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中国首次成功回收长征十号乙一级助推器,并以海上网兜验证新的捕获路线,适合观察中国可复用火箭技术与发射能力的推进。

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中国的长征十号乙首次飞行便完成一级助推器受控回收,而且没有使用着陆腿,而是让海上平台的网兜在空中接住火箭。文章从这次任务的技术细节出发,继续追问它对中国载人登月、卫星部署速度与中美太空竞争意味着什么。
“显然,他们钦佩 SpaceX 所做的工作,并试图复制它。”
中国庞大的国有火箭开发商、中国长征火箭系列的制造商宣布,周五在南海首次回收了可重复使用的轨道级助推器。
这一具有里程碑意义的任务始于长征十号乙运载火箭从中国最南端的省份海南岛的文昌商业航天发射场升空。这枚约 209 英尺高(63.6 米)的火箭由七台煤油发动机提供动力,于美国东部时间上午 12:15(世界标准时间 04:15)或当地时间下午 12:15 在文昌海滨航天港起飞。
大约10分钟后,长征十号乙助推器从太空降落,引导自己进入固定在一艘海上船只上的四足框架中。当火箭关闭着陆引擎时,船体上呈网格状延伸的拉紧电缆捕获了火箭,留下阴燃的助推器悬在半空中。火箭的上级继续进入轨道并部署了一个名为 CX-26 的有效载荷。中国官员称赞这次飞行“取得圆满成功”。
“中国太空计划历史性的一天!”中国外交部发言人毛宁在10日写道,“中国长征十号乙运载火箭成功完成首飞,并通过海基网回收第一级。这标志着中国首次实现可控回收火箭,向可重复使用发射能力迈出了一大步。”
周五的着陆使中国航天科技集团公司(CASC)及其子公司中国运载火箭技术研究院(CALT)成为第三家完成这一壮举的企业。 SpaceX 于 2015 年使用猎鹰 9 号火箭,并于 2024 年使用星舰/超重型助推器实现了这一目标。去年 11 月,蓝色起源公司首次将其新格伦助推器降落在海上平台上。
SpaceX 和 Blue Origin 使用推进着陆将其 Falcon 9 和 New Glenn 助推器返回海上平台或陆上着陆场。通过 Starship,SpaceX 开创了一种新方法,使用安装在发射塔上的机械臂将火箭的可重复使用助推器接回发射台。
长征十号乙采用了不同的回收方法,将漂浮在下方的近海船只与捕获技术结合起来,有点像SpaceX在星舰上使用的技术。以这种方式捕获火箭可以减少重复使用对有效载荷能力的影响。长征十号乙不需要携带额外的着陆腿质量,并且将其在下游海域回收可以减少火箭在下降过程中必须消耗的燃料。
中国航天科技集团公司在一份声明中表示,长征十号乙试飞“验证了可重复使用发射架构的关键核心技术”,例如多发动机高空点火重启、高精度导航和控制,以及首次在海基平台上使用网兜系统捕获和回收。
周五的发射是长征十号乙运载火箭的首次飞行,这是一枚中型运载火箭,有效载荷约为 16 公吨(35,000 磅),飞往近地轨道。这略小于 SpaceX 猎鹰 9 号的升力能力。长征十号 B 有两级,助推器上有七台 YF-100K 发动机,消耗煤油和液氧,第二级有一台以甲烷为燃料的 YF-219 发动机。
“下一步,长征十号乙研制团队将持续优化运载器性能,加快可重复使用火箭技术的迭代升级。”中国航天科技集团有限公司表示。 “第一阶段再利用飞行试验预计将于今年年底完成。”
长征十号乙与中国的长征十号甲火箭类似,后者仍在等待首次全面试飞。长征十号甲具有与长征十号乙相同的第一级助推器,但上级和用于容纳货物和卫星的有效载荷整流罩不同。另一方面,长征十号甲运载火箭是为未来使用中国新型载人航天飞船孟舟号将载人发射到中国天宫空间站而设计的,取代中国的神舟号载人飞船和为其提供动力进入轨道的长征二号F火箭。
一种更重型的配置,简称为长征十号,是中国探月计划的关键部分。这种更强大的火箭将结合三个长征十号第一级助推器(每个都可重复使用)在一起,以在升空时产生更大的推力。第二级和第三级将推动中国宇航员及其月球着陆器飞向月球。中国政府表示,其目标是在 2030 年之前将其公民送上月球。周五的发射是朝着这一目标迈出的一小步。
中国今年二月发射了长征十号甲运载火箭的缩小版,其原型是梦舟太空舱,以测试航天器的发射中止系统,该系统将触发将宇航员从发生故障的火箭中带走。梦舟试验进展顺利,值得注意的是,长征十号甲在太空舱从助推器发射出去后继续飞行,最终返回地球在海上进行受控溅落。长征十号乙通过空中捕获将这一成就又向前迈进了一步。
多家商业和政府支持的中国火箭公司正在努力与美国建立公平的竞争环境。中国是世界第二大航天国家,但以 SpaceX 为主的美国公司向轨道发射有效载荷的频率约为中国火箭的两倍。 SpaceX 的快速发射节奏得益于部分可重复使用的猎鹰 9 号火箭,蓝色起源和中国公司正在寻求效仿。
美国军方官员认为,中国在可重复使用火箭方面的进步是释放该国潜在威胁美国太空资产能力的关键。 “我担心中国人何时能弄清楚如何制造可重复使用的运载火箭,从而使他们能够以比目前更快的节奏将更多的能力送入轨道,”太空军负责情报的太空作战副局长布莱恩·西达里少将在去年的一次会议上表示。
SpaceX 利用猎鹰 9 号的快速发射节奏为其商业星链互联网网络部署了 12,000 多颗卫星。星链为美国军方带来了多个衍生产品,包括一个名为“星盾”的安全通信网络,这是一个基于星链设计的间谍卫星星座。最近,SpaceX 赢得了为太空军提供新的空间数据网络的合同,并支持利用卫星识别地面和空中移动目标的新兴能力。
所有这些都将使美军在未来与中国的任何冲突中获得优势,中国仍处于发射自己版本的星链的早期阶段。中国对火箭重复利用的掌握将显着扩大该国的发射能力,加速缩小差距的能力。
美国退役太空军上校、米切尔研究所智囊团太空力量优势卓越中心主任兼太空研究高级研究员查尔斯·加尔布雷斯 (Charles Galbreath) 表示:“显然,他们钦佩 SpaceX 所做的工作,并试图复制它,同时如果美国有这样的机会,就把它从美国夺走。”
“我们会看看接下来会发生什么,”加尔布雷斯告诉 Ars。 “由于这种潜在的重复利用,他们是否能够快速转向并提高发射率?这会对他们部署卫星运行架构的能力产生什么影响?”
两家中国火箭公司已经尝试回收从中国内陆航天发射场发射的火箭。第一个是蓝箭航天,这是一家私人投资公司,于 12 月首次推出了中级朱雀三号火箭。火箭进入轨道,但助推器在戈壁沙漠着陆区附近高速坠毁。几周后,中国另一家国有火箭制造商成功发射了第一枚长征十二号甲火箭,但助推器在下降时再次失控,无法回收。
朱雀三号火箭的下一次飞行可能会在本月晚些时候或八月进行,蓝箭航天预计将再次尝试将助推器降落到下方。其他即将实现可重复使用的中国火箭包括航天先锋的天龙三号、中国商业火箭公司的长征十二号乙、中科宇航的力箭二号、i-Space的双曲线三号和银河能源的帕拉斯一号。在更远的未来,中国的目标是首次亮相一种巨大的新型可重复使用火箭,其规模相当于星舰,名为长征九号。
在美国,有 SpaceX 的猎鹰 9 号、猎鹰重型火箭和星际飞船,以及蓝色起源的新格伦火箭。火箭实验室的目标是在今年年底前发射第一枚带有可重复使用助推器的中子火箭。 Relativity Space 正在开发一种部分可重复使用的重型运载火箭,名为 Terran R,Firefly Aerospace 正在与诺斯罗普·格鲁曼公司合作开发 Eclipse 火箭,官员们表示,该火箭最终将拥有可回收和可重复使用的第一级。斯托克航天公司有一个更大胆的目标,那就是开发一种名为“Nova”的完全可重复使用的火箭。
几家欧洲公司也计划测试可重复使用火箭技术,但他们的火箭并不像美国和中国的许多火箭那么成熟。印度、日本和俄罗斯的火箭制造商在他们的路线图中重复使用了火箭,但现实程度各不相同。
中国火箭公司的激增,分布在四个陆基航天港和多个远洋发射平台上,这应该会让中国迅速加快发射节奏。
加尔布雷斯说:“可能用不了几年,他们就能实现更高的发射节奏。” “他们目前拥有比美国更多的发射场,因此,如果将其发射场数量与可重复使用性结合起来,他们可能会在发射率方面超过我们,这本身就是一件值得骄傲的事情。但由此而发射的能力实际上可能会对我们的竞争产生重大影响,如果我们达到了这一点,就会发生冲突。
“只要是和平的竞争就没有什么问题,”加尔布雷斯说。 “这可以推动创新,但我担心中国行为的历史性例子并不总是保持和平。因此,我们必须仔细审视他们所做的一切。一方面,他们正在与 SpaceX 竞争,但我们知道,由于中国组织军队的方式,其太空能力都在军事控制之下,他们的武装部队将从这场竞赛中获得巨大的效用。”
(小标题依原文翻译)
文章先还原长征十号乙首飞与海上网捕获的过程,再把它放进全球可复用火箭技术路线中比较;随后连接长征十号甲、载人飞船梦舟与 2030 年登月目标,并借美国军方与产业界的判断讨论发射频率和卫星体系竞争;最后盘点中美欧多家火箭公司的进度,落到一个开放问题:回收技术能否真正转化为更高、更稳定的发射节奏。
费曼输出