要说火箭发射,以前都是这样的场景画面:倒计时归零之后,烈焰喷涌,巨大的火箭腾空飞起,然后也就没有然后了。

燃料耗尽之后的火箭箭体,要么最终在大气层中烧毁,要么就变成了残骸坠入到无人区里。过去几十年,世界航天都是这么干的。

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但美国有个人不服气,凭啥飞机就能一趟一趟来回飞,火箭就只能飞一回?他的SpaceX公司就搞出了火箭垂直回收技术。火箭的一级火箭,也是火箭成本最贵的那段,发射完了还能自己飞回来,并稳稳地站在地上,“擦擦灰”下次接着用。这一下子就把整个航天的逻辑给改了,人们看航天成功与否的标准,不再是“能不能上天”,而是“能不能发上去,再回来”。

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现在,中国也开始卷火箭回收了。

就在6月9日,蓝箭航天的朱雀二号改进型火箭,完成了一次“一箭双星”发射,把两颗卫星送进了预定轨道。但人们的关注点,则在于这枚火箭用了一种新的方式,完成了火箭两级之间的分离。

传统火箭一级和二级之间,用的都是小型爆炸螺栓连接。分离时候,引爆螺栓,炸开连接,让二级火箭自己飞走。这个过程简单粗暴,只要一炸就不可逆,不受地面控制。但朱雀二号这次就做了一个大的改进,就是用气动推杆代理火工品。

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你可以这样理解,以前是把螺栓“炸断”,现在是把插销“拔掉”,在高压气体推动之下,连接机构解锁,两极火箭自然分离。这样的话,好处太明显了。没有了炸药,风险降低,在地面也能反复测试。毕竟炸药时代,你总不能没事就炸一炸吧?再有就是成本可控,气动推杆咱自己就能造。

说完朱雀二号,就得提提蓝箭航空的另一款更牛的朱雀三号火箭了。

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这是咱们民营航天公司里,现阶段能拿出手的最强运力火箭了,近地轨道运载能力不低于11.8吨,未来要提升到21.7吨。而且朱雀三号从一开始设计,就是奔着可重复使用去的。

去年,朱雀三号遥一火箭,就进行过了一回回收试验。所有过程都顺利,但最后着陆阶段除了意外,火箭残骸摔在了预定着陆场边缘。可以说最难的控制技术部分,已经基本攻克了,或许只是缺了一些“运气”吧。

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现在,朱雀三号有了新消息。预计月末或下月月初进行朱雀三号遥二的试射。

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在甘肃武威民勤县,被上次试验砸坏的着陆场,已经完全修复了。下一枚朱雀三号火箭,即将实施中国第三次入轨发射条件下的回收试验。这一次,所有人都憋着一口气,希望能看到咱们自己的火箭,稳稳当当地站在那片戈壁滩上。

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在这场“火箭回家”的竞速赛里,蓝箭航天只是其中一位实力选手。咱们国内还有好几家民营航天公司,跑在不同的路线上,但目标是同一个:可回收。

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蓝箭航天走的是重型液体火箭+液氧甲烷发动机的路线。这种发动机推力大、无积碳,特别适合多次点火和深度节流,是回收的理想选择。

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深蓝航天的策略是,先造小一点的试验箭,然后一次又一次地做垂直起降试验。2021年,他们完成了米级回收;同年10月,完成了百米级;2022年,完成了公里级。一步一个台阶,从低空到高空,把复杂的回收系统拆解成一个个小问题,逐个攻克。

这种路线的优点是迭代速度快,短时间就能积累大量真实飞行数据。但缺点也明显:每次试验都是一次性消耗,燃料、设备、人力……钱烧得飞快。

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星河动力的想法很务实:回收很重要,但公司得先活下来。所以,他们先用成熟的谷神星一号固体火箭,老老实实地做商业发射,接订单、赚现金流。截至目前,他们已经成功发射了19次,把81颗卫星送上天,是国内发射最忙的民营火箭。有了稳定的收入,再回过头来慢慢布局可回收火箭的研发。这叫“用商业养技术”,用时间换空间。

你可能会问:现在发射订单这么多,一次性火箭也挺好用的,干嘛非要花几百亿去搞回收?

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短期看,不搞回收确实不会立刻被淘汰。但拉长到十年、二十年来看,回收是行业必然的选择。

道理很简单,就是算账。一次性火箭,造一枚花一个亿,发射一次就没了,这就是固定成本。可回收火箭呢?第一枚可能花了两亿来研发和制造,但飞一次回来,检修一下,加点燃料,下次接着飞。飞十次,平均每次成本就变成了两千万;飞五十次,成本就更低了。

马斯克的猎鹰9号,通过回收复用,已经把每公斤发射成本降到了1400到3000美元。他的下一代星舰,目标更是要降到100到200美元每公斤。

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咱们国内民营火箭呢?目前每公斤成本还徘徊在1万美元左右。这个差距,就是靠“回收”来追赶的。有专家测算过:一级火箭如果能稳定回收复用,单次发射成本相比一次性模式,可以下降60%到70%。

咱们国家的“千帆星座”和“星网”计划,未来十年要往天上发射上万颗卫星。国际电信联盟还有规定,必须在特定时间节点前完成一定数量的部署。

这么多卫星,如果每次发射都造一枚新火箭,生产速度根本跟不上。但如果火箭能重复使用,那就是“火箭等卫星”,而不是“卫星等火箭”。发射频率,将不再被制造能力卡脖子。

更别提太空轨道资源了。低轨道的坑位是有限的,谁先占上谁就有主动权。目前全球在轨卫星,美国占了76%,中国只占9.4%。未来十年,是太空卡位的关键窗口期。更低成本、更高频率的发射能力,就是核心竞争力。

所以你看,回收不是一道选做题,而是一道必答题。