今天(8月19日),朱雀三号遥二火箭成功发射,火箭一子级实现我国首次陆地可控回收。继7月10日长征十号乙运载火箭一子级完成海上网系回收之后,中国火箭接连取得海、陆回收双突破。
朱雀三号遥二运载火箭一子级
成功完成陆地回收
今天,朱雀三号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,火箭一子级按预定程序成功完成陆地回收,飞行任务取得圆满成功。
A reusable rocket flight test in northwest China has marked a new step in the country's commercial space development. The Zhuque-3 Y2 rocket sent its payload into orbit, while its first stage completed a planned land recovery procedure.
本次任务是继7月10日长征十号乙运载火箭一子级海上网系成功回收后,我国首次成功实施重复使用运载火箭一子级着陆腿方式陆地可控回收,标志着我国重复使用火箭技术取得重大突破。
The mission marked China's first flight verification of land recovery for the first stage of a reusable launch vehicle. It also achieved the country's first successful verification of a landing using deployable landing legs.
重复使用火箭的难点在哪?
重复使用火箭的难点,不仅在于“上得去”,更在于“回得来、落得准”。
回得来要先站得稳
朱雀三号的发射台是一个4米多高的基座,下面是导流槽,还有四个黑色三角体——就是朱雀三号的着陆支腿。它是我国运载火箭上首次出现的着陆缓冲系统。
它的外部黑色部分,是带有防热涂层的蒙皮;里面是主支腿与锁定机构。在整个飞行过程中,这一套系统紧贴箭体,既减阻,又防高温。
主支腿收起时,长约3米,贴合在箭体上;展开后单个支腿达到7米,四条腿可以撑起近14米的跨度。展开后,发动机喷口离地还有两米多,气流能顺畅排出,不会反冲箭体。这就是让它能“落得稳”的脚。
落得准还得“懂得转身”
在发射塔架第8层的摆杆上,能看到朱雀三号的“舵”——栅格舵。
朱雀三号的栅格舵由钛合金制造,比钢轻40%,却更坚固。上升时它折叠贴合箭体,返回时则展开、偏转——控制俯仰、滚转、偏航,同时,像箭羽一样,稳定箭体。在返回过程中,火箭从每秒几千米的高超音速状态,减速到几乎悬停。普通的平面舵无法应付这种程度的速度变化,所以朱雀三号采用了格栅式结构。这就是“能回来的火箭”的灵魂之一。
升级“靶心”落地更安稳
位于甘肃民勤的回收场坪,整个区域3600平方米,“靶心”面积有900平方米,用的是防火水泥。火箭返回地面后,机器人会上场做应急处置,它可以钻到火箭底部测甲烷浓度、查看烧蚀情况、及时灭火等。
朱雀三号遥二任务采用航区回收,民勤具备广袤的沙漠,且人口密度低,这些都为火箭着陆提供了安全空间。同时,民勤还具备公路交通可达性,便于火箭着陆后的快速转运和处置。
为何要重复使用火箭?
重复使用火箭的目标是降低成本,同时,还可以形成快速响应的发射能力。未来,我国进入太空的成本有望大幅降低。
朱雀三号一子级包含9台主发动机、不锈钢箭体、全套回收机构,占据火箭总成本70%到80%,随着高价值⼀子级的复用,箭体硬件成本将被迅速摊薄。
随着长征十号乙、朱雀三号可重复使用技术的突破,下一步,国家航天局将持续推进我国重复使用运载火箭工程化应用,切实提升我国大运力、低成本、高频次进入空间能力。
中国航天有望走出一条低成本、高效率的可持续发展路径。