乙火箭一级的回收成功只是我国火箭回收复用技术发展的前奏,接下来还要开启复用验证,并且对于这三种火箭垂直回收路线,我国选择全都要!
其中,网系回收,目前仅长十系列火箭明确采用了这一方案,长征10号甲今年也有望再现这一回收奇迹。机械臂捕获回收,目前国内仅大航跃迁等少数航天公司在搞,基本还处于前期探索阶段。腿式回收,目前国内大部分可回收火箭都采用的是这一方案,比如朱雀三号、长征十二甲等,该回收方案也有望在今年取得成功。究竟哪个火箭型号能在腿式回收方案上率先取得成功,让我们拭目以待!
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这三种方案的核心差异,不在于究竟是在海上还是陆地回收平台进行回收,而在于最终着陆时对火箭的支撑及缓冲方式不同。腿式回收的支撑和缓冲装置在火箭上,而网系回收和机械臂捕获回收去掉了着陆腿以及缓冲装置,将其转移到了回收平台上。
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三种火箭回收方案中,在发射塔架利用机械臂捕获进行原位回收,这种方案技术难度最大,不过跑通之后可以极大地提高发射复用频率,理论上若火箭回收后仅需简单检查维护或者不维护,可以实现几小时一次的航班式发射。若有高频发射需求,这种方案或许是一个不错的选择。但是这种方案需要消耗大量燃料用于原位返回,不仅运力损失在三种方案中最大,风险也很高,一旦回收失败就很有可能导致发射台损毁。
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腿式回收和网系回收,适配中低频发射需求,且这两者的回收平台放在陆地或者船上都可以,它俩技术难度差不多。虽然网系回收比腿式回收的运力损失小一些,但网系回收平台却又比腿式回收平台复杂一些。总之它俩各有优劣,究竟采用哪种更好,视实际需求而定。
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