陸回收「不鏽鋼製」火箭創全球先例!實現「陸地回收、海上網捕」雙軌並進
中國大陸民營航太公司「藍箭航太」(LandSpace)研製的朱雀3號遙二運載火箭,19日在東風商業航太創新試驗區發射升空,火箭一子級按預定程式成功著陸於甘肅省民勤縣朱雀三號著陸場坪。這是中國在重複使用火箭關鍵技術上取得的1次關鍵突破,亦是首款成功入軌並實現陸地回收的運載火箭。與此同時,中國也是全球第1個沿著不同技術路線,成功實現軌道發射後回收的國家,形成雙軌並進的技術策略。即使是率先開創可重複使用火箭技術的美國,目前也尚未完成同樣的技術布局。據《南華早報》報導,藍箭航太19日成功回收1枚「不鏽鋼製」助推器,不僅創下全球先例,也標誌著中國在發展低成本、可重複使用火箭方面邁出重大一步。此前,用於這類發射任務的可重複使用助推器均採用鋁合金製造,而鋁合金的設計與原材料成本較高,因此開發成本可能更為昂貴。朱雀3號是中國第1枚同時完成入軌以及第1級回收的商業火箭。藍箭航天也成為繼美國太空探索技術公司(SpaceX)、藍色起源(Blue Origin),以及國有特大型企業「中國航天科技集團」(CASC)之後,第4個成功從軌道發射任務中,受控回收可重複使用運載器的實體。與SpaceX的「獵鷹9號」(Falcon 9)及藍色起源的「新葛倫」(New Glenn)一樣,朱雀3號採用著陸支腿回收火箭。不過,就在上個月,中國已經透過另1種不同技術,成為全球第1個在軌道發射任務中成功回收助推器的國家。當時,中國航天科技集團的「長征10號乙」(Long March-10B)第1級在發射後,利用獨特的海上網捕系統完成回收。SpaceX的「超級重型」(Super Heavy)助推器,同樣採用不鏽鋼製造,目前正等待美國聯邦航空總署(FAA)批准其首次回收飛行任務,屆時將用於把星艦(Starship)送入軌道。超級重型助推器同樣將嘗試1種不依靠著陸支腿的軌道回收方式,利用安裝在發射塔上的機械「筷子」臂,直接夾住並捕捉助推器。不過值得注意的是,19日的這項里程碑只是中國可重複使用火箭回收計畫的起點。相比之下,美國目前已經累積數百次成功的助推器回收與再次使用紀錄。另據中國官方《新華社》報導指出,這枚全長66公尺的朱雀3號火箭採用液態甲烷與液態氧作為燃料,19日上午7時35分從戈壁沙漠的酒泉衛星發射中心升空。火箭將鴻鵠3號(Honghu-3)網路衛星送入指定軌道,同時第1級返回地球,並在垂直狀態下成功降落於回收場。該回收場位於甘肅省民勤縣,距離發射場東南方約390公里。藍箭航天隨後在社群媒體發文表示:「此次任務標誌著中國首次成功使用著陸支腿回收第1級可重複使用運載火箭,也是中國首次成功在陸地上回收第1級軌道發射運載火箭。藍箭航天將持續推進可重複使用技術的迭代與工程驗證,助力我國進一步提升低成本、高頻率、高可靠性的太空運輸能力。」火箭副總設計師董鍇19日接受媒體訪問時表示,藍箭航天希望能盡快重新使用這枚回收的火箭,並希望未來朱雀3號每年能夠發射10次。報導補充,19日的發射,是藍箭航天第2次嘗試讓朱雀3號進入軌道並回收其第1級。在這枚火箭去年12月的首次飛行任務中,第2級成功進入軌道,但第1級在最後階段動力下降、準備朝著陸場降落時,突然爆炸。在那次任務結束後,朱雀3號項目負責人戴政告訴《央視》(CCTV),回收失敗的原因是第1級在距離地面約3公里高度時,未能按照要求重新點燃發動機。藍箭航天19日表示,在首次嘗試之後,公司針對可重複使用飛行對火箭進行最佳化,包括減少著陸點火發動機的數量、改進機載自主安全控制系統,以及強化再入大氣層時的熱防護能力。如今,朱雀3號已成為中國第2枚展示第1級回收能力的軌道火箭。第1枚是由中國航天科技集團研發的長征10號乙,其第1級在今年7月從海南省發射後,於1座海上平台上由巨型網具捕捉回收。這2枚火箭的酬載能力大致相近,所處級別也與SpaceX的主力火箭獵鷹9號相當。在1次性使用構型下,長征10號乙與朱雀3號分別可將約22噸與21噸酬載送入低地球軌道。若回收第1級,兩者的酬載能力則分別下降至約16噸與18噸。與朱雀3號的不鏽鋼設計不同,獵鷹9號採用鋁鋰合金製造。對此,董鍇表示,不鏽鋼的焊接工藝比鋁合金更加容易,而且這種材料價格低廉,同時具有良好的耐熱性能。這2枚火箭的成功回收,可能對中國建設寬頻網際網路巨型衛星星座具有關鍵意義。與SpaceX的星鏈計畫一樣,中國的國網(Guowang)與千帆(Qianfan)等計畫最終都設想將超過1萬枚衛星送入軌道,提供全球寬頻網路覆蓋。這不僅創造潛在的全球市場,也將形成具有重要戰略軍事價值的基礎設施。截至目前,星鏈已部署超過1萬枚投入運作的衛星,並在全球吸引超過1,200萬名客戶。就連烏克蘭的軍隊也廣泛利用星鏈進行戰場通訊,展現出這類衛星網路的軍事價值。相比之下,中國北京主導的國網衛星星座,以及由上海方面支持的千帆衛星網路,目前各自僅部署了約200枚衛星。這2項計畫的擴張部分受到中國缺乏類似獵鷹9號這種可重複使用主力火箭的限制。因此19日的這項成就顯示,中國可能有能力將自身的工程技術與製造能力轉化為更便宜、更快速的發射服務,使中國有望在中美兩國都加速部署網際網路衛星之際,與美國展開競爭。美國國家航空暨太空總署(NASA)已將可重複使用火箭的研發工作交由SpaceX等商業合作夥伴負責;中國則同時從國營與商業2個方向推進,由國家主導的太空計畫與商業航天產業同步研發可重複使用助推器。對此,中國國家航天局19日也表示,該機構協助協調朱雀3號的發射團隊,並表示將繼續支持中國可重複使用火箭技術的發展。中國可重複使用火箭接下來面臨的考驗,是這些成功回收的助推器能否完成翻修,並再次執行飛行任務。這是降低發射成本,以及支持更高頻率發射不可或缺的一環。