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8月19日清晨7点35分,朱雀三号遥二运载火箭从东风商业航天创新试验区点火起飞。火箭升空两分多钟后,一、二级顺利分离,二子级搭载鸿鹄03星持续向近地轨道进发。7时41分,火箭一子级依据预设流程,圆满完成陆地回收任务。
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8月19日,朱雀三号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,火箭一子级按预定程序成功着陆于甘肃省民勤县朱雀三号着陆场坪。(截图)
海上陆上回收双成功
这是中国首次实现运载火箭一子级陆地回收及首次采用着陆支腿方式实现回收。新华社将朱雀三号此次任务称为中国重复使用火箭技术的一次“重大突破”。
朱雀三号从正式立项到完成这一步,用了三年。朱雀三号由国家航天局批复立项、蓝箭航天抓总研制,项目于2023年8月立项,此后围绕发动机调推、空中二次点火、返回制导、栅格舵控制和着陆等环节进行了多轮试验。2025年12月3日遥一首次执行轨道级任务时,二子级成功入轨,一子级在着陆阶段失利;今年遥二再次尝试并圆满完成回收。
美国科技媒体Ars Technica在遥一失败后曾评价,中国距离掌握可重复使用火箭已经“很近”,并认为朱雀三号首次飞行能够完成入轨和大部分返回过程,本身已经是相当重要的进展。8个月后,遥二的成功验证了这一判断。
中国目前推进的也不只有这一条路线。7月10日,长征十号乙刚刚完成中国首次运载火箭在海上回收平台回收,这也是世界首次运载火箭海上网系回收。
长征十号乙和朱雀三号来自不同团队,走的路线也不一样。长征十号乙由中国运载火箭技术研究院抓总研制,一级返回海面以后,由回收船上的“井”字形高强度缓冲拦阻网捕获。火箭本身不用携带大型着陆腿,部分结构和缓冲功能转移到了海上平台。朱雀三号则采取目前国际上更常见的动力下降加着陆腿方案,由火箭自身完成制导、减速和垂直着陆。
短短两个月内,两条技术路线先后走通。国家航天局表示,未来将进一步提升中国大运力、低成本、高频次进入空间的能力。
美联社在报道朱雀三号时也把这两次突破放在一起观察,指出中国7月刚刚通过海上网系完成一级回收,8月又实现陆地支腿着陆。这使中国在很短时间内连续跨过了两个可重复使用火箭的重要技术节点。《印度时报》则表示,中国成为首个成功验证两种不同轨道级火箭一级回收方式的国家。
降低入轨成本的多元探索
从“回得来”到“反复飞”,两条路线几乎同时取得进展,反映出中国商业航天和卫星互联网建设对发射能力提出的新要求。低轨卫星数量增加以后,火箭不仅要有足够运力,还要降低成本、缩短发射间隔。中国现在面临的一个实际问题,是低轨卫星数量增长以后,需要更多、更便宜、更频繁的发射能力。可重复使用技术因此从一项单纯的工程挑战,逐渐变成了商业航天能否规模化发展的关键环节。
可重复使用火箭的价值也正在这里。新华社援引朱雀三号型号研制负责人介绍,一般情况下,液氧甲烷燃料费用只占一次发射成本的1%至3%,一级火箭却占整箭成本的大约70%,火箭重复使用次数越多,发射成本越低。
2015年12月21日,SpaceX的猎鹰9号完成轨道发射后,一级第一次成功返回陆地。2016年又实现海上无人船着陆。2017年3月,SpaceX第一次把已经飞过一次的猎鹰9号一级重新用于轨道发射,火箭回收才真正进入重复使用阶段。
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6月12日,在美国纽约时报广场,人们通过大屏幕观看SpaceX首次公开募股股票上市交易庆祝活动。(新华社发)
猎鹰9号使用铝锂合金箭体和液氧煤油推进剂。朱雀三号在外形布局和支腿回收思路上与猎鹰9号有不少相似之处,材料和燃料则有所不同。朱雀三号用了不锈钢和液氧甲烷,这两项选择更接近SpaceX正在研制的星舰。箭体主结构采用不锈钢材料,以“燃箱在上、氧箱在下”的总体布局优化飞行质心。
《科技日报》分析,这种组合在长期重复使用和高频运营上有自己的优势。不锈钢虽然比铝合金重,原材料和制造成本较低,也便于大规模生产。
路透社在报道这次任务时特别注意到朱雀三号的材料和燃料选择,称它采用不锈钢箭体和液氧甲烷推进剂。报道指出,不锈钢具有更好的耐热性,并有降低制造成本的潜力;甲烷燃烧也比猎鹰9号使用的液氧煤油组合更清洁。路透社认为,这次成功使蓝箭航天进入全球少数能够完成轨道级火箭一级着陆的商业航天企业之列,也进一步缩小了中国与美国在可重复使用火箭技术上的差距。
过去几十年,运载火箭大多是一次性使用,进入太空的成本长期居高不下。SpaceX把一级回收做成常态后,全球航天行业开始重新考虑火箭应该怎么设计、怎么生产、怎么使用。中国这几年加快可重复使用火箭研发,也在探索自己的办法。现在已经能看到液氧甲烷、海上网系回收、不锈钢箭体等不同选择在同时往前推进。
低成本进入太空最终会用在很多地方。卫星通信、气象预报、灾害监测、导航、遥感、科学实验都依赖发射能力。再往远处走,月球和深空探测同样要面对成本和运力问题。
中美在航天技术上的关系,很大程度上也是一个观察、借鉴和追赶的过程。SpaceX先走通了可重复使用火箭这条路,证明一级回收可以成为稳定的工程能力和商业模式。中国后来进入这一领域,根据自己的产业条件、任务需求和技术积累寻找更适合的路径。朱雀三号和长征十号乙现在呈现出来的,正是这种过程。
而未来,回收后的箭体多久可以再次发射,维护成本能降到什么程度,重复使用多少次以后仍能保持可靠,这些更具体的问题,才决定一款火箭能不能真正进入规模化运营。航天技术的进步往往就是这样发生的。对中美来说,这是各自航天产业能力的提升;放到更长的时间里看,人类使用太空的门槛也在一点点降低。
责任编辑:丁盈
设计排版:深海
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