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马斯克不再"独霸"!中国首度实现火箭陆地回收,原理详解来了!

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你有没有想过,火箭送完卫星入轨,还能自己原路飞回来稳稳站在地上,下次接着用?这件事过去十一年,只有美国玩明白了,马斯克的SpaceX独揽这份技术快十年。今年8月19日,甘肃酒泉的戈壁滩上,我们中国自己的民营企业,把这件事做成了。



这次任务由蓝箭航天执行,火箭型号朱雀三号遥二,搭载的鸿鹄03是低轨通信试验星,新华社当天直接给了“完全成功”的定论,一点不含糊。有人可能纳闷,今年七月我们不是刚完成过一次火箭回收吗?那次是长征十号乙的一子级海上回收,靠平台网兜接住,这次是陆地垂直软着陆,自带着陆腿,难度和意义完全不在一个量级。

为啥陆地回收比海上难这么多?说出来你可能不信,海上回收其实是退而求其次的选择。火箭落点远在开阔海面,不用占用陆地资源,但海水盐雾会严重腐蚀发动机,拖回港口还要清洗除锈探伤,折腾好几天甚至几周才能复用。落回陆地就爽多了,吊车直接开进场把箭体拉回厂房,短时间内就能准备下一次发射。

这次真正值得说道的不只是成功落回来,还有我们用的技术路线太对路。朱雀三号走的是不锈钢箭体加液氧甲烷发动机的路线,这是业内公认的下一代可复用火箭的最优组合,SpaceX的星舰走的也是同一条路。咱们拆开给你说哪好。



传统液氧煤油推力够大,但烧完之后发动机内壁会结一层厚厚的积碳,跟你家厨房油烟机管道似的,回收一次得拆开清一次,太费劲。液氧甲烷烧完基本没有结焦,简单吹一吹就能再次点火,天生就是给反复使用准备的,光这点就省了很多事。

不锈钢外壳听起来好像有点土,其实是特别聪明的选择。铝合金碳纤维看着高级又轻便,可价格贵得离谱,耐热性还不行,火箭再入大气层得贴厚厚的一层防热瓦。不锈钢本身熔点就高,靠材料自身就能扛住气动加热,价格才碳纤维的几十分之一,省下来的钱都能多造好几枚火箭了。

朱雀三号一子级并联了九台天鹊系列液氧甲烷发动机,还配了栅格舵、边条翼和四条可展开的着陆支腿。按照官方披露的信息,这个一子级的设计寿命就能复用二十次以上,性价比直接拉满。能做到这个程度,背后是无数技术人员的打磨。



去年12月朱雀三号遥一首飞的时候,二级已经成功入轨,可一子级在最后动力下降的那几秒没稳住,落地前出了故障。技术团队盯着飞行数据啃了大半年,把末端点火策略、自主安全控制逻辑、热防护结构全都优化了一遍。这次遥二能一发定音,就是把之前踩过的坑一个个填平,实打实啃出来的突破。

路透社、美联社还有香港《南华早报》都在第一时间跟进了这件事,给出的评价也很直接。现在全球仅有的三家能使用入轨级液体火箭完成一子级回收的民营公司,就是SpaceX、贝索斯的蓝色起源,再加我们的蓝箭航天。全球第二第三的席位里,中国民企占了一个,这个成绩真的够亮眼。

咱实话实说,不吹不黑,SpaceX从2015年就开始做火箭回收,猎鹰九号现在已经完成了几百次复用飞行,星舰也在不断推进测试。我们这次只是追上了别人已经做成的技术,还没跑到全球最前面。但这件事到底能改变我们什么?说白了就是省钱加提速。一枚液体火箭里,一子级占了整箭差不多七成的成本,燃料费才只占百分之几,用一次就扔真的太可惜。做到可复用之后,单次发射的价格能被摊得很低,发射门槛一下就下来了。

承认这点,一点不影响这次突破的分量,让航天技术不再被少数玩家垄断,本身就是一件影响深远的大事。



我们国内正在推进的国网星座、G60千帆星座,规划都是万颗量级的低轨卫星。造卫星其实不难,难的是有足够的运力还能承担得起发射成本。次次都打一次性火箭,相当于拿金条铺天上的路,根本耗不起。可复用火箭成熟之后,低轨星座部署才能真正提速,抢我们该得的位置。

这里有个很关键的背景,全球低轨的轨位和频段都是先到先得,SpaceX的星链已经把几万颗卫星的位置占得七七八八了。我们想要拿到自己的一席之地,慢一天都是损失,朱雀三号这类可复用火箭,就是我们抢时间的核心工具。



蓝箭航天目前的科创板上市申请已经被受理,拟募集的资金规模不小,看得出来资本也非常看好商业航天这条赛道。资本的态度也很说明问题,这条赛道的未来,已经被越来越多人看好。连资本都跟着我们的火箭一起往上飞,接下来只会更热闹。

顺带提一句,今年七月长征十号乙完成海上回收的第二天,日本也完成了一次可复用火箭的试飞并成功着陆。全球商业航天正在密集进入一个新阶段,赛道上的玩家再也不止原来的两三家了。越来越多玩家进场,整个行业的发展速度都会被带起来。



酒泉那片戈壁滩上,朱雀三号遥二一子级稳稳落下的那一刻,现场的工程师们抱在一起欢呼,流出的里镜头晃动人声嘈杂,那种激动的情绪根本不用翻译。对普通人来说,火箭复用到底意味着什么?说直白点,几年后往天上打一颗小卫星,价格可能就和今天买一台普通汽车差不多,普通人也有机会参与航天。我们自己的卫星互联网,也能更快铺开服务普通人,以后孩子学航天,看到的也不只是别家的成功案例。



马斯克曾经说,他要把人类变成跨行星的物种,这句话现在依然响亮。但这条路,现在再也不是只有一种声音了。中国商业航天用这次戈壁滩上的“精准倒车”告诉外界,这条路我们也在走,还走得挺稳。原来的独角戏早就结束了,往下的这场竞赛,才刚刚开始热闹起来。

参考资料:新华社 朱雀三号遥二火箭飞行试验取得完全成功

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