12月3日,一枚560噸重的巨型火箭劃破天際,托舉著中國(guó)民營(yíng)航天的希望——這就是藍(lán)箭航天自主研發(fā)的朱雀三號(hào)遙一運(yùn)載火箭。這不僅是它的首次發(fā)射,也是中國(guó)商業(yè)航天首次挑戰(zhàn)火箭的“可重復(fù)回收”。火箭的二級(jí)成功入軌,整個(gè)發(fā)射過(guò)程一度被認(rèn)為圓滿完成。
但就在一級(jí)火箭準(zhǔn)備回收落地的“最后100秒”,一場(chǎng)突發(fā)的異常打破了所有的期待。回收失敗,火箭重重墜落在回收?qǐng)鲞吘墸F(xiàn)場(chǎng)火光沖天,火箭化作一團(tuán)烈焰。這次朱雀三號(hào)到底失敗在哪?外媒為何盯得這么緊?背后隱藏的技術(shù)細(xì)節(jié)和國(guó)際較量,又意味著什么?
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朱雀三號(hào)的發(fā)射并不簡(jiǎn)單,它肩負(fù)著雙重任務(wù):一是精準(zhǔn)發(fā)送衛(wèi)星入軌,二是完成一級(jí)火箭的回收嘗試。這枚火箭,全長(zhǎng)66.1米,起飛質(zhì)量約570噸,由9臺(tái)天鵲12A發(fā)動(dòng)機(jī)提供770噸級(jí)推力。每一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)同步啟動(dòng),像九匹猛獸同時(shí)出擊,協(xié)同完成發(fā)射任務(wù)。
火箭發(fā)射后129秒,一級(jí)箭體完成推力任務(wù),134秒完成與二級(jí)箭體的分離。隨后,二級(jí)火箭點(diǎn)燃,整流罩在324秒時(shí)成功分離,載荷順利送入預(yù)定軌道。從這時(shí)起,發(fā)射任務(wù)已經(jīng)基本完成,飛控中心的大屏幕亮起“入軌成功”的紅字,全場(chǎng)歡呼。
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但一級(jí)箭體的回收,才是這次任務(wù)真正的看點(diǎn)。第371秒,一級(jí)箭體開(kāi)始再入點(diǎn)火,5臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作46秒后關(guān)閉,隨后自由落體約一分鐘。這是最關(guān)鍵的階段,也是最容易出問(wèn)題的一段。
510秒左右,一級(jí)箭體進(jìn)行著陸點(diǎn)火,準(zhǔn)備進(jìn)行最后的剎車和減速。最初點(diǎn)火時(shí)一切正常,從尾焰顏色來(lái)看,燃燒狀態(tài)良好。但僅僅過(guò)了0.3秒,問(wèn)題就發(fā)生了。
火箭尾焰突然變得不穩(wěn)定,噴口冒出大量濃煙,緊接著是發(fā)動(dòng)機(jī)推力失控。強(qiáng)烈氣流迎面沖擊著噴口,火焰無(wú)法穩(wěn)定燃燒,最終導(dǎo)致火箭以極高速度撞擊地面,爆出巨大火球。
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根據(jù)藍(lán)箭航天后續(xù)披露,柵格舵在強(qiáng)側(cè)風(fēng)影響下出現(xiàn)3.2度偏差,雖然箭體方向控制尚可,但與推力失控疊加后導(dǎo)致最終失事。這場(chǎng)失敗并非全盤(pán)皆輸,相反,二級(jí)火箭的精準(zhǔn)入軌,九機(jī)并聯(lián)的成功點(diǎn)火,不銹鋼箭體的良好表現(xiàn),已是多項(xiàng)技術(shù)突破。
特別是9臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作,之前只有國(guó)家隊(duì)才敢嘗試。藍(lán)箭航天作為民營(yíng)公司,能做到這一點(diǎn),意味著中國(guó)民營(yíng)航天已經(jīng)具備大型火箭的核心能力。
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更重要的是,這次發(fā)射獲取了870GB的真實(shí)飛行數(shù)據(jù),涵蓋了從點(diǎn)火、飛行、分離、再入、回收等全周期。這相當(dāng)于為后續(xù)技術(shù)優(yōu)化提供了最寶貴的第一手資料。
藍(lán)箭總工程師在采訪時(shí)提到,火箭在再入過(guò)程中,表面溫差可達(dá)數(shù)百攝氏度,傳感器數(shù)據(jù)會(huì)有偏差,這對(duì)點(diǎn)火判斷造成了挑戰(zhàn)。
液氧甲烷作為推進(jìn)劑,雖然環(huán)保、低成本,但也存在低溫凍結(jié)、燃燒不穩(wěn)定等問(wèn)題。這次失敗再次證明,理論上的可行性和真實(shí)飛行環(huán)境之間,還隔著一道“工程實(shí)踐”的鴻溝。
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外媒的嘲笑很快襲來(lái)。CNN直接把這次失敗與SpaceX的成功對(duì)比,稱中國(guó)在火箭回收上依然遙遠(yuǎn)。可他們忘了,獵鷹9號(hào)在成功之前,同樣經(jīng)歷了4次回收失敗,火箭翻滾、斷腿、爆炸……哪一項(xiàng)不是血的教訓(xùn)換來(lái)的?
事實(shí)上,朱雀三號(hào)的回收失敗,已經(jīng)比當(dāng)初的獵鷹9號(hào)表現(xiàn)更優(yōu)秀。火箭落點(diǎn)距離預(yù)定點(diǎn)僅2.3公里,導(dǎo)航系統(tǒng)、姿態(tài)控制邏輯都已初步達(dá)標(biāo)。
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更值得一提的是,火箭采用了不銹鋼箭體,通過(guò)藍(lán)箭自研的激光焊接工藝,將制造成本降低了80%,生產(chǎn)周期縮短了40%。這是中國(guó)第一次將不銹鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在大型火箭上,也為未來(lái)的工業(yè)化量產(chǎn)打下基礎(chǔ)。
這種技術(shù)的快速突破,不可能一蹴而就。SpaceX之所以能每年發(fā)射上百次火箭,是在過(guò)去十五年里,每年幾十次發(fā)射中不斷摸索出來(lái)的。
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藍(lán)箭航天自2015年成立以來(lái),只用了10年時(shí)間,就完成了20噸級(jí)液氧甲烷火箭的入軌驗(yàn)證。這是別人幾十年才能走完的路。
更有意思的是,這次失敗并沒(méi)有引發(fā)網(wǎng)絡(luò)上的群嘲,反而讓不少網(wǎng)友點(diǎn)贊打call。不少人留言說(shuō),“只要敢試,就值得尊敬”,“失敗是成功的前奏”。這樣的態(tài)度,才是中國(guó)科技真正需要的土壤。
火箭回收失敗后,藍(lán)箭迅速啟動(dòng)復(fù)盤(pán)機(jī)制,計(jì)劃在2026年一季度進(jìn)行第二次回收試驗(yàn)。這次將重點(diǎn)優(yōu)化推力控制算法、柵格舵抗風(fēng)能力等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
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國(guó)內(nèi)的其他火箭型號(hào)也在緊鑼密鼓推進(jìn)中。天兵科技的天龍三號(hào)預(yù)計(jì)年底首飛,星河動(dòng)力的智神星一號(hào)專攻中小型低軌火箭,國(guó)家隊(duì)的長(zhǎng)征十二甲則計(jì)劃在年底進(jìn)行回收試驗(yàn)。
長(zhǎng)征十二甲與朱雀三號(hào)一樣,采用液氧甲烷燃料,一級(jí)搭載7臺(tái)“龍?jiān)啤卑l(fā)動(dòng)機(jī)——這款發(fā)動(dòng)機(jī)雖由民企研制,但被國(guó)家隊(duì)采用,說(shuō)明技術(shù)已獲認(rèn)可。
如果長(zhǎng)征十二甲首飛成功,那么中國(guó)將全面打通“可回收火箭”這條技術(shù)鏈條。而這也將真正撼動(dòng)美國(guó)SpaceX在全球商業(yè)航天的霸主地位。
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根據(jù)2023年數(shù)據(jù),SpaceX一年發(fā)射了2514顆衛(wèi)星,占全球發(fā)射量的87%。這背后靠的就是可回收火箭技術(shù)帶來(lái)的成本優(yōu)勢(shì)。一枚助推器可重復(fù)使用15次,每次節(jié)省2400萬(wàn)美元。沒(méi)有這樣的能力,“星鏈”項(xiàng)目根本無(wú)法成立。
中國(guó)也計(jì)劃建設(shè)自己的星座系統(tǒng)。G60千帆星座、鴻鵠三號(hào)計(jì)劃部署超過(guò)2.7萬(wàn)顆衛(wèi)星,未來(lái)還要建設(shè)月球基地,這些都需要低成本、高頻率的發(fā)射能力。
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若還使用傳統(tǒng)一次性火箭,中國(guó)的發(fā)射成本將無(wú)法支撐如此龐大的工程。所以可回收火箭不是“要不要做”的選擇,而是“必須做成”的答卷。
此次朱雀三號(hào)雖然在回收上失敗,但在掌握核心能力、驗(yàn)證技術(shù)路徑上已基本完成任務(wù)。藍(lán)箭航天創(chuàng)始人張昌武曾說(shuō):“我們的目標(biāo)是每周一發(fā)。”這不是一句口號(hào),而是他們?yōu)橹季侄嗄甑墓I(yè)化目標(biāo)。
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目前,藍(lán)箭已經(jīng)建立起自己的推進(jìn)劑系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線和地面測(cè)試平臺(tái),逐步向航天工業(yè)體系邁進(jìn)。
這次失敗,也讓包括著陸腿供應(yīng)商在內(nèi)的多個(gè)合作廠商獲取到了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。比如受力測(cè)試數(shù)據(jù)將使著陸腿材料強(qiáng)度提升40%,這都是寶貴的“失敗紅利”。
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全球來(lái)看,只有SpaceX和藍(lán)色起源實(shí)現(xiàn)了火箭回收。新格倫火箭的第一次回收也失敗了,直到第二次才成功。朱雀三號(hào)的表現(xiàn),已經(jīng)遠(yuǎn)超大多數(shù)初次嘗試者。這場(chǎng)失利,是一次“帶著成果的失敗”,更是中國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)的必經(jīng)之路。
更重要的是,國(guó)家已經(jīng)將商業(yè)航天納入戰(zhàn)略發(fā)展體系,并設(shè)立專門(mén)管理機(jī)構(gòu),形成政策支持。這為藍(lán)箭、天兵等企業(yè)提供了穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境。只要堅(jiān)持試錯(cuò)、不斷優(yōu)化,中國(guó)的可重復(fù)火箭技術(shù)終將成熟。
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朱雀三號(hào)的回收失敗不是終點(diǎn),而是中國(guó)商業(yè)航天下一階段的起點(diǎn)。面對(duì)外媒的冷嘲熱諷,中國(guó)網(wǎng)民用理性和支持回應(yīng),這正是中國(guó)航天最底層的力量。正如一位專家說(shuō)的:“只有敢于失敗,才有成功的可能。”
信息來(lái)源:
[1]流紋巖:朱雀三號(hào)成功入軌,中國(guó)離重復(fù)使用火箭時(shí)代還有多遠(yuǎn)? 觀察者網(wǎng)
[2]“北京箭”朱雀三號(hào)成功首飛,實(shí)現(xiàn)五項(xiàng)“國(guó)內(nèi)首次” 千龍網(wǎng)
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