这个事儿,还得从西北大漠里的那一阵轰鸣声说起。
1月12日这一天,酒泉卫星发射中心,零下十几度的低温里,一枚叫做力鸿一号遥一的飞行器腾空而起。虽然说现在中国航天发射的频率很高,大家都有点审美疲劳。但这回不一样,这回唱主角的,除了中科宇航这家商业航天公司,还有一个非常有意思的存在——中山大学。
咱们不妨把视线拉回到发射的那一刻。下午4点整,火箭升空,一口气冲到了120公里的高度。这个高度很有讲究,学界有个词叫“卡门线”,也就是海拔100公里,那是大气层和太空的分界线。冲过了这条线,就算进入了太空。但这回的任务,不是为了上去就不回来了,而是为了验证“怎么回来”。
大家都知道,现在的世界航天,有一个绕不开的话题,就是马斯克的SpaceX。人家的猎鹰9号,那是真的能把火箭像倒车入库一样收回来,这就把发射成本打下来了一大截。坦率地讲,在可重复使用运载火箭这个领域,我们和世界顶尖水平是有差距的,承认这个差距不丢人。
正因为有差距,所以国内这些年,无论是国家队还是民营商业航天,甚至像中山大学这样的高校团队,都在拼了命地追。
想象一下,一枚火箭冲到120公里高空,然后关机,开始往下掉。这时候,它实际上是一个无动力的状态。在这个过程中,风怎么吹、气流怎么扰动、姿态怎么偏,都是未知数。要想让它精准地落到指定的地方,甚至还要控制好落地的姿势,这就需要极高算力的计算机在毫秒级别内疯狂计算,不断修正轨迹。
这就好比你骑着一辆没有动力的自行车从山上冲下来,不仅不能摔倒,还得在狂风中避开石头,最后稳稳停在一个画好的圈里。
这就叫“在线轨迹优化制导”。
以前咱们搞航天,很多时候是“标准弹道”,路是提前算好的,火箭你就照着走,走偏了就纠正回来。但那是针对一次性火箭。可重复使用火箭面临的情况要复杂得多,跨越的速度域大,空域也大,这就要求火箭自己得有“主观能动性”,自己得会算路。
这次试验最让大家伙儿觉得提气的一点是,这个“慎思”二号D系统,用的是100%的国产元器件。以前咱们在一些高端芯片上是受制于人的,所谓的“卡脖子”往往就卡在这儿。现在,中大的团队把这个硬骨头啃下来了,不管是处理器还是算法,全都是咱们自己家里种的粮。这说明什么?说明在核心关键技术上,我们要么不搞,要搞就是奔着自主可控去的。
这时候可能有人会问了,既然这么厉害,那我们是不是已经追上SpaceX了?
这个问题,咱们得客观看待。中大这次试验,是“百公里级高度剖面在线轨迹优化闭环制导”,这确实是国内首次。但正如团队负责人陈洪波教授所说的,我们得保持清醒。这次是无动力返回,跟人家那种带着火反推、垂直降落的完全全流程回收,在技术难度和复杂程度上还是有差别的。我们是在赶超,是在攻关,但还没有到可以开香槟庆祝“遥遥领先”的时候。路要一步一步走,饭要一口一口吃,这种务实的态度,才是科研该有的样子。
咱们把目光再放长远一点。可重复使用火箭,到底意味着什么?
仅仅是省钱吗?省钱是表象。本质上,它是人类进入太空门槛的一次大降级。如果火箭能像飞机一样反复使用,那未来的太空旅游、太空采矿、甚至太空移民,才有可能从科幻变成现实。现在我们发一公斤东西上天的成本还是太贵了,贵到限制了我们的想象力。
美国人在这个领域走在了前面,这是事实。上世纪90年代的麦道DC-X,后来的蓝色起源,再到现在的SpaceX,他们积累了大量的失败数据和成功经验。我们起步晚,但我们走得快。从长征系列的不断改进,到像中科宇航、蓝箭航天、星际荣耀这些民营力量的崛起,中国航天正在形成一种“混合动力”的发展模式。国家队负责那些大国重器、深空探测,民营队和高校则在降低成本、技术创新上大胆试错。
这次力鸿一号的试验,虽然只是一个返回段的验证,但它验证的那个算法,那个“在线轨迹优化”,是未来所有可重复使用飞行器都绕不开的坎。你不管是火箭回来,还是以后搞空天飞机,这种高动态、强非线性的控制技术,都是底层的通用技术。中大的团队把这个地基打牢了,后面的楼才能盖得高。
历史的经验告诉我们,很多看似高不可攀的技术,只要中国人的聪明才智被组织起来,被调动起来,最后用之于民是早晚的事。当年的盾构机是这样,高铁是这样,未来的可重复使用火箭,我相信也会是这样。
回过头来看,中山大学这次把“慎思”两个字刻在了火箭的芯片上,确实挺有一番深意。在激烈的国际竞争中,我们需要慎思,需要冷静地分析差距,需要科学地规划路径,而不是只有一腔热血。
这事儿,往小了说,是一次成功的飞行试验;往大了说,它是中国商业航天版图上拼上的一块重要拼图。虽说现在还看不出全貌,但轮廓已经越来越清晰了。
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