中國長征十號乙運載火箭完成首次飛行任務,除將衛星送入預定軌道外,並透過海上平台的「井」字形緩衝攔阻網,成功捕獲垂直返回的一級箭體,成為中國首次完成運載火箭一級可控回收,也是全球首次採用「網繫捕獲」方式回收火箭。
長征十號乙於中午12時15分在海南商業航天發射場升空。火箭飛行約150秒後,一級與二級分離,隨後從100公里以上高空返回,並在發射約8分鐘後,由海上回收船「領航者」號精準捕獲。官方計劃今年底前進一步驗證一級火箭重複飛行。
目前全球主流可回收火箭多以著陸腿垂直降落,SpaceX獵鷹九號即採用這種方式,星艦則使用發射塔機械臂捕捉。長征十號乙研發團隊另闢蹊徑,讓返回火箭直接進入設置於海上平台的大型網繫系統,形成第三種回收技術路線。
承擔回收任務的「領航者」號滿載排水量約2.5萬噸,具備海上動力定位能力。船上回收塔架橫梁距離甲板逾60米,捕獲區域長寬均約44米,為火箭返回時可能出現的位置偏差預留空間。
一級箭體下降至平台上方並持續減速時,箭體上的掛索機構會提前展開,與四條呈「井」字形排列的繩索接觸。平台隨後驅動阻攔索、緩衝索及牽引索吸收下降動能,使火箭逐步減速並懸停於網繩中央。完成初步固定後,自動鎖緊平台會移至箭體下方,以抱夾裝置將火箭鎖定。
百層高樓投筆入筒
回收過程被形容為在動態環境中完成「百層高樓投筆入筒」。海上平台四角設置光達,實時測量火箭的位置與姿態,再根據數據調節繩索及捕獲系統,提高對接精度。
返回飛行分為滑行調姿、動力減速、氣動減速及著陸四個階段。一級分離後先展開柵格舵,完成再入姿態調整;其後發動機重新點火,在進入稠密大氣層前降低速度,避免高熱流及氣動載荷損傷箭體。
進入氣動減速階段後,火箭主要依靠柵格舵產生阻力,箭體底部須承受高溫及強大載荷。最後進入著陸階段時,火箭採用「準懸停」控制,在平台上方降低下降速度並調整位置,最終進入捕獲網。
中國航天科技集團專家指出,網繫回收毋須在火箭上加裝笨重的著陸支腿,可減輕結構重量、提升運載能力,並擴大落點容錯範圍,降低末端姿態控制難度。整套設備亦可按不同火箭尺寸調整,核心概念是讓回收平台適配火箭,而非要求火箭完全適應固定著陸場。
長征十號乙由中國運載火箭技術研究院研製,具備將至少16噸載荷送入近地軌道的能力。未來將主要承擔低軌衛星組網及其他商業發射任務,支援低軌衛星互聯網、中軌通信衛星、深空探測及載人航天等需求。
研發團隊表示,此次任務突破大運力、低成本及可重複使用火箭關鍵技術。若後續能夠實現箭體多次重複飛行,可望降低單次發射成本,提高中國高頻次進入太空的能力,並增強商業航天在國際市場的競爭力。(編輯部)