朱雀三號這一跳,中國航天等了太久!
8月19日早上7點35分,西北戈壁一聲巨響,朱雀三號遙二點火升空。137 秒,一二級分離,二級帶著鴻鵠03星直奔預定軌道,一次入軌成功。
與此同時,一級火箭飛回390公里外的甘肅民勤著陸場,四條著陸腿同步撐開,以不到2米每秒的速度,穩穩立在了60米見方的場坪正中央。
沒有爆炸,沒有翻倒,沒有偏航,入軌、回收,一次成功。
火箭一級從太空往回飛,再入大氣層表面幾千度,幾公里高度精準點火反推,最後垂直著陸那一下,差之毫釐就是幾億人民幣放煙花。SpaceX當年為了這一步,從蚱蜢火箭試到獵鷹9號,前前後後炸了十幾發、翻了無數次車。
藍箭航天呢?8個多月前遙一剛失敗過一次,遙二直接就成了,第二發就拿下入軌加回收雙成功。這個速度,放在全球商業航天史上,都是驚人的。你可以說它是站在巨人肩膀上,但能踩著巨人的腳印走得這麼快、這麼穩,本身就是本事。
朱雀三號跟獵鷹9號比,到底是什麼水平?
先看差距,獵鷹9號已經飛了十幾年,單枚助推器最高復用紀錄已經幹到34次,發射成功率接近百分之百,全球發射份額佔了一大半,是千錘百煉的成熟產品。
朱雀三號呢?才剛剛第二發成功回收,還需要大量飛行來驗證。但朱雀三號的厲害之處在於,它走的不是 "抄作業" 的路子,而是在關鍵設計上,做了更優解。
第一個是燃料。獵鷹9用的是液氧煤油,朱雀三號用的是液氧甲烷。煤油發動機燒完容易積碳,每次回收後都得仔細清洗檢查,復用成本高。甲烷呢?燃燒乾淨,幾乎不積碳,發動機復用起來省事得多。
第二個是箭體材料。獵鷹9號用的是傳統鋁合金,輕是輕,但耐高溫能力有限,再入的時候得仔細做熱防護。朱雀三號直接用了不鏽鋼,跟馬斯克的星艦一個路子。
不鏽鋼看著笨重,實則好處很多:成本低、耐熱性強、量產門檻低。對商業航天來說,成本控制是命根子,不鏽鋼箭體能把製造成本和周期大幅壓下來,更適合批次生產。
第三個是發動機方案。獵鷹9號的梅林發動機用燃氣發生器循環,經典方案,但有個硬傷,最小推力比落地時的箭體重量還大,沒法真正懸停,只能靠 "點火-關機" 的脈衝方式硬著陸,回收時運力有損失。
朱雀三號的天鵲-12A,80噸級液氧甲烷發動機,推力能在40%到110%之間調節,理論上最小推力能壓到32噸,而火箭落地時的重量據估算正好在30多噸,發動機推力剛好能穩穩托住箭體,實現精準懸停著陸。
回收損失的運力更小,同樣大小的火箭能送更多貨上天,這就是後發優勢。但冷水也得潑,火箭"能收回來",只是拿到了入場券,能不能真正做到又便宜又好用,還得過好幾道關卡。
第一,復用次數。朱雀三號現在證明了能收回來,但天鵲-12A發動機經過高溫燃燒和再入燒蝕,密封件、管路、結構件有沒有疲勞損傷?到底能扛多少次?這得靠一發一發飛出來的資料說話。
第二,翻修周期和成本。收回來的火箭不是擦擦灰就能再飛的,得全面檢測、更換易損件、測試發動機,這個過程要多久、花多少錢,直接決定了復用的經濟價值。
如果收回來翻修一個月、花掉新箭一半的錢,那復用的意義就大打折扣。SpaceX 現在什麼水平?回收後最快21天就能再飛,平均也就三四十天。朱雀三號要追上這個節奏,還得下苦功夫。
第三,整流罩和二級回收。一級回收只是第一步,火箭還有整流罩和二級,這些目前還是一次性的,加起來也佔不少成本。獵鷹9號早就實現了整流罩回收復用,那兩個價值幾百萬美元的大罩子,從天上掉下來用船網接住,翻新之後接著用。
朱雀三號要想把成本壓到極致,下一步也得攻克整流罩回收,甚至二級回收。一步一步來,但方向很明確。現在嘛,掌聲可以有,但路還長。(牲產隊)
