在7月10日前,全世界范围内仅美国独拥两枚回收成功过的火箭,也就是猎鹰9号和新格伦运载火箭。而我国就在此后不到两个月时间里,接连以不同技术路线把2枚火箭的一子级回收成功,也就是长征十号乙和朱雀三号。
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中国已打破火箭“发射即报废”模式
不可否认,对于可复用火箭而言,回收成功只是开始,后面的复用同样关键,尽快跑通“回收-检修-再次发射“流程才能真正意义上实现降本、高频发射,但能把已经发射过的火箭一级回收成功,中国火箭便已经正式打破了“发射即报废”模式。
前面已经提到回收成功的火箭不止一枚,截至目前,我国已掌握两条不同的火箭回收技术路线,其中长征十号乙的海上网系回收属全球首创,而朱雀三号的着陆腿垂直软着陆方式则与美国猎鹰9号类似。
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关于火箭一级回收技术,如果把尚未服役的星舰算上,那已经有3种,使用着陆腿回收成功的包括朱雀三号,猎鹰9号和新格伦,使用海上网系回收成功的只有长征十号乙,而星舰则使用的发射塔机械臂空中捕获技术,也就是大家说的筷子夹火箭方式。
长征十号乙采用的时全球首创海上网系回收技术,箭体结构没有那么复杂,不需要安装着陆腿,预装折叠挂钩即可,不会明显增加火箭死重,更适配大运力场景,而且领航者回收船“井”字网回收时容错率更高,不仅回收成功率更高,还可通过系统性调整适配其他火箭回收。
近日,朱雀三号遥二返回地面的一子级已经装车返厂,等它抵达厂房之后,工作人员将对其进行详细的检测评估和状态分析,还会实施部分产品拆解,当然也会涉及到一些检修维护工作。蓝箭航天表示,这个过程便是为复用流程验证和标准建立积累工程实践基础。
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中国火箭不再局限于一次性使用模式,如何做到的?
毫无疑问,无论是长征十号乙,还是朱雀三号,它们能打破火箭一次性使用模式,都不是一件简单的事,至少谈不上信手拈来这个程度。
那么,长征十号乙是如何做到的?
大家别看长征十号乙从立项到首飞的时间不长,要知道它回收成功与否,其实跟领航者号回收船直接相关。事实上,这个回收船从立项到回收成功用的时间比火箭还要长。
长征十号乙回收成功的时候,相信不少人在当时就看到了现场视频,后续媒体也发布了诸多讲解,总结一下它的回收关键流程,其实就包括动力减速、精确归航、箭船协同入网、挂索捕获、辅助绳索初固和自动锁紧平台抱夹稳固这几个主要部分。
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这么说吧,长征十号乙的回收逻辑不是让返回的一级自己站稳,而是通过各种控制让它被捕获平台抱住。这其实是个好办法,不仅成功率更高,而且能扩展到其他需要进行回收的火箭型号上。
所以,根据有关专家的说法,长征十号乙不需要再生产新的火箭一级,直接把以后长征十号甲发射过的一级拿来进行复用,这还打通了不同火箭型号之间的火箭一级再利用。而它的下一次复用飞行,预计可能在年底前实施,目前官方尚未发布具体的复飞日期。
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然后是朱雀三号,它又是如何用短短8个月就回收成功?
在朱雀三号遥二火箭一级返回站稳之前,可以说关注它的朋友内心还是相当忐忑,毕竟我国还没有哪枚火箭成功验证着陆腿这种回收方式,再加上蓝箭航天在发射前也没有公开发布是否将其发动机更换为设计时的TQ-12B和TQ-15B真空发动机,这就让大家的心里更没底了。
但正如我们最后看到的那样,朱雀三号遥二虽然搭载了真实载荷,但沿用了上一次发射时的TQ-12A和TQ-15A真空发动机。毕竟载荷入轨能力在首飞的时候就已经验证了,所以这次发射的任务之一就是将卫星送入预定轨道。
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朱雀三号遥二发射时,唯一有较大风险的就是回收这个部分,毕竟首飞的时候回收失败,中间虽然间隔了8个月时间,但这也只是第二次进行回收验证。正如其副总设计师所言,不是朱雀三号敢赌,而是当下的情况是团队已经找不出哪里可能导致回收失败。
在距离朱雀三号遥二发射不到一个月的时候,团队成员还在和时间赛跑,大家把所有可能导致问题的原因,或者故障模式都全部罗列了出来,然后一条一条的去排查,并通过试验和验证来排除可能出现的情况。
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也就是说,对于朱雀三号团队而言,如果不能回收成功,那就是未知因素,这也只有去做了才能找到问题所在,所以最后才会决定让朱雀三号再次进行回收验证,在当时还真没有人能保证这次回收任务百分之百会成功。
随着时间递进,我国打破一次性使用模式的火箭还会增多,有这么大发射需求吗?
的确,仅仅是现阶段,除了朱雀三号和长征十号乙以外,就已经有多枚火箭的定位都是可重复使用火箭,民营航天企业在研(部分已首飞)的就不少,比如天龙三号、智神星一号、双曲线三号、星云一号等,未来半年到一年,便会有多枚火箭进行回收验证。
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看着火箭接连回收成功,的确有朋友担心以后有没有这么大的发射需求,比如朱雀三号虽然对标的美国猎鹰9号,但在猎鹰9号复用之前就已经计划好了星链星座,这么多年过去了,就这一个星座的卫星都还没发射完,而朱雀三号则需要自己靠实力赢得更多稳定发射订单。
不可否认,朱雀三号、包括其他可重复使用火箭,要想拿到足够多的发射订单,必然得体现出自己的优势,只是一次回收成功当然不够,还需要做到高频、且可靠这两点,不仅要发射的快,还要卫星能入轨。
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不过,我国在发射卫星这个方面还是有比较大的需求,仅现阶段已经进行组网的星座就有2个,而且规划的规模都超过一万颗卫星,另外还有一个星座正处于验证阶段。以不少人熟知的千帆星座为例,当下已经发射的卫星数量其实只有两百多颗,在轨运行的卫星数量相当于规划数量的零头,剩下的需求有多大不用多说。
而一个星座在申请频轨资源以后,并不是可以无限期搁置,必须按要求部署卫星,对于千帆星座而言,虽然当下只发射了两百多颗卫星,但等到2027年,它就必须达到1296颗的实际部署量,所以我们会发现今年该星座的组网速度已经变快。
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简而言之,中国火箭突破一次性使用模式并无后顾之忧,火箭不需要担心未来没有足够多的载荷来发射,当下最紧要的是把回收技术沉淀下来,不论哪种回收方式,只要能缩短发射时间,并确保载荷入轨,把发射成本降下来,这就是成功的可重复使用火箭,自然也不会缺少稳定的发射订单。
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