2月11日上午11點,中國在文昌發射場進行了一次特別的飛行測試,這次測試沒有把飛船送入軌道,也沒有發射衛星,而是讓夢舟載人飛船和長征十號火箭一起模擬了最危險的起飛階段——最大動壓時刻,這個階段空氣阻力達到全程最高點,火箭像被一只大手緊緊推著向前,稍不注意就可能解體。
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夢舟飛船飛到10公里高,速度接近音速時,突然啟動逃逸系統,這不是真的出了事,但動作必須像真的一樣快,逃逸發動機要在強風里準時點火,姿態控制系統得在幾毫秒內穩住飛船方向,分離機構還要在亂流中利索地甩開火箭,這些動作以前在地面試驗過,但從沒在真實氣流里一起做過。
長征十號這次飛得不遠,飛到大約100公里的高度就調頭返回,它沒有安裝著陸腿,而是配備了柵格舵和回收鉤,最后懸停在海面上方,緩緩降落到預定海域,旁邊的“領航者號”船早已等候多時來接應它,這次任務的關鍵不在于能否回收成功,而在于驗證火箭是否能精確控制推力方向、準確計算再入角度并執行回收指令——這些細節決定了未來是否能夠頻繁進行發射。
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有人可能認為逃逸和回收很簡單,其實不然,去年夢舟做的零高度逃逸是在靜止狀態下直接啟動,這次卻是在高速動態環境中進行,就像人快跑時突然摔倒還得自己翻滾穩住,而長征十號的回收也不是為了節省成本,是為了后續登月任務做準備,按照計劃,未來要分兩次發射,一次把著陸器送到月球表面,一次把飛船送入環月軌道對接,如果火箭不能快速重復使用,整個任務周期就會拉長,資源也會跟不上。
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這次兩個系統一起飛行,暴露出一個重要問題,就是飛船在逃逸的時候,火箭還在運動,兩者之間會產生相互干擾,比如逃逸發動機噴出的氣流可能會撞到火箭尾部,火箭姿態的微小調整也會影響飛船分離的路徑,這些情況只有通過實際飛行才能測試出來,中國沒有像阿波羅計劃那樣進行二十多次無人試飛,而是依靠高精度的聯合試驗來縮短周期,這樣做效率更高,但風險也更集中。
技術路線各有考量,SpaceX采用著陸腿垂直降落,適合美國西部內陸發射場,中國選擇網系捕獲,是因為沿海發射后火箭殘骸自然落海,回收船直接打撈就行,省去了建陸上著陸場的費用和時間,另外長征十號沒有使用氫氧三級結構,而是用液氧煤油加并聯發動機,推力不是最大但更可靠,更適合現階段批量生產與維護。
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海上回收區距離發射塔有365公里,通過飛行數據推算,逃逸高度就在10到20公里之間,這說明地面模擬的風場模型基本可靠,以后載人任務可以更準確地預測實際氣流情況,夢舟Y型飛船將來要在月球軌道和攬月著陸器對接,精度要求比近地任務高得多,這次的數據會直接用于算法訓練。
目前還沒公布下一次測試的時間,只說會繼續提高飛行高度,增加更多復雜的運行情況,比如可能讓逃逸過程發生在更高空域,或者同時模擬發動機出現故障的情況,這些步驟看起來像是重復操作,其實每一步都在擴展系統的安全邊界——載人航天任務不怕出現問題,真正重要的是在問題發生之前就已經準備好應對方案。
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