10月13日,SPACE X公司首次验证了“筷子夹火箭”技术——通过发射塔的机械臂在半空中成功捕获回收火箭第一级助推器。“筷子夹火箭”的成功标志着太空探索技术公司在火箭复用上取得重要进展,进一步为未来载人太空探索任务奠定基础。
美国中部时间13日7时25分(北京时间20时25分),“星舰”从位于美国得克萨斯州博卡奇卡的基地发射升空。不久后,火箭第一级助推器和第二级飞船成功分离。发射约7分钟后,助推器返回发射塔,在下降过程中被发射塔上被称作“筷子”的两条机械臂牢牢夹住。而“星舰”飞船继续飞行,此后受控重入大气层,在印度洋预定区域溅落。整个试飞过程持续约65分钟。
“星舰”火箭总长约120米,直径约9米,由两部分组成,第一级是长约70米的“超级重型”助推器,第二级是“星舰”飞船,两级均设计为可重复使用。“星舰”的设计目标是将人和货物送至地球轨道、月球乃至火星。
这是星舰的第五次发射,也是迄今为止最成功的一次。“星舰”火箭的优势在于其大运载能力和可复用性。“星舰”可将超过100吨载荷送入近地轨道,运力远强于太空探索技术公司现有的“猎鹰9”和“猎鹰重型”火箭。“星舰”第一级“超级重型”助推器配备33台“猛禽”发动机,总推力高达约7500吨。另外,成本也随之大大降低,为低成本开展太空旅游、火星移民、载人登月等提供了一种可能性。
不仅星舰成功了,10月16日消息,从当地时间周日到周二,美国太空探索技术公司SpaceX于48小时内在美国三个州完成了四次火箭发射的重大成就,这对未来太空探索影响深远。目前SPACE X 的发射密度、载荷等在全球都是遥遥领先,确实做到了一步鲜吃遍天。
随后,有记者采访了国内几家知名民营火箭公司创始人:星河动力董事长刘百奇、星际荣耀液体火箭总设计师季海波、航天驭星副总裁/总师曹梦、星河动力副总裁崔品、蓝箭航天朱雀三号火箭型号副总师董锴五名国内商业航天领域的专业人士,对马斯克的筷子夹火箭进行了解读。在航天专家看来,第一级火箭在发射塔上回收的这一操作可以让火箭箭体变轻,发射周期变短,大幅缩减商业航天的成本,是航天领域的重大突破,对我国商业航天的发展也具有借鉴意义。
对此,星河动力董事长刘百奇在接受记者采访时以“轻”和“快”来形容个中的奥妙,“轻是取消了着陆腿,减轻了火箭结构重量,提升了运载效率。快,是火箭直接回到了发射架上,直接开展检测维修、加注和再次发射,可以连续快速发射。此外,这种方式也提高了安全性可靠性,先悬停再夹住,避免了落地冲击和落地时站不稳等因素。”星河动力副总裁崔品进一步解释道,以猎鹰9号为代表的火箭自带着陆腿增加了重量,而为了安装着陆腿需要加强箭体结构也会增加重量,这些重量是“死重量”,会消耗用于运输任务载荷的推进剂,从而减少可运载的任务载荷。
从技术上看,星舰的成功也颠覆了航天的多项传统认识,比如铝合金是航天的最优材料,火箭不能直接返回发射台(炸毁发射台的风险太大),几十台发动机一起点火的风险太大(难以全部点着)。这次飞行除了一级以全新的方式成功回收外,二级也完成了精准的回收着陆动作(未成功回收),并且全程直播,这种大空间范围,大速度范围的通信都是前所未有的,传统航天器返回过程中的“黑障”似乎也不再存在。总之,星舰的第五次飞行总体来说是航天领域的重大突破,为宇宙空间往返提供了一种全新的方式样板。
实事求是的说,马斯克的SPACE X各种技术挑战,对中国航天发展起到了不少借鉴意义。但就可回收技术而言,国内不少民营火箭公司以及国家队都开展不少研究。
朱雀三号是中国民营运载火箭企业蓝箭航天研发的一款可重复使用的液氧甲烷运载火箭,已于今年初完成方案阶段转初样阶段工作,全面开展初样阶段各系统产品研制,计划于2025年实施首飞,2026年实现一子级回收复用。今年1月,朱雀三号可重复使用火箭垂直返回技术完成首次飞行试验;9月11日,朱雀三号完成10公里级垂直起降返回飞行试验。
10月11日10时39分,我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星,搭载的植物及微生物育种载荷、自主可控和新技术验证试验载荷、空间科学实验载荷、社会公益和文化创意载荷等回收类载荷已全部顺利回收。
我国在酒泉卫星发射中心成功发射的可重复使用试验航天器,在轨飞行268天后,于9月6日成功返回预定着陆场。此次试验的圆满成功,标志着我国可重复使用航天器技术渐趋成熟,后续可为和平利用太空提供更加便捷、廉价的往返方式。该飞行器类似于美国的X37B,号称因为太过先进不便展示,网友们只能自行脑补!
该可回收航天器,中国航天科技和中国航天科工采用与SpaceX不同的技术手段,最终目标不仅能将单位有效载荷的运输成本降低至现有一次性运载火箭的十分之一(“猎鹰9号”的目标为降低至五分之一),还能大幅缩短发射准备时间,有望像飞机一样实现航班化的天地往返运输。重复使用航天器具有低成本、高可靠性的技术特征,能够满足未来廉价、自由进出空间的需求。它集火箭、卫星和飞机的技术特点于一身,能像火箭那样垂直发射进入空间轨道,又能像卫星那样在太空长时间停留,并且像飞机那样水平着陆。该可回收航天器如果用于军事,将类似美国原来宣称1小时打遍全球的X37B同样载体!
综上所述,我们既要学习SPACE X的先进理念,又要结合我们实际情况,不断攻坚克难。只要把步子迈开,总能到达彼岸!
后记:在星舰第五次试飞取得成功后,SpaceX创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)近日又在社交平台上透露了一个新目标:“希望明年年初时,我们也能抓住飞船。”高频的发射任务,也让SpaceX的星链项目发展迅速。据统计,SpaceX今年的第101次火箭发射任务,也是其2024年第66次专门的星链卫星发射任务。截至目前,SpaceX星链卫星的总发射颗数已达到7105颗。