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中國(guó)航天史上第一枚可回收火箭,可能比你想象的更快到來(lái)。
上周末,海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng)完成了一次關(guān)鍵測(cè)試。社交媒體流出的畫(huà)面顯示,長(zhǎng)征十號(hào)乙(Long March 10B)火箭完成推進(jìn)劑加注后又排出——這是典型的"濕態(tài)彩排"(wet dress rehearsal),意味著首飛已進(jìn)入最后準(zhǔn)備階段。按慣例,這類(lèi)測(cè)試完成后,發(fā)射窗口通常在2-4周內(nèi)開(kāi)啟。
但詭異的是:官方至今未發(fā)布任何發(fā)射通告,空域關(guān)閉通知也未見(jiàn)蹤影。
這種"靜默"與這枚火箭的特殊身份有關(guān)。長(zhǎng)征十號(hào)乙并非普通新品,它是中國(guó)航天科技集團(tuán)(CASC)為"國(guó)網(wǎng)"巨型星座量身打造的貨運(yùn)火箭,更是中國(guó)首款嘗試回收復(fù)用的軌道級(jí)運(yùn)載火箭。它的成敗,直接決定中國(guó)能否在低成本航天時(shí)代拿到入場(chǎng)券。
從"用完即扔"到"撈回來(lái)再用"
中國(guó)火箭的回收之路,比SpaceX晚了整整15年。
2015年,獵鷹9號(hào)首次實(shí)現(xiàn)軌道級(jí)火箭陸地回收時(shí),中國(guó)航天人正在攻克長(zhǎng)征五號(hào)的可靠性問(wèn)題。那枚直徑5米的重型火箭兩次發(fā)射失利,把探月工程和空間站建設(shè)進(jìn)度往后推了數(shù)年。等到長(zhǎng)征五號(hào)穩(wěn)定下來(lái),中國(guó)才騰出手來(lái)思考:下一代火箭能不能不要每次燒掉幾十億?
長(zhǎng)征十號(hào)系列就是答案。它繼承了長(zhǎng)征五號(hào)的5米直徑箭體,但改用煤油-液氧發(fā)動(dòng)機(jī)(YF-100系列),并給一級(jí)火箭裝上了回收用的柵格舵和著陸鉤。最特別的是它的回收方式——不靠支腿著陸,而是由一艘?guī)Ь蘧W(wǎng)的回收船在空中"接住"下落的火箭。
今年2月,這個(gè)方案已經(jīng)驗(yàn)證過(guò)一次。長(zhǎng)征十號(hào)甲的單級(jí)測(cè)試箭完成了一次飛行中止試驗(yàn):火箭升空后模擬故障關(guān)機(jī),逃逸塔帶著飛船模型飛走,一級(jí)箭體則自行調(diào)姿、減速,最終濺落在預(yù)定海域,被回收船完整打撈。
那次濺落精度據(jù)說(shuō)"超出預(yù)期"。如果屬實(shí),長(zhǎng)征十號(hào)乙的首次軌道發(fā)射就可能?chē)L試完整回收——而不是像早期獵鷹9號(hào)那樣,先放棄幾次再慢慢摸索。
為什么偏偏是"乙"先飛?
這里有個(gè)反直覺(jué)的排序:長(zhǎng)征十號(hào)甲(載人版)還沒(méi)首飛,貨運(yùn)版的"乙"卻要先一步上天。
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原因很簡(jiǎn)單——任務(wù)壓力不同。長(zhǎng)征十號(hào)甲要送"夢(mèng)舟"新飛船,涉及航天員生命安全,測(cè)試鏈條更長(zhǎng)。而十號(hào)乙打的是衛(wèi)星,載荷是死物,允許更高的試錯(cuò)空間。更重要的是,"國(guó)網(wǎng)"星座計(jì)劃部署上萬(wàn)顆衛(wèi)星,對(duì)低成本發(fā)射的需求已經(jīng)火燒眉毛。
按公開(kāi)數(shù)據(jù),長(zhǎng)征十號(hào)乙能把11噸載荷送入900公里、50度傾角的軌道。這個(gè)參數(shù)恰好匹配"國(guó)網(wǎng)"星座的部署需求。作為對(duì)比,SpaceX的獵鷹9號(hào)在同軌道高度的典型運(yùn)力約9-10噸,回收模式下還要再打折扣。
換句話說(shuō),如果回收成功,長(zhǎng)征十號(hào)乙的單次發(fā)射成本可能直接對(duì)標(biāo)甚至低于獵鷹9號(hào)——這對(duì)一個(gè)首次嘗試回收的火箭來(lái)說(shuō),野心不小。
但風(fēng)險(xiǎn)同樣明顯。網(wǎng)捕回收從未在軌道級(jí)火箭上驗(yàn)證過(guò),SpaceX早年研究過(guò)類(lèi)似方案,最終因精度要求過(guò)高而放棄,改用了更保守的支腿著陸。中國(guó)選擇這條更難的路,要么是對(duì)制導(dǎo)精度極度自信,要么是算過(guò)賬:省掉著陸支腿的重量,能多帶幾百公斤載荷,長(zhǎng)期收益更劃算。
發(fā)射場(chǎng)里的"商業(yè)"二字
這次測(cè)試的地點(diǎn)也值得玩味——海南商業(yè)航天發(fā)射場(chǎng),去年才建成啟用。
這是中國(guó)第一個(gè)專(zhuān)門(mén)面向商業(yè)航天的發(fā)射場(chǎng),與隔壁的國(guó)家文昌航天發(fā)射場(chǎng)形成微妙分工。長(zhǎng)征十號(hào)乙選擇在這里做濕態(tài)彩排,釋放了一個(gè)信號(hào):這枚火箭雖然出身"國(guó)家隊(duì)",但運(yùn)作方式在向商業(yè)航天靠攏。
這種靠攏是形勢(shì)所迫。中國(guó)商業(yè)航天公司這幾年扎堆涌現(xiàn),星際榮耀、藍(lán)箭航天、天兵科技各自推出了可回收火箭方案,進(jìn)度最快的已經(jīng)做完高空懸停測(cè)試。國(guó)家隊(duì)如果再端著架子,可能還沒(méi)首飛就被"民企"搶了風(fēng)頭。
但商業(yè)發(fā)射場(chǎng)的"商業(yè)"二字也有水分。長(zhǎng)征十號(hào)乙的研制方是航天科技集團(tuán)一院(CALT),純正的國(guó)家隊(duì)血統(tǒng);發(fā)射場(chǎng)雖然叫"商業(yè)",實(shí)際運(yùn)營(yíng)方仍是國(guó)資背景。真正的市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng),要等到這些火箭開(kāi)始爭(zhēng)搶外部客戶(hù)訂單時(shí)才算開(kāi)始。
目前的長(zhǎng)征十號(hào)乙,更像是國(guó)家隊(duì)用商業(yè)航天的"殼",走傳統(tǒng)航天的"路"——效率比老模式高,但離真正的成本革命還有距離。
一個(gè)細(xì)節(jié)是:官方至今未確認(rèn)這次濕態(tài)彩排的存在。所有信息都來(lái)自社交媒體流出的圖片和視頻,以及國(guó)外航天觀察者的交叉比對(duì)。這種" unofficial 先行、官方滯后"的發(fā)布節(jié)奏,在中國(guó)航天近年來(lái)越來(lái)越常見(jiàn)——既保持了神秘感,又避免了提前承諾帶來(lái)的輿論壓力。
長(zhǎng)征十號(hào)乙的首飛窗口,按慣例會(huì)在測(cè)試后2-4周內(nèi)開(kāi)啟。如果回收嘗試成功,中國(guó)將成為繼美國(guó)之后第二個(gè)掌握軌道級(jí)火箭回收技術(shù)的國(guó)家;如果失敗,數(shù)據(jù)仍將寶貴——畢竟,SpaceX前14次海上回收嘗試全部失敗,第15次才成功。
唯一確定的是:那艘?guī)Ь蘧W(wǎng)的回收船,已經(jīng)在海南某處海域待命了。
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