8月19日早晨,朱雀三号遥二运载火箭发射升空。火箭二子级将搭载的鸿鹄03星准确送入预定轨道,火箭一子级按预定程序,首次实现了陆地回收,这也是此次发射需要进行的关键验证,标志着我国重复使用运载火箭技术取得了重大突破。
实现精准陆地回收具体实现了哪些突破,之后又如何进一步实现火箭复用?本期《新闻1+1》,主持人柴璐连线朱雀三号总指挥戴政,工信部赛迪研究院商业航天研究中心执行副主任杨柯巍,带来分析解读。
实现精准陆地回收的背后,是哪些技术在突破?
朱雀三号运载火箭,是由国家航天局批复立项的新一代低成本、大运力、高频次、重复使用液氧甲烷运载火箭型号。发射升空137秒之后,火箭一二级分离,二子级继续飞行,将搭载的鸿鹄03星准确送入预定轨道,一子级则按照预订程序进入返回段,这也是此次需要验证的关键环节,其中,着陆支腿的验证又是重中之重。

朱雀三号总指挥 戴政:最后这一脚刹车踩得很漂亮,把火箭稳稳刹停在着陆场坪上。表现相当完美,整个团队都很受鼓舞。对中国航天来说,这代表第二条技术路径的突破,代表中国航天的综合实力。

戴政:着陆支腿在地面开展了很多的试验,包括模拟箭体着陆的跌落试验,展开试验、展开到锁定试验,可靠性试验等,保证着陆支腿在最后的时刻能够完成任务。此次火箭一子级的着陆缓冲系统,是在我国运载火箭上首次出现并运用。
火箭要复飞、复用 要满足什么样的条件?
除此之外,科研团队也对此次火箭的着陆动力方案进行了优化,通过减少着陆点火发动机数量,提升回收阶段飞行可靠性,包括进一步提升发动机性能和火箭运载能力等等。实际上,实现陆地回收,只是完成我国可重复使用火箭技术关键一步,接下来还要实现火箭的再次使用。

戴政:收回来之后,火箭要达到什么标准才能再飞?哪些产品要更换?哪些产品飞几次之后需要更换?要做哪些检测,才能够把潜在的一些问题检测出来,去做更换。这实际上是一整套的技术体系。地面也会做一些产品的寿命试验、疲劳试验等,去建立一个评估体系和复用体系,逐渐去延长一子级的复用次数。
戴政:产品经过一次飞行剖面之后,我们会去检测它的状态数据,通过这些数据去校准。通过实测数据,包括地面的试验验证,来形成对于产品经过飞行剖面之后,还能够经历几次飞行的寿命的估计。这样就会发现有哪些短板,再在设计上改进,形成整套的体系去检测、去维护、去更换。使得到下一次飞行,仍然能够达到足够的可靠性,能够满足再次飞行的要求。这在国内的运载火箭行业相当于是一片技术空白,需要从头建立一整套的技术流程和技术体系。

朱雀三号重复使用的次数要大于等于20次,发射成本可能要降到每公斤两万元以下,距离这个目标还有多远?
戴政:液体火箭的发射成本里,燃料的成本只占到1%到3%,大部分的成本实际上都是火箭本身。从复用次数角度来讲,如果复用次数越多,火箭本身成本可以通过多次使用去摊薄。但在这个过程中就需要平衡好,或者说要去建立好一个复用的技术体系,去更准确地评估火箭的系统短板,把潜在的故障剔除出去。这个技术体系如果能够建立好的话,就能够更可靠地去复用,达到设计的预期次数。从工程实践角度来讲,可能最开始会预期说先复用2到3次,后面再通过这些数据校准之后,可能拓展到5到6次,最后拓展到10次,最终实现20次这样一个目标,大幅降低成本。
朱雀三号遥二箭的陆上回收跟长十乙海上的回收,两个验证结果说明了什么?
工信部赛迪研究院商业航天研究中心执行副主任 杨柯巍:长十和朱雀三号这两个成功,最直观的突破是我国已经走上了海上、陆地两条独立自主的回收技术路线,成为全球唯一同时掌握两种回收技术的国家。更深层次的突破是,我国重复使用运载火箭的技术已经密集向工程化的验证阶段,大运力、低成本、高频次技术空间的能力有望能够切实地提升。
长久以来,发射成本下不来、发射频次上不去,一直是制约我国商业航天快速发展的瓶颈。回收技术的突破,恰好对准了降本与增效的两大核心痛点,有望加速推动商业航天产业提质升级。从发射角度来看,火箭回收后通过检查维护,能够快速地进行再飞,整个周期比从零造一枚新的火箭会短非常多。
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