北京时间8月19日7时41分,中国民营航天企业蓝箭航天自主研发的朱雀三号遥二运载火箭的子级,从高空顺利下降并可靠地着陆于甘肃省民勤县的专用着陆场。这一成功不仅标志着我国首次通过着陆支腿方式对运载火箭进行回收,也展示了入轨运载火箭一子级在陆地回收技术上的新成就。这项进展将加速我国在商业航天领域的重复使用火箭技术向工程化验证的推进。与美国的SpaceX公司可重复使用的猎鹰9号相比,朱雀三号在哪些技术上具备优势呢?对此,解放日报记者采访了上海市宇航学会的航天科普专家陶建中。
陶建中指出,朱雀三号在第二次发射中便实现了回收的目标,拥有里程碑意义。“猎鹰9号在2012年经历了8次失败,直到2015年才首次成功回收一子级,而只经过两次发射的朱雀三号便达成此目标。”他说,猎鹰9号在2022年实现了常态化、大批量的火箭重复使用,前后耗时近10年。陶建中预计,朱雀三号将在2030年左右实现高频次的重复使用。
去年12月3日,朱雀三号遥一运载火箭成功发射入轨,尽管当时未能达到回收目标,但其在“超音速再入气动滑行阶段”的经验为本次飞行提供了重要基础。蓝箭航天官方表示,朱雀三号遥二以去年试飞的数据为依据,针对性优化了重复使用飞行的各关键环节,显著提升了系统的可靠性和安全性。
实现一子级火箭的回收面临着四项关键技术挑战,包括发动机的重新启动、火箭在下降过程中的姿态和速度控制、冲击力的耐受性以及稳态保持能力。陶建中提到,朱雀三号在首飞前已成功完成七十公里级的回收试验,因此此次的成功回收并非偶然,而是建立在扎实的技术基础之上。
朱雀三号使用的液氧甲烷发动机是其一大亮点。这种新一代重复使用火箭在设计、动力系统及控制等方面构建了完善的技术体系。与猎鹰9号的铝合金箭体相比,朱雀三号的不锈钢材料不仅强度高且成本低。此外,液氧甲烷发动机在燃烧效率上更具优越性,积碳少、易于清理,并且降低了成本,未来在火星及土卫六等地也能就地生产。
目前,朱雀三号的发射报价已经低于猎鹰9号,长期推广回收复用的理念将更具市场潜力。预计在接下来的5到10年,中国将面临发射高达数万颗卫星的需求,迫切需要提高发射频率并显著降低成本。陶建中补充道,“猎鹰9号至今已实现600多次回收,发射成本降低了30%,随着重复使用次数的增加,成本未来有望再降一个数量级。”
此外,中国还有多款火箭型号正在筹备首次发射,其中许多来自民营航天企业,也在攻克可重复使用技术。陶建中展望未来,朱雀三号的着陆支腿回收方式能在陆地和海洋两种环境中使用,希望看到其一子级火箭成功复飞,真正实现“回收-复用”循环的完整闭环。