讲个故事。欣赏过无数遍马斯克的火箭回收后,昨天终于精晰看到咱们自己的火箭回收了。中午12点15分在海南,一枚890吨推力的火箭把卫星送进太空,然后掉头回来了。它从300公里外的海上,精准落入了一张阻拦网里。海上网系回收。这是全球第一次。长征十号乙。首飞就回收成功。
这个视频我帮你讲透这件事的含金量,一定值得你看完并转发。而要弄懂它的含金量,我还是得先简单讲清楚全球火箭回收现有的几条路。
第一条路,SpaceX的猎鹰9号。火箭底部装4条液压着陆腿,大概6吨重,全程驮着上天。返回时发动机反推减速,最后腿展开,像直升机一样自己站着降落在驳船上。这条路SpaceX走了13年,着陆600多次,单枚火箭最多复用36次,非常成熟。代价当然也有,6吨负重多烧了燃料,硬着陆冲击大,每次多少都会伤箭体结构,而且必须极度精准,离回收平台正中心误差超过半米就彻底翻车。
第二条路,SpaceX的星舰。更激进——没4条着陆腿了,但要求火箭必须飞回陆地发射场。就你们都看过的,发射塔两侧伸出两根36米巨型机械臂,被称作筷子夹火箭。好处是夹住就直接放回发射台,理论上几个小时就能复飞。坏处是只能陆地用,返程要烧大量燃料,精度要求也极高——200吨的庞然大物在风中精准停在两根筷子之间,稍有偏差就是灾难。目前还处在试验阶段。
第三条路,中国的。不装腿,不用筷子夹,用网兜。
火箭一子级身上只装4个钛合金挂钩,不到1吨。回收船叫"领航者"号,长144米,宽50米,排水量2.5万吨,甲板中央架着36米高的"井"字形阻拦网,配液压缓冲装置。火箭返回时减速下降,挂钩挂住网绳,船上的缓冲系统吸收全部冲击力,全程没有硬接触。
最直观的类比是航母舰载机着舰。区别是舰载机是靠阻拦索,水平的,火箭靠网绳,垂直的。
这三条路的核心差异其实就一个问题:谁在"接"火箭?猎鹰9让火箭背着6吨着陆装备上天,星舰让火箭飞回固定塔架被夹,中国选择把复杂性从火箭身上拿下来,转移到海上平台——火箭只管轻装出发和返回,地上的网负责接住它。
好处很实在。火箭减重近5吨,省下来的重量全是有效载荷,回收状态下近地轨道运力16吨,和猎鹰9号一个级别但损耗更小。网比腿宽容——着陆腿要求落点误差半米以内,网系捕获容错窗口是几十米,海上风浪晃一下也不会翻车。网是柔性缓冲,箭体几乎不受结构性损伤,复用寿命更长,检修成本更低。
但是,难度也独特。难在箭和船的协同。火箭从海拔100公里以上高度下落,数倍音速,南海上风大浪大,巨轮也在晃。火箭要靠自己的导航系统实时算位置、调姿态,船上的网系要实时监测箭体状态、调绳索松紧。双方同时动,在浪尖上完成对接。最终正中靶心。技术专家孙振莲管这叫"双向奔赴"。
昨天现场看直播的人说,一子级稳稳落入网中的那一刻,很多航天人哭了。
火箭的总设计师叫容易。“心情非常激动,非常自豪”(原视频)这个名字放在这件事上,有一种宿命感。她同时还是长征十号甲的总设计师——长十甲负责载人登月,长十乙负责商业航天,两款火箭共用一子级和回收系统。从图纸到首飞回收成功,不到一年半。回收船"领航者"号的总设计师叫何光伟。昨天,他在手机上发了四个字:稳如泰山。
中国成为继美国之后,全球第二个掌握大运力可回收火箭技术的国家。但我得客观地说,差距是客观的。SpaceX猎鹰9号着陆600多次,年发射超100次,单枚复用36次。长征十号乙还是第一次。从"能回收"到"高频复用"到"商业成熟",中间还有很长的路要走。
不过路已经开了。预计年底完成复用飞行。后续2.8万颗卫星等着上天,按每箭20颗算,还要约1400发。一次性火箭不够用,可回收是刚需。复用到10次以上,单次发射成本就下降大概80%。而且长十甲的任务是发射载人飞船去月球。也就是说,未来登月的火箭,也可能回收复用。
从图纸到海上首次成功捕获,中国用了不到一年半时间。更重要的是,中国选择了另一条路。不是追着别人的答案跑,而是换了个问法。当所有人都在研究怎么让火箭站稳时,咱们想的是:为什么不让地面去接住它?转发这个故事,并点亮右下角的红心。反向破局,四两千斤,这是太极之道,也是中国智慧。我是荐叔,首页关注我,我的故事让你更懂世界和人心 http://t.cn/AXKyZUI8
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