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。

历史性一刻:

从“上天”到精准“回家”

　　8月19日清晨,朱雀三号遥二液氧甲烷运载火箭在东风商业航天创新试验区准时点火升空。起飞约137秒,火箭一二级分离,二子级继续飞行,将鸿擎科技自主研制的“鸿鹄03星”准确送入预定轨道；7时41分许,火箭一子级按预定程序成功软着陆于甘肃省民勤县朱雀三号着陆场坪,全程飞行试验任务取得圆满成功。

　　本次任务实现我国首次重复使用运载火箭一子级着陆腿式陆地垂直回收,朱雀三号也成为我国首款完成入轨发射并成功实现陆地场坪回收的运载火箭。继海上网系回收技术落地后,我国正式补齐火箭重复使用两大核心回收路径,实现技术双线突破。

　　此前的7月10日,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场发射升空,将卫星顺利送入预定轨道,火箭一二级分离约6分钟后,一子级垂直返回,在海上回收平台通过网系捕获方式成功回收,发射及一子级回收任务取得圆满成功。

“上得去、回得来、落得准”

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,像弓箭的箭羽一样,稳定箭体。在返回过程中,火箭从每秒几千米的高超音速,减速到几乎悬停。普通的平面舵无法应付这种跨度的速度变化,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、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、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。未来,回收场还将承担推进剂处置、初步检测、支腿复位、运输接驳等功能,让火箭不仅能够安全回收,还能够顺利进入再使用环节。

朱雀三号遥二运载火箭

是怎么站住的

　　朱雀三号遥二运载火箭从外观上看非常帅气,高度有66.1米,直径4.5米,从外观上看,它和其他火箭最大的不同有以下几点。

　　首先它的箭体是不锈钢材质,和平时喝水用的保温杯材料差不多。有四个装置贴在不锈钢箭体上,这个装置叫栅格舵。它也是可回收火箭必须具备的一个装备,火箭在回收过程中栅格舵会打开,起到稳定火箭姿态的作用。

　　火箭着陆的时候靠什么?就靠火箭底部4个着陆支腿,在距离地面大概70米的时候,4个着陆腿会在10秒时间打开,让火箭稳稳地站立在大地之上。

　　朱雀三号用的燃料是液氧甲烷,也就是天然气,燃烧干净不积碳,比液氢好控制、比煤油更清洁,天生适合重复使用的“长途”路线。

　　有人问:火箭回收到底有多难?打个比方——在一百公里高的高空,要把一支铅笔扔到地面的笔筒,并且要精准地进入笔筒里面,还要站着不能倒,难度可想而知。

　　朱雀三号回收要连过三关:超音速再入、高精度制导、最后一脚“刹车”。用一句话说,就是要让一栋15层的高楼在超音速飞行中,用300多秒把比子弹还快的速度硬生生降到零,轻盈落地,稳稳站住,并且保证完好无损。

双路径回收

开启航班化发射时代

　　当朱雀三号遥二运载火箭稳稳站住,成功回收,它的意义非常重大。

　　其一,标志着中国航天拥有了第二型可回收运载火箭。其二,随着复用次数增多,发射成本也将逐渐降低到70%以上。其三,卫星互联网组网也有了“新班车”——它未来20吨级的运力,一次能送几十颗卫星上天。

　　值得注意的是,火箭成功回收不等于直接复用。落地箭体需经过全套无损检测、结构疲劳评估、关键部件更换、地面试车核验等一系列流程,通过全部考核后,才可执行二次发射任务。

　　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。　

据央视、新华社、中新社