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藍(lán)箭航天的朱雀三號(hào)首飛成功入軌，但未能實(shí)現(xiàn)一級(jí)回收。
界面新聞獲悉，12月3日，朱雀三號(hào)遙一運(yùn)載火箭在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)發(fā)射升空，按程序完成了飛行任務(wù)，火箭二級(jí)進(jìn)入預(yù)定軌道。
此次任務(wù)同時(shí)開展了火箭一級(jí)回收驗(yàn)證，但過程中發(fā)生異常燃燒，未實(shí)現(xiàn)在回收?qǐng)銎旱能浿懀厥赵囼?yàn)失敗，具體原因正在進(jìn)一步分析排查。
本次任務(wù)雖未實(shí)現(xiàn)預(yù)定火箭一級(jí)回收目標(biāo)，但檢驗(yàn)了朱雀三號(hào)運(yùn)載火箭測(cè)試、發(fā)射和飛行全過程方案的正確性、合理性，各系統(tǒng)接口的匹配性，獲取了火箭真實(shí)飛行狀態(tài)下的關(guān)鍵工程數(shù)據(jù)，為后續(xù)發(fā)射服務(wù)、子級(jí)可靠回收可重復(fù)使用奠定了重要基礎(chǔ)。
火箭一子級(jí)負(fù)責(zé)提供初始推力將火箭送出低層大氣，使用液體推進(jìn)劑可以實(shí)現(xiàn)回收。二級(jí)負(fù)責(zé)在一子級(jí)分離后，把載荷精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道，通常不回收。
朱雀三號(hào)如果成功回收，對(duì)于中國(guó)航天具有里程碑式的重要意義，這將使得中國(guó)成為美國(guó)之后，全球第二個(gè)掌握可重復(fù)使用火箭技術(shù)的國(guó)家。
目前，全球范圍內(nèi)掌握可重復(fù)使用火箭技術(shù)的只有美國(guó)。SpaceX的獵鷹9號(hào)在2015年12月首次完成回收，后續(xù)成為該公司的主力箭型，憑借可重復(fù)使用技術(shù)大幅降本，適配星鏈的規(guī)模化部署需求。
今年11月，美國(guó)藍(lán)色起源的新格倫火箭成功發(fā)射并完成回收，使其成為全球第二家掌握火箭回收技術(shù)的公司。
此外，SpaceX的星艦也在去年10月完成“筷子夾”式回收，此后，星艦又開展了多次試飛。
上述兩家企業(yè)的可回收火箭均不是一次測(cè)試即成功。在實(shí)現(xiàn)成功回收前，獵鷹9號(hào)曾經(jīng)歷四次失敗，新格倫火箭首飛同樣回收失利，星艦多次在直播中炸毀。
朱雀三號(hào)可重復(fù)使用液氧甲烷運(yùn)載火箭(型號(hào)代號(hào)：ZQ-3)是藍(lán)箭航天面向大型星座組網(wǎng)任務(wù)，自主研制的一款大運(yùn)力、低成本、可重復(fù)使用的大型液體運(yùn)載火箭。
朱雀三號(hào)遙一運(yùn)載火箭為兩級(jí)串聯(lián)構(gòu)型，一二級(jí)箭體直徑4.5米，整流罩直徑5.2米，全箭長(zhǎng)66.1米，起飛質(zhì)量約570噸，起飛推力超過750噸。
該火箭采用不銹鋼作為箭體主結(jié)構(gòu)材料，一子級(jí)配備九臺(tái)天鵲-12A液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，安裝子級(jí)回收所需RCS、柵格舵和著陸支腿，可在執(zhí)行軌道發(fā)射任務(wù)后自主高精度返回，在回收?qǐng)鰧?shí)現(xiàn)軟著陸并重復(fù)使用。
朱雀三號(hào)想要完成回收，面臨諸多困難。藍(lán)箭航天相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受界面新聞采訪時(shí)表示，首飛實(shí)現(xiàn)回收最大的挑戰(zhàn)在于發(fā)射場(chǎng)與回收區(qū)的天地協(xié)同。
“這不像固定靶射擊，而是要在飛行中動(dòng)態(tài)規(guī)劃一條精確的彈道，確?；鸺患?jí)能準(zhǔn)確飛回?cái)?shù)百公里外的著陸點(diǎn)?！鄙鲜鲐?fù)責(zé)人稱，這不僅需要火箭自身導(dǎo)航控制極其精準(zhǔn)，更依賴發(fā)射場(chǎng)測(cè)控、航區(qū)測(cè)控與回收區(qū)測(cè)控的無縫接力。
藍(lán)箭航天認(rèn)為，復(fù)用的意義不是展示技術(shù)，而是讓發(fā)射成本真正可控。朱雀三號(hào)在推進(jìn)系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)材料、回收方案等方面的選擇，不是追求極限性能，而是為了在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中減少易損件、降低維護(hù)成本，并支持高頻次發(fā)射。
2023年8月，朱雀三號(hào)項(xiàng)目立項(xiàng)，五個(gè)月后完成垂直起降回收百米級(jí)飛行試驗(yàn)。去年9月，朱雀三號(hào)完成回收復(fù)用最為關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)——垂直起降回收十公里飛行試驗(yàn)。從立項(xiàng)到首飛，藍(lán)箭航天用了兩年多的時(shí)間。
界面新聞了解到，朱雀三號(hào)實(shí)現(xiàn)了從液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)、不銹鋼箭體材料到航電控制系統(tǒng)的全鏈條國(guó)產(chǎn)化，在天鵲發(fā)動(dòng)機(jī)、大尺寸燃料箱整體成型技術(shù)和自主研制的GNC飛行控制軟件上，完成了關(guān)鍵突破。
藍(lán)箭航天成立于2015年，是中國(guó)最早一批成立的商業(yè)航天企業(yè)，在朱雀三號(hào)前，該公司進(jìn)行了四次成功的火箭發(fā)射。
2018年10月，該公司固體火箭朱雀一號(hào)，進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首次民營(yíng)運(yùn)載火箭的入軌發(fā)射，但發(fā)射失敗。此后，藍(lán)箭航天放棄無法重復(fù)使用的固體火箭，專注于液體火箭研發(fā)。
在朱雀三號(hào)前，藍(lán)箭航天也曾在2023年7月發(fā)射其自研的液體火箭朱雀二號(hào)，當(dāng)年完成連續(xù)入軌。
朱雀二號(hào)創(chuàng)下多個(gè)歷史之最，其先于美國(guó)太空探索技術(shù)公司(SpaceX)的星艦，成為全球首枚成功入軌的液氧甲烷火箭，也是國(guó)內(nèi)首款連續(xù)發(fā)射成功的民商液體運(yùn)載火箭。
相比于朱雀三號(hào)，朱雀二號(hào)及其改進(jìn)型的運(yùn)載能力較小，其近地軌道運(yùn)力最高6噸，遠(yuǎn)小于朱雀三號(hào)的21.3噸，難以支撐低軌互聯(lián)網(wǎng)星座大規(guī)模組網(wǎng)的需求。
液體火箭實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用，核心目標(biāo)之一是為國(guó)家低軌互聯(lián)網(wǎng)星座組網(wǎng)提供高效支撐，助力中國(guó)在新一輪太空競(jìng)賽中牢牢掌握戰(zhàn)略主動(dòng)。
目前，中國(guó)已發(fā)布商業(yè)衛(wèi)星星座計(jì)劃達(dá)65項(xiàng)，向國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)申報(bào)的低軌衛(wèi)星總規(guī)模達(dá)8萬顆。
其中，國(guó)網(wǎng)星座(即GW星座)與千帆星座將在2024-2035年間分階段部署近2萬8千顆衛(wèi)星，未來7-10年需700-800枚單發(fā)運(yùn)力不低于18噸的運(yùn)載火箭。
因此，近年來商業(yè)火箭企業(yè)均將目光聚焦在大運(yùn)力液體可回收火箭上。除了藍(lán)箭航天的朱雀三號(hào)，目前商業(yè)航天企業(yè)的液體可回收火箭還包括天兵科技的天龍三號(hào)、中科宇航的力箭二號(hào)、東方空間的引力二號(hào)、星際榮耀的雙曲線三號(hào)、星河動(dòng)力的智神星一號(hào)等。
界面新聞了解到，天龍三號(hào)和力箭二號(hào)也計(jì)劃于今年內(nèi)首飛，但區(qū)別于朱雀三號(hào)，這兩款箭型的首飛將不完全驗(yàn)證回收。
朱雀三號(hào)與SpaceX的獵鷹9號(hào)相比，前者采用液氧甲烷作為推進(jìn)劑，一次性任務(wù)近地軌道運(yùn)力約21.3 噸；后者采用液氧煤油作為推進(jìn)劑，不回收狀態(tài)下近地軌道運(yùn)力22.8 噸。
在材料選擇上，朱雀三號(hào)和SpaceX的星艦一樣采用的是不銹鋼箭體。
此前，馬斯克在社交平臺(tái)上評(píng)論朱雀三號(hào)稱，如果一切順利，朱雀三號(hào)可能會(huì)在五年內(nèi)超過獵鷹，到那時(shí)SpaceX已開始發(fā)射星艦了。
朱雀三號(hào)按照20次可重復(fù)使用設(shè)計(jì)。復(fù)用20次時(shí)，發(fā)射的成本基本僅為復(fù)用的邊際成本。藍(lán)箭航天董秘張宇蛟告訴界面新聞，朱雀三號(hào)的目標(biāo)是把每公斤的發(fā)射費(fèi)用降低到2萬元人民幣以下，大幅降低進(jìn)入太空的成本。
據(jù)張宇蛟介紹，朱雀三號(hào)從立項(xiàng)之初，其不銹鋼箭體、液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)路線，就是直奔“可重復(fù)使用”和“降低成本”這兩個(gè)核心市場(chǎng)命題去的。一旦成功，能把每公斤發(fā)射成本會(huì)大幅度降低，這個(gè)價(jià)格本身就是最強(qiáng)大的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力量。
朱雀三號(hào)遙一任務(wù)采用航區(qū)回收，在距離發(fā)射場(chǎng)數(shù)百公里的安全航區(qū)建立專門回收著陸場(chǎng)。朱雀三號(hào)總指揮戴政表示，這種方式能減少回收帶來的運(yùn)力損失，對(duì)不同軌道任務(wù)適應(yīng)性更強(qiáng)，也更符合我國(guó)陸地發(fā)射場(chǎng)布局的實(shí)際情況。
區(qū)別于視覺沖擊十足的星艦“筷子夾”回收，朱雀三號(hào)是“垂直起降”回收法。
戴政表示，朱雀三號(hào)選擇著陸腿方案，是基于當(dāng)前技術(shù)成熟度和工程可靠性做出的務(wù)實(shí)選擇。它系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，對(duì)地面設(shè)施依賴小，能快速驗(yàn)證回收的核心流程。長(zhǎng)期看，“筷子夾”的捕獲方案在維護(hù)效率和發(fā)射節(jié)奏上潛力巨大，但依賴極其復(fù)雜的地面系統(tǒng)和精準(zhǔn)控制。
藍(lán)箭航天計(jì)劃分步走，先用著陸腿攻克“回收”本身，積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)；未來會(huì)基于高頻的任務(wù)需求適時(shí)引入更高效的回收方式。