2月3日,朱雀三号一飞冲天,拿下了中国首枚复用火箭入轨的头彩,但却在一级回收的最后关头没能站住,直接摔在了回收场坪边缘。
入轨满分回收挂科,一喜一忧的结果瞬间引爆舆论。
既然火箭已经能把卫星精准送入轨道,为什么却在回收关头失败?为什么又说虽败犹荣呢?
若以考试评分标准来看,朱雀三号的首飞任务绝对可以拿到99分,运载火箭成功与否的核心指标永远是“能否将有效载荷送入预定轨道”。
从这一点看,朱雀三号圆满完成了本职工作,火箭升空后的各项程序标准有效,最终精准进入预定轨道,从运载工具的角度来说,朱雀三号的总体设计方案、动力系统匹配性以及各系统接口协调性都经受住了实战考验。
朱雀三号是全球范围内首款采用不锈钢箭体,并使用液氧甲烷作为推进剂的入轨火箭,相比传统铝合金材料,不锈钢虽然重一些,但制造成本要低很多,不锈钢还具备优异的耐高温和抗疲劳性能。
这种材料特性,是可以同可重复使用火箭完美融合的,此次入轨成功也直接证明了不锈钢+液氧甲烷组合在结构设计和加工工艺上完全可行,中国商业航天也通过本次实验,取得了系统性技术突破。
一级回收的“折戟”虽然未能达成圆满软着陆,但过程表现依然可圈可点,火箭一级在返回过程中,导航、制导与控制系统在高速再入环境中表现出了极高稳定性。
虽然最终回收失败,但残骸最终落点距回收场坪中心极近,横向偏差极小,即便在动力系统出现异常的情况下,控制算法依然执行了绝大多数指令。
这说明蓝箭航天的基本功非常扎实,落点的相对准确也说明控制公式没有什么问题,着陆失败不过是附加题没有拿到满分而已。
这毕竟是处于验证阶段的首飞火箭,这种“部分成功”所获取的数据价值,完全不亚于完美着陆。
很多人都知道,我国航天圈子向来求稳,既然回收技术尚存风险,为何要激进选择“首飞即回收”呢?
火箭复用具备商业价值已经被SpaceX用猎鹰9号证明过了,现在全球大部分商业发射市场,已经被美国公司垄断。
从这一点来看,中美公司还是有一些差距的,如果中国商业航天继续求稳为主,那就永远没办法弯道超车,也无法在未来卫星互联网建设中占据一席之地。
航天技术商业化最重要的就是降低成本,航天活动早就已经深度融入经济生活,现在全球各国在搞卫星组网,用不了多久太空物流一定会慢慢发展起来,但这一切的前提,都是尽最大可能的降低发射成本。
传统航天领域之所以无法商业,就是因为成本太高,火箭为一次性消耗品,就算拼尽全力增加载荷,也无法改变成本高昂的事实。
只有将火箭从“消耗品”变为“耐用工具”,通过数十次重复使用分摊制造成本,才能真正实现发射价格的数量级下降。
朱雀三号的设计目标就是复用次数不低于20次,一旦成功,就可以彻底降低我国商业发射的成本,很好的应对未来大规模卫星组网的需求。
更何况在成功道路上经历失败是必然的,猎鹰9号的失败要比朱雀三好多的多,正是因为这些失败,才换来了宝贵数据快速迭代。
所以朱雀三号着陆失败并不可怕,实验跟现实终归是会有差距的,只有在真实的飞行中暴露问题,才能随后分析问题并解决问题,中国的商业火箭才能实现快速迭代。
很多人都看过猎鹰9号的回收视频,从画面上看火箭回收其实并不难,无非是用筷子把火箭给夹住而已,但其实火箭回收的难度比一般人想象的要高得多。
哪怕火箭燃料耗尽,重量也能轻松达到几十上百的,再加上火箭是从几百公里高空以超音速重返地面,这种难度就跟让高楼大厦从天而降并精准停在硬币上差不多。
这就是火箭回收的控制难题,发射阶段的火箭只需克服重力加速向上就可以,工况相对单一,而在回收阶段,火箭不仅要经历剧烈减速,还要在极短时间内同时控制位置、速度、姿态和角速度四个变量。
此时火箭发动机的喷管迎着高速气流喷射,外部气流肯定会倒灌进喷管,这种逆风点火的复杂工况是地面风洞无法完全模拟的,这也是朱雀三号本次软着陆失败的原因。
为了攻克难题,研发团队其实已经做了大量铺垫工作,早在2024年9月,朱雀三号的VTVL-1试验箭就曾圆满完成十公里级的垂直起降飞行试验。
在那次试验中,火箭验证了栅格舵-冷气姿控-发动机联合制导控制技术,还专门验证了应对高空横风的实时修正算法,当时火箭在空中二次点火,成功抵消了高空风干扰,最终着陆精度达到了1.7米。
可十公里级的低速试验与入轨发射的高速再入环境还是存在巨大差异,入轨任务中,火箭面临的热流密度更大,气动环境也更加恶劣,任何微小扰动都会在超音速状态下被无限放大。
万事开头难,我们真的没必要苛求每一次发射都必须完美无缺,只要能在失败的过程中不断迭代技术,中国航天就一定会越来越好。
虽然朱雀三号没能在戈壁滩上站着回来,但其带回的数据已经为下一枚火箭铺平了道路,随着“朱雀”、“天龙”、“长征”等多个系列复用火箭相继登场,中国航天的未来可期!
对此,我们不妨多一点耐心,毕竟探索宇宙不是一代人或者一次发射就能完成的事业。