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2024 年深蓝航天星云一号火箭一子级高空回收飞行试验失利,未来计划如何?

   2024-09-25 网络整理佚名720
核心提示:2024年9月22日,我国民营航天企业深蓝航天在内蒙古额济纳旗试验场,实施了星云一号火箭一子级高空回收飞行试验。火箭总体飞行正常,但遗憾在最后阶段出现故障,未能完成全部试验流程。

2024年9月22日,我国民营航天企业深蓝航天在内蒙古额济纳旗试验场进行星云一号火箭第一级高空回收飞行试验,火箭整体飞行正常,但遗憾末级出现故障,整个试验过程未能完成。

深蓝航天表示,整个测试过程均在预控区域和安全计划内进行,未造成人员伤亡及无关财产损失。公司已展开调查,并将尽快恢复后续测试。

按照此前的计划,深蓝航天打算在未来几个月内利用同一枚火箭体,进行难度更大的百公里试验,充分验证在轨道发射任务中回收火箭一级的可行性。在此基础上,该公司预计明年利用拥有两级完整火箭的星云一号“完整体”,完成我国首次在轨道发射中回收火箭体的壮举。

深蓝航天和这次试验究竟有何特殊之处?失败是否会影响我国可重复使用火箭的发展?行业和社会应关注哪些问题?下面将简单探讨。

星云一号“完整版”由两级组成,火箭体直径3.35米,整流罩直径4.2米,最大入轨运载能力约2吨。火箭第一级可重复使用,配备9台雷霆-R1发动机;第二级配备1台雷霆-RV发动机。包括发动机在内的火箭核心设备均由深蓝航天研制。

1. 深蓝航天,火箭回收领域独一无二、实力雄厚的参与者

火箭回收再利用是全球航天界公认的发展方向,但在具体策略上,深蓝航天选择了“入轨回收”,有别于国内外公司的“先入轨、后回收”策略。

2022年5月,深蓝航天利用星云-M验证火箭完成国内首次千米级垂直回收试验,这款火箭的动力等系统与轨道火箭不同,试验难度较今天有所降低。

深蓝航天成立于2016年,是中国民营商业航天企业中的实力派。其“入轨后回收”战略,可以简单描述为公司自创立之初就专注于回收技术,并在回收技术的测试和迭代过程中逐渐积累入轨能力(两者并不矛盾),以最终同时完成火箭入轨和回收两项任务。与深蓝航天不同的是,包括SpaceX在内的其他国内外公司,都选择先研发具备入轨能力的火箭,然后再研发回收技术。

深蓝航天执行副总裁赵亚表示:“SpaceX选择‘先入轨后回收’,是因为十多年前,全球航天界都不相信火箭回收再利用是可行的,SpaceX自己也没有完全把握。为了至少能让公司活下去,SpaceX选择先实现入轨,通过发射卫星积累资金,然后再攻克回收技术。”

“但现在,当马斯克证明回收技术可行时,就没必要再浪费时间和精力去研发不可回收的火箭了,完全可以一步到位。”赵亚强调。

SpaceX成立于2002年,2015年成功将火箭第一级返回轨道,耗时13年。深蓝航天成立于2016年,若按计划2025年实现目标,仅需9年时间,不仅比SpaceX少很多,而且很可能领先于国内其他公司。

今天的实验或许会带来改变。

2. 试验失败不是灾难。中国在可重复使用火箭方面的发展仍需内外兼修。

深蓝航天并不是中国近期唯一一家进行火箭回收实验的公司。

去年12月至今年1月,星际荣耀、蓝箭航天两家民营企业均完成百米飞行试验,后者于9月11日成功进行10公里试验,在国内首次验证了发动机二次空气启动技术。今年6月,“国家队”中国航天科技集团八院成功进行国内首次10公里飞行试验。

2024年9月11日,蓝箭航天朱雀三号VTVL-1试验火箭进行10公里级别飞行试验。

2024年6月23日,中国航天科技集团八院开展我国首次十公里级火箭垂直起降试验。

但上述测试并非一帆风顺,测试过程中多次出现延误,甚至在发射前需要紧急排除故障。放眼国外,全球回收火箭领头羊SpaceX也曾发生过整枚火箭被摧毁的测试失败,可见火箭回收测试绝非易事。

2014年8月,SpaceX使用由猎鹰9号火箭第一级改装而成的F9R Dev1垂直起降验证火箭,因飞行异常在空中引爆自毁,避免危及地面人员和设施。

深蓝航天的失败和马斯克的“火箭爆炸”类似,都是技术攻关路上的积累,即便有挫折,也依然值得鼓励和肯定。中国各家企业的努力,无论成败,无论快慢,都是为了国家早日掌握火箭回收再利用技术。从实验到实用化的路上,未来还会有更艰难的挑战,比如以下几个方面:

一是技术难度大幅提升。非轨道回收试验,只需点火火箭一级1-3台发动机;轨道发射,火箭必须点火火箭一级全部9台或7台发动机。同一箭体多台发动机并联运行,将带来极其复杂的热环境,严重影响发动机工作状态。目前,我国尚未全面开展多台发动机并联技术验证。

此外,火箭还面临体积增大的要求,可回收火箭需要保留一定量的燃料用于着陆和减速,因此回收操作会削弱运力。据测算,低轨道运力10吨以上的火箭,回收再利用的价值才能充分体现出来,否则运力损失太大,往往得不偿失。以深蓝航天为例,要想实现火箭回收的商业闭环,就需要尽快投产运力远大于现有星云一号的星云二号火箭(低轨道运力20吨)。

第二,监管体系有待进一步完善。从以往经验看,包括SpaceX在内,多次试验、快速迭代、必要时“以飞代试”都是发展航天产品的高效方式。目前,深蓝航天已在内蒙古额济纳旗等地建设了自己的试验场,初步理顺了高频次亚轨道(非轨道)飞行试验的实施和监管方式,但场地目前并不具备轨道发射资质,后者仍局限于国家发射场。在国家发射场进行轨道发射及相关回收试验的流程还比较繁琐,如何在安全和效率之间取得平衡,仍需各方探索。

第三,优化资本与企业关系。目前我国民营航天企业基本都选择了社会化、商业化融资的创业路线,融资条款与互联网等现有行业类似,以短周期、高回报为目标。总体来看,这种“压力产生动力”的商业模式助推了我国新兴航天企业的快速发展,值得肯定。但过去几年的实践也表明,航天科技不同于以往互联网等创投风口,很多技术需要原创开发和验证,离不开时间和资源的积累,而非短期突破,或许更适合“耐心资本”。

此外,中国民营航天企业与SpaceX的一个重大区别在于,我们没有马斯克这样在资本和技术上都占有绝对主导地位的企业家。中国航天企业家除了解决技术问题外,还要很大程度上顾及投资人的感受,但缺乏对行业有深度理解的投资人。因此,企业运营中会出现一些“无意义”、“不科学”的操作,影响发展效率。

新旧关系如何实现平稳转型和过渡,国内外尚无先例,需要中国的实践者自己去寻找答案。

中国企业在技术、资本积累、治理等方面都比不上马斯克,但他们肩负着追赶马斯克、攀登世界之巅的重任。仅凭这一点,我们就应该给这些勇敢的人一个大大的拥抱。

未来是光明的。随着星网、千帆等超万颗规模的卫星星座建设,以及交通、物联网、地理信息、通信等行业对卫星服务的巨大需求日渐明朗,未来2~3年内能够实现中大型可回收火箭常态化运营的公司,将拥有丰厚的收入保障和极具想象力的发展空间。这是一份艰难但正确的事业。

天穹苍茫无边,英雄辈出。

 
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