前段时间,我国长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场完成了一次壮举,在将卫星成功送到预定轨道后,火箭的一二子级分离,随后一子级成功通过网系捕获方式成功回收。

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就在中国完成这一历史性突破后,日本宇宙航空研究开发机构也在秋田县进行了实验,但这中间的差距实在是太大,一个是飞向300公里外的天空,一个仅仅离地面11米,完全不在同一档。

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7月10日,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场点火升空,成功将卫星送入预定轨道。

火箭一二子级分离约6分钟后,一子级垂直返回,在距离发射场300余公里外的海上回收平台通过网系捕获方式成功回收。

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承担回收任务的是“领航者”号回收船,船长144米、宽50米、满载排水量2.5万吨,具备DP2级动力定位能力。

该船能在5级海况下保持厘米级定位精度,为火箭精确着陆提供了稳定平台,当火箭下降至船上空时,箭体上4个挂钩稳稳挂在呈“井”字形布置的绳网上,完成捕获回收。

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这套系统由中国运载火箭技术研究院自主研制,取消了传统着陆腿,箭体结构大幅简化,减轻了数吨重量。

长征十号乙直径5米,采用两级串联构型,全箭起飞推力约890吨,重复使用状态下近地轨道运载能力16吨。

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该火箭一级配备9台液氧煤油发动机,具备深度变推能力,这是实现垂直回收的核心技术之一。

中国也成为全球第二个掌握火箭垂直回收技术的国家,美国太空新闻网站指出,中国独创的海上网系回收方案为火箭复用提供了另一种可行路径,其捕获效率和运载能力损失控制均优于传统着陆腿方案。

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中国成功回收火箭的次日,即7月11日,日本宇宙航空研究开发机构在秋田县能代火箭试验中心启动了RV-X原型回收火箭的首次飞行测试。

测试中,箭体爬升至约11米高度,悬停后侧向平移了大约16米,随后以垂直姿态降落着地,全程耗时不足30秒钟。

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RV-X箭体全长7.3米,直径1.8米,装配一台液氧液氢发动机,底部设有四根支撑腿,该发动机推力仅2吨左右,专为低空验证设计,与真正具备实用能力的运载火箭动力系统存在显著差距。

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日本共同社对外宣称该次着陆试验获得成功,但不少日本本地媒体关注到,飞行最大高度仅有11米,认为该指标过于有限,项目主管伊藤隆在线上记者会上表示,所有预定测试项目均按计划顺利完成,未出现异常情况。

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不过,试验现场画面传出后,部分日本网友并不买账,觉得这更像一次小型技术演示,距离追赶美国太空探索技术公司的水平还差得很远。

事实上,日本航天机构从2016年起就已着手RV-X的研制工作,其规划目标是在2030年代前期将该型号投入商业发射市场,用以接替现役的H3火箭,成为下一代主力运载工具。

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业内将这类低空垂直起降试验称为“蚂蚱跳”,日本这次试验属于最基础的低空验证,而中国完成的是轨道级别的火箭回收,两者之间的差距,不只是一个数字的问题。

中国长征十号乙从海拔100千米以上的高度返回,经历滑行调姿、动力减速、气动减速和着陆段四个阶段,在不到6分钟内完成空中调头、减速刹车、精确着陆等一系列高难度动作。

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火箭一子级从太空返回海上平台,与一艘船在茫茫大海上完成精准对接,返回时的速度从数千米每秒降至零,制导控制精度达到米级。

日本RV-X的11米飞行,相当于在地面上蹦了一下,而中国长征十号乙的回收,是一次完整的轨道级任务验证,火箭先送卫星入轨,再让一子级从太空返回并被海上大网稳稳接住。

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一个是实验室里的原理验证,一个是真实飞行剖面下的全面实战,两者不在同一个技术量级上。

中国独创的海上网系回收,不仅简化了箭上结构、增加了运载能力,还将捕获窗口大幅放宽,网系采用高强度芳纶纤维编织,可承受数十吨的冲击载荷,同时具备缓冲吸能功能,确保箭体着陆时不受损伤。

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日本方面,RV-X的试飞原定今年3月实施,因恶劣天气与设备故障延期,日方政策目标是将航天发射成本压缩至H3火箭的十分之一,但距离2030年代初的商用目标还有相当长的路要走。

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相比之下,中国航天科技集团已预计在今年年底前完成回收的一子级火箭复用飞行,中国后续还将进行多次轨道级回收验证,逐步积累重复使用经验,为未来百吨级可重复使用运载火箭的研制奠定基础。

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中国用一张海上大网接住了从天而降的火箭,日本还在为11米的“蚂蚱跳”宣布成功,这两件事发生在相邻的两天,放在一起看,高下判若云泥。

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中国航天迈入了火箭回收时代,而日本的RV-X才刚刚学会蹦跶,从技术积淀、工程规模到实际成果,双方完全不在同一档次,未来航天发射的竞争,最终要靠实实在在的轨道级能力说话,而非一次低空试跳所能定义。

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