淺談火箭回收如何融入中國航天,火箭回收具有發展緊迫性要求嗎?

2020-09-09 神州上卿

9月7日,長徵四號乙運載火箭在太原發射中心成功將高分十一號02星送入預定軌道。不多時,關於不明物墜落陝西商洛的新聞和視頻登上頭條和抖音。從墜落物的外觀和字樣可以清晰的辨認出這就是當日在太原發射中心升空的長徵四號乙運載火箭殘骸。這一事件雖然沒有引起人員傷亡,但是卻引起了廣泛討論。目前為止,我國的所有火箭都是不可回收的,但是可以控制殘骸的落地的大致位置,因此根據每次發射任務情況,相關部門會提前做好人員疏散工作。這次的情況究竟是何原因造成的不得而知,可能是火箭的控制出現問題,也可能是疏散人群的工作出現疏漏。長徵火箭發射345次,類似情況並不多見,但是,需要提高警惕。

長徵四號乙運載火箭是三級運載火箭,三節的燃料均為四氧化二氮+偏二甲肼,二者皆有毒。此次,墜落的長徵四號乙運載火箭殘骸落地後,騰起了棕色煙霧,說明殘骸中依然有燃料存儲。這次的不明物墜落事件直接讓一些網友更加關注氫氧航空發動機、液氧甲烷發動機和火箭回收。

談起火箭回收,很多人會第一時間想到SpaceX(太空探索技術公司)。當前,國內也在進行相應的研究。 除了翎客航天,中國長徵火箭有限公司的長徵八號R預計在明年首飛。2019年11月長徵八號已經總裝測試,並預計在今年首飛,可回收版本的長徵八號R也離的不遠了。很多網友認為,火箭回收的難點在飛控技術上,其實,對於我們來說火箭回收最核心的技術應該是航空發動機。據悉,2020年5月27日,「焦點一號」發動機順利完成二次啟動500秒長程試車,成為全球首臺具備二次啟動能力的液氧甲烷發動機。「焦點一號」是15噸級可重複使用液氧甲烷發動機,重複使用次數可達30次,能為火箭節省70%以上的製造成本,是實現火箭重複、火箭回收的關鍵。對中國來說,實現火箭回收並不是天大的難題,明年應該就能見到實物。但是,火箭回收如何融入中國航天,如何融入其他類型的火箭成為我很需要思考的問題。

長徵現役火箭有14個型號之多,長徵二號丙、長徵二號丁、長徵二號F、長徵三號甲、長徵三號乙、長徵三號丙、長徵四號乙、長徵四號丙、長徵五號、長徵五號B、長徵六號、長徵七號、長徵七號甲和長徵十一號等,這些火箭需要都走火箭回收的路子嗎?長徵八號是主要面向具有國際競爭力的商業衛星發射任務的運載火箭,長徵八R的出現旨在降低發射商業衛星的成本,其他各類火箭並沒有向可回收過渡的苗頭。

火箭回收的實現真的具有緊迫性嗎?從航天發展來看,火箭回收的確可以降低一些載荷發射的成本,但是,可回收火箭尚不能滿足某些航天任務的執行。以登月為例,當年NASA直接研製出近地運載能力118t、月球軌道45t的土星五號,正是為了滿足50t的阿波羅號的登月任務。該任務中,如果要實現火箭回收,不但要提升發動機的效率,可能需要將火箭往更大的設計。如此這般,直接提升一次性投送能力豈不是更好?SpaceX利用可回收火箭成功將載人龍飛船送入太空並安全返回,雖然安全係數不算太高,但是整體的成本是喜人的。

小編認為,有限載荷的投送,為降低成本,應該儘快向可回收火箭過渡。其他類型的太空飛行器、航天任務應該根據具體情況,實事求是地發展相應的火箭,而非一味的看著「火箭可回收否」。

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