科技日报记者 付毅飞 何沛苁

　　7月10日，长征十号乙运载火箭成功首飞，同时火箭一级在海上平台通过网系捕获方式成功回收。这是我国首次成功实施火箭一级可控回收，也是全球首次火箭网系回收，标志着我国在重复使用火箭技术领域取得历史性突破。

　　网系回收是我国独创的一种新型箭地协同火箭回收模式，可让火箭不用靠“腿”站立，而是直接飞进一张大网里，被温柔地“抱”住。相比目前国际主流的垂直起降回收模式，这种箭船“共舞”的回收方式，有助于提高回收过程中捕获、缓冲的成功率。

　　记者从中国航天科技集团了解到，这种能让火箭回收更“简单”的方案，技术并不简单。

　　第一问：火箭返回，如何完成一套极限“体操”？

　　长征十号乙运载火箭，是中国航天科技集团一院抓总研制的5米直径两级构型大型液体运载火箭。此次任务，火箭一级返回全程处于复杂气流中，就像完成一套极限“体操”。它要在不到6分钟时间里完成调头、减速、精确着陆等一系列高难度、高精度动作，实现“控得住”“回得准”“落得稳”“接得住”。

　　火箭一级与二级分离后，开启了返回之旅。此时，它在惯性作用下，仍处于向上飞行状态，首先要滑行、调整姿态，在空中掉个头，由上升变为下坠。

　　在高速下坠过程中，发动机点火反推，减缓降落速度。这一过程，要在极短时间内完成推进剂管理、贮箱增压、发动机预冷等一系列复杂准备。

　　接下来，箭体上的栅格舵打开，如同张开一对小翅膀，帮助火箭调整姿态。与此同时，推进剂沉底管理系统同步工作，将储箱内的推进剂沉降集中至底部，为后续发动机点火做好准备。

　　完成了滑行、调姿，火箭依靠栅格舵产生的气动阻力，进一步实施气动减速。这是防热设计的关键验证环节，箭体底部要承受严苛的气动加热和气动载荷考验。

　　随着高度降低，火箭要再次启动发动机减速，并通过导航与定位装置获取回收平台的精确位置。进入网系后，火箭缓缓下降，箭上挂索机构展开；塔架四角的激光雷达实时测量火箭的位置和姿态，驱动呈“井”字形的绳索挂住火箭，并消除它下落的势能。就像一位父亲伸出双手，从高处接下自己的孩子。

　　最后，回收系统为火箭系上“安全带”，使其完全稳固。

　　第二问：回收系统怎样与火箭“双向奔赴”？

　　网系回收并不是简单地“张网以待”，回收系统要与火箭“双向奔赴”，在动态中实现极为精准的协同匹配。

　　新华社记者 邢广利 摄

　　据中国航天科技集团专家介绍，在火箭“找”船的同时，船也在“找”火箭，两个拥有各自六自由度运动的物体，要在海浪扰动下完成高动态“对接”。

　　在茫茫大海上，回收平台在风浪中不可能静止不动，即便其配备的DP2级动力定位系统能抵抗漂移，却无法完全消除晃动；火箭下降时也不是完全直落，有一定的机动滚转，两者之间要实时接收平台的晃动与位置数据，主动补偿角度偏差。

　　这一过程，除了考验火箭的智能控制与自主飞行技术、发动机在极端环境下保持稳定工作的能力等，也要求回收平台具备快速响应能力，要能精准判断火箭进入时机，并通过缓冲、固定等机构吸收冲击力。另一方面，回收系统的塔架结构高67米，相当于20多层楼，加上设备总重约5400吨，设计难度极大。总体来说，回收系统融合了机械工程、自动控制和材料科学等多领域技术。

　　第三问：网系回收比传统方案好在哪？

　　垂直起降是目前国际主流的火箭回收模式。回顾过往回收失败案例，大部分发生在最后着陆阶段，无论是落点、力度还是落地后的平衡，任一环节稍有偏差都可能导致功亏一篑。

　　新华社记者 邢广利 摄

　　网系回收也属于垂直起降回收的一种，但这一方案降低了发动机和箭体调控难度，对火箭的着陆指标更友好。就如同给油瓶加上一个漏斗，通过网系的协同，可以“放大”捕获窗口，对火箭落点偏差有更强的适应能力。回收系统“接”住火箭以后，也能帮助它缓冲、固定，提高回收成功率。

　　同时，网系回收有助于简化箭上结构，让火箭不需要配备复杂的着陆腿，从而减轻箭体重量，增加运载能力。

　　后续，网系回收系统还可以通过系列化设计，适应不同规模火箭的回收需求。该方案将助力中国航天开展低成本、高频次、可持续的太空探索。

　　转自：科技日报