前段時間,我國長征十號乙運載火箭在海南商業航天發射場完成了一次壯舉,在將衛星成功送到預定軌道后,火箭的一二子級分離,隨后一子級成功通過網系捕獲方式成功回收。
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就在中國完成這一歷史性突破后,日本宇宙航空研究開發機構也在秋田縣進行了實驗,但這中間的差距實在是太大,一個是飛向300公里外的天空,一個僅僅離地面11米,完全不在同一檔。
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7月10日,長征十號乙運載火箭在海南商業航天發射場點火升空,成功將衛星送入預定軌道。
火箭一二子級分離約6分鐘后,一子級垂直返回,在距離發射場300余公里外的海上回收平臺通過網系捕獲方式成功回收。
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承擔回收任務的是“領航者”號回收船,船長144米、寬50米、滿載排水量2.5萬噸,具備DP2級動力定位能力。
該船能在5級海況下保持厘米級定位精度,為火箭精確著陸提供了穩定平臺,當火箭下降至船上空時,箭體上4個掛鉤穩穩掛在呈“井”字形布置的繩網上,完成捕獲回收。
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這套系統由中國運載火箭技術研究院自主研制,取消了傳統著陸腿,箭體結構大幅簡化,減輕了數噸重量。
長征十號乙直徑5米,采用兩級串聯構型,全箭起飛推力約890噸,重復使用狀態下近地軌道運載能力16噸。
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該火箭一級配備9臺液氧煤油發動機,具備深度變推能力,這是實現垂直回收的核心技術之一。
中國也成為全球第二個掌握火箭垂直回收技術的國家,美國太空新聞網站指出,中國獨創的海上網系回收方案為火箭復用提供了另一種可行路徑,其捕獲效率和運載能力損失控制均優于傳統著陸腿方案。
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中國成功回收火箭的次日,即7月11日,日本宇宙航空研究開發機構在秋田縣能代火箭試驗中心啟動了RV-X原型回收火箭的首次飛行測試。
測試中,箭體爬升至約11米高度,懸停后側向平移了大約16米,隨后以垂直姿態降落著地,全程耗時不足30秒鐘。
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RV-X箭體全長7.3米,直徑1.8米,裝配一臺液氧液氫發動機,底部設有四根支撐腿,該發動機推力僅2噸左右,專為低空驗證設計,與真正具備實用能力的運載火箭動力系統存在顯著差距。
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日本共同社對外宣稱該次著陸試驗獲得成功,但不少日本本地媒體關注到,飛行最大高度僅有11米,認為該指標過于有限,項目主管伊藤隆在線上記者會上表示,所有預定測試項目均按計劃順利完成,未出現異常情況。
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不過,試驗現場畫面傳出后,部分日本網友并不買賬,覺得這更像一次小型技術演示,距離追趕美國太空探索技術公司的水平還差得很遠。
事實上,日本航天機構從2016年起就已著手RV-X的研制工作,其規劃目標是在2030年代前期將該型號投入商業發射市場,用以接替現役的H3火箭,成為下一代主力運載工具。
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業內將這類低空垂直起降試驗稱為“螞蚱跳”,日本這次試驗屬于最基礎的低空驗證,而中國完成的是軌道級別的火箭回收,兩者之間的差距,不只是一個數字的問題。
中國長征十號乙從海拔100千米以上的高度返回,經歷滑行調姿、動力減速、氣動減速和著陸段四個階段,在不到6分鐘內完成空中調頭、減速剎車、精確著陸等一系列高難度動作。
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火箭一子級從太空返回海上平臺,與一艘船在茫茫大海上完成精準對接,返回時的速度從數千米每秒降至零,制導控制精度達到米級。
日本RV-X的11米飛行,相當于在地面上蹦了一下,而中國長征十號乙的回收,是一次完整的軌道級任務驗證,火箭先送衛星入軌,再讓一子級從太空返回并被海上大網穩穩接住。
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一個是實驗室里的原理驗證,一個是真實飛行剖面下的全面實戰,兩者不在同一個技術量級上。
中國獨創的海上網系回收,不僅簡化了箭上結構、增加了運載能力,還將捕獲窗口大幅放寬,網系采用高強度芳綸纖維編織,可承受數十噸的沖擊載荷,同時具備緩沖吸能功能,確保箭體著陸時不受損傷。
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日本方面,RV-X的試飛原定今年3月實施,因惡劣天氣與設備故障延期,日方政策目標是將航天發射成本壓縮至H3火箭的十分之一,但距離2030年代初的商用目標還有相當長的路要走。
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相比之下,中國航天科技集團已預計在今年年底前完成回收的一子級火箭復用飛行,中國后續還將進行多次軌道級回收驗證,逐步積累重復使用經驗,為未來百噸級可重復使用運載火箭的研制奠定基礎。
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中國用一張海上大網接住了從天而降的火箭,日本還在為11米的“螞蚱跳”宣布成功,這兩件事發生在相鄰的兩天,放在一起看,高下判若云泥。
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中國航天邁入了火箭回收時代,而日本的RV-X才剛剛學會蹦跶,從技術積淀、工程規模到實際成果,雙方完全不在同一檔次,未來航天發射的競爭,最終要靠實實在在的軌道級能力說話,而非一次低空試跳所能定義。
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