中国航天又完成了一项前所未有的壮举。
据新华社消息,7月10日,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空后,其一子级通过“领航者”号海上平台的网系捕获系统完成回收,任务取得圆满成功。#我国成功实施火箭一子级可控回收#
此次任务不仅标志着我国首次实现运载火箭一子级的网系回收,更让中国成为全球首个掌握该技术的国家,意味着我国在可重复使用运载火箭的技术路线上,走出了一条完全属于自己的新路。
长征十号乙运载火箭一子级成功实现回收
火箭高昂的发射成本一直是制约航天规模化发展的瓶颈,如果能让火箭像飞机一样往返使用,进入太空的门槛将大幅降低。
因此,火箭的可重复使用技术成为近些年航天大国竞相攻关的焦点,并催生出多种回收模式,比如早期的伞降或机降回收,即给火箭子级加装机翼或翼伞,让它像飞机那样滑翔水平降落,或者依靠降落伞减速后溅落回收。
“领航者”号“捕获”火箭
之后,美国太空探索技术公司又提出了塔架/机械臂捕获的回收方式,即火箭回降到发射塔前悬停,由发射塔上的巨型机械臂夹住其栅格翼下方的销钉,以实现回收。
不过,目前最成熟、应用最广的当属垂直着陆回收——火箭子级重启发动机反推减速,展开着陆腿,最终精准垂直降落在陆地或海上平台上。这种定点软着陆精度极高,便于对火箭进行快速检修和再次使用。
猎鹰9号的垂直回收
我国这次则开创了另一条火箭回收路线,即网系回收。该技术虽然也属于垂直起降回收的一种,但其原理更接近舰载机借助阻拦索在航母降落——具体到火箭而言,就是由海上平台用“井”字形的回收索“捕获”正在减速降落的火箭。
承担这一回收任务的海上平台“领航者”号,正是为这套网系捕获方案量身打造的。该平台长144米、宽50米、吃水5.5米,满载排水量达2.5万吨,甲板上是一套36米高的阻拦网架。整套回收装置由塔架、导轨、滑块、滑轮、电机、回收索和液压缓冲装置等设备构成。
火箭一子级再入大气层后,会主动调整飞行轨迹,向着平台上方预定的捕获区域减速靠近。而当火箭进入回收索构成的“井”字形捕获框时,箭体上的专用挂钩将挂住回收索。#上头条 聊热点#
今年2月,长征十号的一次低空演示验证
与此同时,回收平台的网系系统并非被动等待火箭降落,它会借助传感器实时感知火箭的位置与速度,通过电机驱动回收索动态微调“井”字捕捉框的姿态,确保火箭精准入网,并在缓冲装置的作用下平稳耗散残余动能。
与主流的垂直着陆回收相比,网系回收让火箭的结构优化有了更大空间。由于不再需要安装沉重复杂的着陆腿和缓冲系统,火箭节省下的重量可以转化为有效载荷,运载能力因而得到提升。
网系回收过程示意图
其次,箭体最终悬挂在回收索上,不仅姿态更加稳定,还能远离海水浸泡与盐雾腐蚀,对延长复用寿命十分有利。
同时,网系回收对火箭末端着陆精度的要求相对宽松,降低了导航与控制难度,其柔性的缓冲机制也能更充分地吸收着陆冲击。
更关键的是,这种回收方式能显著降低单次发射成本。回收后的一子级经过检测维护可以再次投入发射,如此循环,火箭便从一次性消耗品转变为可反复使用的“太空班车”。
这对于我国正在快速兴起的商业航天、大规模的卫星互联网星座部署,乃至更远期的载人深空探索而言,低成本且可靠的运力保障具有不可替代的战略价值。