我國多個可回收火箭型號同時研發,先入軌將會是國家隊還是民企?

2020-10-19 失落代號

說到航天領域最受人關注的人物,必定是非科班出身自學火箭的馬斯克。而馬斯克之所以那麼出名和受到關注,主要一個原因就是他旗下的spacex公司,研究出世界首枚入軌且可以回收使用的火箭——獵鷹9號!


重複利用的獵鷹9號火箭

spacex其實並不是世界首家成功完成火箭回收的,第一家是世界首富傑夫·貝佐斯旗下的藍色起源,他們在2015年11月就完成了「新謝潑德」火箭的回收。可惜的是「新謝潑德」只是過了卡門線,並沒有進入近地軌道。而同年的12月21日,spacex的獵鷹9號也完成了火箭回收,並且是世界首次火箭入軌後的回收。

新謝潑德火箭及飛船

獵鷹9號一級芯火箭,當這個幾十米高的龐然大物徐徐的從天而降,穩穩地降落在回收場的時候,全世界都為之歡呼,人類進入了火箭可回收時代,火箭作為一次性消耗品的日子將一去不復返。

獵鷹九號芯一級降落回收船上

可回收火箭的必要性

隨著「大航天」時代的到來,人類太空飛行器必須朝著如下兩個方向發展:

1、降低火箭發射成本:如同工業化過程一樣,只有大規模的降低成本,降低航天門檻,讓更多的資本進入航天領域,從而實現大航天的「淘金」熱。spacex之所以可以大量發射星鏈衛星,主要一個原因也就是重複使用火箭的發射成本低廉。

2、突破化學火箭限制:如果人類不能突破化學火箭,那麼人類必將永久被困太陽系內,只有實現動力的質的變化,人類才可能走得更遠。

俄羅斯核動力飛船

突破化學火箭限制是一個比較長久的過程,不但需要科學理論的突破,也需要應用技術的長足發展。而降低火箭成本,則有更多的辦法,比如火箭的可回收利用就是一條非常好的路徑。馬斯克曾說過,火箭完全復用後,那麼主要成本只有燃料成本及維護費用,10次以上復用,火箭的發射成本將節約80%以上!

回收的獵鷹9號一級

俄中可回收火箭發展狀況

目前為止,能夠實現火箭入軌後再回收的,只有spacex的獵鷹9號和重型獵鷹火箭,藍色起源的「新謝潑德」不入軌不算。而世界上其他國家都還沒有實現火箭入軌的可回收,包括航天大國俄羅斯及中國。

近日俄羅斯宣布了首款可回收火箭「阿穆爾」(Amur),配置使用甲烷為燃料的RD-0169發動機,近地軌道運力達到9.5噸(回收情況下),發射一次費用預計在2200~3500萬美元,預計2026年首飛。

新謝潑德火箭回收成功

我國當然也有可回收火箭的研發計劃,如民營企業翎客航天的RLV-T5,在第三次發射中達到了300.2米的高度,並且準確的回收,落地精度達到7cm!RLV-T5高達8.1米,直徑0.65米,起飛重量1.5噸,動力由5臺可變推力的液體火箭發動機並聯提供。這是我國當前體量最大、技術最先進的可回收火箭,雖然和獵鷹9號比起來差距頗大,但也預示著我國在可回收火箭領域的突破。飯要一口口吃,路要一步步走,相信翎客航天的亞軌道及軌道測試不再遙遠。

RLV-T5測試

除民營企業外,國家隊也正在研發可回收火箭,傳說長徵八號就將實現可回收。據公開的資料顯示,長徵八號將採用長徵7號的一級方案(直徑3.35米),二級採用長徵3號方案(直徑3米)。火箭採用液氧煤油(一級)及液氫液氧(二級)兩種燃料,LEO運載能力為7.6噸,SSO運載能力4.5噸。長徵八號是我國研究的新一代中型運載火箭,主要面向具有國際競爭力的商業衛星發射任務。

長徵6號發射後殘骸

不過火箭可回收技術並非一朝一夕就可以達到,spacex的成功也是在無數次爆炸及失敗中才換回來的。因此,我國今年年底要首飛的長徵八號極可能是非可回收版本,需要逐步的技術迭代才能實現。傳言長徵八號R將是可回收版本,其將使用我國自主研發推力更大、節流能力更好的YF100K發動機。

除了長徵八號R外,有消息說上海航天八院推出的長徵六號X也將是垂直可回收的,目前已經立項。長徵六號X與長徵八號R不同,它可能更加簡單粗暴方式,直接加裝回收發動機,在兩臺芯級主發動機的空隙處加裝兩臺回收用小發動機。

長徵火箭發射

航天的道路從來都不是筆直順暢的,可回收火箭實現的路也不會是一帆風順。不過只要敢於直面挫折,不怕失敗,沒有什麼困難是克服不了的。相信很快就可以看到,我國可回收火箭將在發射完載荷後,再入大氣且穩穩地降落在回收場上!值得關注的是,我國首個入軌的可回收火箭,會是國家隊的長徵系列還是航天民企的火箭呢?

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