在航天技术探索的征程中,中国再次书写了浓墨重彩的一笔。近日,长征十号乙运载火箭于海南商业航天发射场腾空而起,其一子级在完成既定任务后,借助“领航者”号海上平台的网系捕获系统成功实现回收,这一壮举标志着我国在可重复使用运载火箭领域取得了重大突破。
长期以来,火箭高昂的发射成本犹如一道难以跨越的门槛,严重制约着航天事业的规模化发展。若能实现火箭像飞机一样重复使用,进入太空的成本将大幅降低,航天探索也将迎来更为广阔的发展空间。正因如此,火箭可重复使用技术成为近年来航天大国竞相攻克的关键领域,并衍生出多种回收模式。
早期的伞降或机降回收模式,通过给火箭子级加装机翼或翼伞,使其如同飞机般滑翔水平降落,或者依靠降落伞减速后溅落回收。美国太空探索技术公司则提出了塔架/机械臂捕获的回收方式,火箭回降到发射塔前悬停,由发射塔上的巨型机械臂夹住其栅格翼下方的销钉实现回收。而目前应用最为广泛、技术最为成熟的当属垂直着陆回收,火箭子级重启发动机反推减速,展开着陆腿,精准垂直降落在陆地或海上平台上,这种定点软着陆精度极高,便于火箭快速检修和再次使用。
此次我国开创的网系回收技术,虽也属于垂直起降回收范畴,但其原理与舰载机借助阻拦索在航母降落更为相似。承担此次回收任务的海上平台“领航者”号,是专门为网系捕获方案量身打造的。该平台长144米、宽50米、吃水5.5米,满载排水量达2.5万吨,甲板上矗立着一套36米高的阻拦网架。整套回收装置由塔架、导轨、滑块、滑轮、电机、回收索和液压缓冲装置等设备构成。
火箭一子级再入大气层后,会主动调整飞行轨迹,朝着平台上方预定的捕获区域减速靠近。当火箭进入回收索构成的“井”字形捕获框时,箭体上的专用挂钩便会挂住回收索。与此同时,回收平台的网系系统并非被动等待,而是借助传感器实时感知火箭的位置与速度,通过电机驱动回收索动态微调“井”字捕捉框的姿态,确保火箭精准入网,并在缓冲装置的作用下平稳耗散残余动能。
与主流的垂直着陆回收相比,网系回收技术具有诸多显著优势。它为火箭结构优化提供了更大空间,由于无需安装沉重复杂的着陆腿和缓冲系统,火箭节省下的重量可转化为有效载荷,从而提升运载能力。箭体最终悬挂在回收索上,姿态更加稳定,还能远离海水浸泡与盐雾腐蚀,有利于延长复用寿命。网系回收对火箭末端着陆精度要求相对宽松,降低了导航与控制难度,其柔性的缓冲机制也能更充分地吸收着陆冲击。
更为关键的是,这种回收方式能显著降低单次发射成本。回收后的一子级经过检测维护可再次投入发射,使火箭从一次性消耗品转变为可反复使用的“太空班车”。这对于我国正在蓬勃发展的商业航天、大规模的卫星互联网星座部署,乃至更远期的载人深空探索而言,都提供了低成本且可靠的运力保障,具有不可替代的战略价值。










