2025年,蓝箭航天即将迎来朱雀三号可回收复用火箭首飞。“若能取得成功,这将是中国商业航天的重大里程碑,为建设中国卫星互联网和抢占空天资源提供重要支撑。”蓝箭航天空间科技股份有限公司党委书记田耀四对记者说。
作为国内首家取得全部准入资质、唯一基于自研液体发动机实现成功入轨的民营运载火箭企业。不同于国内多数民营航天企业选择固体运载火箭的技术路线,蓝箭航天自成立以来就坚定自研独立于传统航天系统的、适应商业市场的液氧甲烷火箭,实现所有关键零部件的全自主掌控。这也意味着,蓝箭航天选择了投资规模最大、技术难度最深、开发周期最长的技术路线,走中国商业航天最难的路。
最近两年,蓝箭航天捷报频传,相继迎来朱雀二号遥二和遥三火箭、朱雀二号改进型遥一火箭发射成功,朱雀三号可复用火箭的试验箭百米级和十公里级垂直起降回收试验也圆满成功,在可重复使用运载火箭技术等方面取得重大突破,填补了国内技术空白。
朱雀二号遥二火箭在2023年7月成功发射,成为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭,标志着中国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得重大突破。2023年12月,朱雀二号遥三火箭再次成功入轨,将三颗卫星送上太空,为商业航天的高效、低成本发射模式打下了坚实的基础。
具备入轨能力后,商业火箭下一步目标便是进一步降低发射成本和提升发射频率,火箭的可回收复用至关重要。2025年,蓝箭航天即将迎来朱雀三号可回收复用火箭首飞,田耀四对这次发射充满信心。“下一步,要把价格进一步‘打下来’,让低成本的商业运载火箭航班化运营成为可能。”
“可回收复用火箭是商业航天的未来。”田耀四说,SpaceX于2015年实现了人类历史上首次火箭垂直着陆,全面验证了火箭回收技术。从我国情况来看,《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》提出鼓励社会资本步入航天领域,商业火箭和商业卫星公司如雨后春笋,不断涌现;2024年,商业航天作为“新增长引擎”被写入政府工作报告,地方产业协同加速布局。
虽然起步较晚,发射能力和国际领先水平存在差距,但我国商业航天市场发展迅速,潜力巨大。田耀四透露,对于2025年的朱雀三号可回收复用火箭首飞,目前产品准备、发射场建设已基本完成,并进行了飞行实验,地面仿真也基本完成。“我们对这次发射充满信心。”
“目前,朱雀二号已步入稳定的商业运营阶段。如果朱雀三号2025年能首飞成功,将是中国商业航天的重大里程碑,蓝箭航天有望继美国SpaceX之后,成为国内最先实现火箭回收、复用的企业,朱雀三号将成为中国商业航天领域的主力火箭,为中国卫星互联网建设提供重要支撑。”田耀四说。
据《经济参考报》报道
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回收火箭有多难
中国人对太空的向往已有数千年,众多飞天神话见证着这一梦想。而今,中国火箭飞向太空早已成真,然而,这些飞上天的火箭,还没有“飞回家”的体验——火箭回收,依旧是中国火箭人面前的一道险关。
事实上,去年国产大火箭的回收探索已经提速——由航天科技集团八院研制的重复使用运载火箭新技术验证箭,在酒泉卫星发射中心成功进行了10公里级飞行试验。蓝箭航天实施10公里垂直起降飞行试验在即,深蓝航天也即将迎来“星云-1”火箭一子级5公里垂直起降试验……几乎每个月,中国火箭就有一个回收“大动作”。
·为何要回收火箭
让火箭“飞回家”,到底有什么好处?三句话——降本、增效、提质。
最直接的是成本的控制——回收再利用,成本自然摊薄。
其次,火箭可回收,意味着发射频率上去了,这是产业扩容的希望所在。传统火箭发射必须留出至少两个月的准备期,还得紧盯时间窗口“看天吃饭”。“可回收火箭不同,仅需简单修复维护就可再次发射,火箭利用率、发射频率、发射灵活性大幅提升。”深蓝航天创始人霍亮说。
此外,可回收火箭的运力升级,有助于太空探索整体提质。“当前,大型星座组网尤其需要大运力、低成本、高频次的火箭发射,大型可重复使用火箭正可支撑我国互联网星座工程战略。”蓝箭航天火箭研发部总经理、朱雀三号总指挥戴政说。
·回收火箭有多难
路线图是简明清晰的,但化图纸为现实却异常艰难。
一枚传统火箭由两级组成,一级在下,二级在上。目前的火箭回收,指的是当火箭飞到100多公里高度一级、二级分离后,二级进入预定轨道,原本只能自毁的一级返回发射原地的过程。简言之,火箭“回收”,现阶段意味着一级的“回家”。
它的“回家”,大致分三步。第一步是箭体分离、姿态调整。点火发射的火箭,上升到100多公里高度后,一级的发动机关闭,二级与一级分离。一级要返回地面,首先得“调头”,也就是姿态调整。第二步是减速。掉头后的火箭进入返航过程,速度很快,此时需要发动机第二次点火,把速度降下来。第三步是着陆悬停,由于火箭回到原地的理想姿势是尾部向下,头部在上,因此还需发动机第三次点火,调整姿势,并给火箭一个反推力,使着陆时它的加速度与速度同时降为0。
·火箭“回家”比发射还要难
最难的是“回得准”。“火箭下降过程中,随着燃料的消耗、速度的变化,需要输出不同大小的推力确保其平稳减速,这就要求火箭发动机必须精确、动态地调节推力,并具备多次起动的功能。”东方空间公司引力二号火箭总设计师黄帅强调,火箭能顺利返航,必须有一套精密算法仔细指点。
“落得稳”也不容易。火箭返航中,下降姿态、着陆角度都必须得到高精度控制,一旦着陆角度不对,火箭就可能倾覆,引发燃料外泄导致爆炸。这一难度就好比把筷子丢进瓶子,更何况这还是一根下降速度超过1000米/秒的巨型“筷子”。实际上,即便做到了着陆前有效减速,也要考虑到重达几十吨的火箭所带来的巨大惯性。要知道,火箭里有大量精密的电子元器件,要确保这些“宝贝”能够再次使用,必须点满它们的缓冲技能值。
还有个难点是“用得久”。深蓝航天副总经理郑泽介绍,可回收火箭要经受多次重复使用、多次再入大气层的考验,就需要采用强度高、耐高温而超轻薄的新型复合材料,攻克一系列材料性能难关,发动机等部件的可靠性要求尤高。此外,可重复使用的火箭,必须好保养,回收后简单检测维护就能满足再次发射要求。
据《半月谈》报道