一
幾天前,長征十號乙運載火箭發射成功,隨后一子級箭體返回,在海上平臺通過網系捕獲方式成功回收。就是下面這樣:
(來源:“人民日報”視頻號)
這是中國首次成功實施運載火箭一子級可控回收,也是全球首次運載火箭網系回收。
這次中國可重復使用火箭技術的歷史性突破,外媒評價積極。路透社、《金融時報》、Space.com等媒體同時提到這是“世界首次(World First)”;《科學美國人》雜志認為“中國超越了西方同行”,因為“此前尚未有國家能在火箭首次飛行中實現如此完美的一級助推器回收”。
如果說2015年SpaceX的獵鷹九號讓全球航天看到了可重復使用火箭的可行性,那么中國航天則讓世界看到,實現這個目標不只一條路徑。
有外媒注意到,中國開辟出了不同于SpaceX的技術路線:取消著陸腿,改用海上網系回收,減輕火箭重量、提升有效載荷、提高回收容錯率。
獵鷹九號選擇的“著陸腿”方案,是在火箭返回時依靠發動機減速,再展開四條著陸腿,讓火箭穩穩站在平臺上。針對重量更大的星艦助推器,SpaceX則嘗試使用機械臂捕獲回收,也就是網友們說的“筷子夾火箭”。
長征十號乙的網系回收雖同屬垂直起降回收,但返回的火箭不靠“腿”站立,而是直接飛進一張“大網”。
都是回收,工程思路卻不相同。
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外媒熱評中國航天“創造歷史”。圖源:新華國際頭條
二
有人問,既然SpaceX已把火箭回收做得很成熟,中國為啥不直接照做?
這就要聽專家的解釋了:
著陸腿回收,優點是周轉效率高,適合高頻次發射,但著陸腿從火箭發射那一刻起就得一路跟著飛上太空。火箭每一公斤重量都很寶貴,如果把這些重量“省”下來,火箭就能有更強運載能力。
網系回收,火箭無需配備復雜著陸腿,可減輕箭體重量,簡化箭上結構,增加運載能力和效益。同時,網系回收對火箭落點偏差的適應能力強,可通過網系協同“放大”捕獲窗口。
當然,海上網系回收有許多難點。回收平臺在海上,風浪不斷起伏,箭要找船,船也要找箭。如何讓移動的平臺成為火箭可靠的“著陸場”?如何讓柔性鋼索與高速返回的火箭精準配合?每一步都是世界級難題。
中國航天科技集團專家形容,讓一枚幾十米高的火箭垂直降落,就像讓一把掃帚在狂風中穩穩豎起來,還要讓這把掃帚在風浪起伏的大海上準確“掛”進四根鋼索間。
怎么做到?
中國為運載火箭回收專門研制了“領航者”號海上回收平臺,根據火箭飛行軌跡不斷調整位置;平臺上的網系裝置、光電測量設備、驅動系統實時協同,尋找火箭、跟蹤火箭、迎接火箭;火箭不斷修正姿態,與地面的鋼索精準配合,最終完成捕獲。
簡化箭上、復雜地面——這是一場箭與船、天與海共同完成的協同作業。可以說,海上網系回收充分發揮了中國在地面基礎設施建設、大型工程機械方面的獨到優勢,是經濟效益和安全性整體最佳方案。
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這是海上回收平臺通過網系捕獲方式成功回收長征十號乙運載火箭一子級。圖源:新華社
三
科技創新沒有統一答案,要結合條件思考什么真正適合自己,更要敢于探索前人沒走過的路。回頭看這些年中國的重大科技成果,會發現類似的例子很多——
北斗導航沒有照搬GPS,而是結合國家需求建立自有系統;高鐵沒有復制國外車型,而是在消化吸收基礎上形成完整自主技術體系;新能源汽車也沒有等著燃油車時代結束,而是變換賽道、后來居上。
別人走過的路,我們可以參考;別人沒走過的路,我們也可以自己走出來。與其跟著別人解題,不如提出自己的問題,給出自己的答案。
正如研發人員所說,長征十號乙回收成功只是第一步,中國可重復使用火箭技術還有很長的路要走。從首飛回收到高頻復用,再到降低維護成本、縮短翻修周期,大量工程問題需一步步解決,并通過更多飛行任務驗證可靠性。
過去有人問,中國什么時候能擁有自己的SpaceX?其實這個問題本就值得商榷。真正的創新不是復刻別人的成功,而是畫出自己的圖紙,走出自己的技術發展道路。可重復使用火箭技術如此,中國科技創新的征途亦如是。
(俠客島微信公號)
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