火箭回收雖老生常談，卻常談常新。
11月2日，星際榮耀宣布，其自主研發(fā)的可重復使用驗證火箭雙曲線二號(代號SQX-2Y)飛行試驗任務取得圓滿成功，本次飛行試驗任務這也是我國首次開展液體火箭全尺寸一子級的垂直起降與重復使用飛行試驗，為星際榮耀正在研發(fā)的中大型可重復使用運載火箭雙曲線三號提供了有力技術支撐。據(jù)此前消息，星際榮耀雙曲線三號中大型可重復使用液氧甲烷運載火箭將于2025年首飛。
星際榮耀取得的突破性進展讓“火箭收回”的話題迅速翻新，其他國內(nèi)民營商業(yè)火箭公司釋放出的動態(tài)也引發(fā)關注。
11 月 27 日，在2023 中國(文昌)商業(yè)航天高峰論壇期間，東方空間與海南文昌國際航天城正式簽約運載火箭發(fā)射與回收海南基地項目，圍繞“引力二號”可回收液體運載火箭的發(fā)射與回收進行深度合作，項目預計 2024 年開工建設。起飛重量達927 噸、起飛推力達1420 噸的“引力二號”計劃于 2025 年首飛。
12 月 9 日，朱雀二號遙三運載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，將搭載的鴻鵠衛(wèi)星、天儀 33 衛(wèi)星及鴻鵠二號衛(wèi)星順利送入預定軌道，發(fā)射任務獲得圓滿成功。藍箭航天創(chuàng)始人兼CEO張昌武此前透露，藍箭航天已經(jīng)啟動可回收火箭的研制項目，預計2025年下半年進行飛行試驗。
如此看來，對于國內(nèi)火箭回收的賽道來說，2025年大概率會好戲連臺。不過，就眼下來說，星際榮耀雙曲線二號的第二次垂直起降回收試驗最值得期待。
反復試驗，不斷驗證可重復使用能力
新一次的垂直起降回收試驗絕非上一次的重復，而是要通過更高高度、更長時間的垂直起降飛行進行檢測和測試，不斷改進薄弱環(huán)節(jié)，提高火箭的可靠性。
實際上，不斷試驗、反復驗證是可回收火箭的必經(jīng)之路。
就在幾天前，SpaceX使用一枚17手獵鷹9號火箭，成功發(fā)射25顆衛(wèi)星。這次任務中的一級火箭，是SpaceX第250次回收。????????????
驚人的重復使用次數(shù)背后是初期不斷爆炸、反復試驗的坎坷之路，直到實現(xiàn)火箭的高可靠性，成功進行一次又一次回收。
“回收后，團隊對每個單機和每個產(chǎn)品進行檢測，若檢測出環(huán)境適應性或者性能衰退等問題，則有針對性進行加強和優(yōu)化，提升產(chǎn)品性能，保證整個火箭的可靠性?！毙请H榮耀相關負責人透露。
據(jù)了解，雙曲線二號驗證火箭第二次飛行高度更高，并會增加50m橫向機動，進一步驗證火箭回收著陸段的制導算法和抗干擾控制算法對不同天氣、不同復雜氣象條件的精度和適應性，為后續(xù)海上回收奠定基礎。
快速再飛，自主可控是關鍵
對于民營商業(yè)航天公司而言，擁有自主核心技術非常重要。短短一個月時間，星際榮耀就透露即將進行第二次垂直起降回收試驗，底氣源于自主可控技術實力。
據(jù)了解，星際榮耀雙曲線二號驗證火箭的發(fā)動機、核心箭上產(chǎn)品、箭上控制及地面測發(fā)控軟件等均自主研制，自主率達到90%以上。
技術獨立在很大程度上確保了產(chǎn)品的快速迭代的能力。比如，正是因為對于自身產(chǎn)品結(jié)構和工作原理的熟悉，火箭回收后，能夠在最短時間內(nèi)進行檢查和測試，繼而進行優(yōu)化改進。
某種程度上，這與SpaceX強調(diào)的理念相似：要實現(xiàn)快速迭代，產(chǎn)品必須自研，生產(chǎn)線也要自主可控。
此前，星際榮耀公布其自主研發(fā)的焦點一號發(fā)動機是國內(nèi)最早進行變推力試車的發(fā)動機，焦點二號發(fā)動機目前也在此基礎上實現(xiàn)更大范圍的變推力和更強的適應性。
“星動一號”作為針對液體火箭發(fā)動機高效控制的智能“大腦”和“控制中樞”，采用交叉冗余的重構型設計架構，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機的啟動關機控制、時序控制、連續(xù)可變推力調(diào)節(jié)、遙測量采集、故障診斷、快速檢測與智能維護等功能。
“星控二號”箭載計算機采用基于先進處理器的多模冗余設計方案，極大提高了系統(tǒng)可靠性和故障檢測處理能力;此外，其通用化、系列化、模塊化的綜合電子系統(tǒng)設計思路也將成為后續(xù)降低發(fā)射服務費用、提升運載能力的有效手段。
此外，值得關注的是，雙曲線二號驗證火箭采用了基于無線測發(fā)的發(fā)射區(qū)、回收區(qū)兩套獨立測發(fā)控系統(tǒng)，發(fā)射時采用發(fā)射區(qū)測發(fā)控系統(tǒng)，著陸時采用回收區(qū)測發(fā)控系統(tǒng)，均可實現(xiàn)有線、無線兩種測發(fā)控模式，且可以相互備份。兩套測發(fā)控系統(tǒng)中，均運行有基于測試信息的智能故障診斷及處理軟件，可以保障火箭飛行前的測試、發(fā)射可靠性及火箭著陸后的安全后處理。
比如，在發(fā)射前若有問題，系統(tǒng)會自己做出判斷和處理;回收著陸后，需要做很多安全處理，如果處理不好會有安全隱患，而該套系統(tǒng)則解決了這樣的后顧之憂。
首次試驗符合預期，未來想象空間大
“雙曲線二號驗證火箭首次垂直起降回收試驗的結(jié)果符合預期”，星際榮耀相關負責人表示。
首次回收試驗后，雙曲線二號驗證火箭接受了“全面體檢”，測試結(jié)果顯示火箭沒有異常，具備短時間內(nèi)繼續(xù)發(fā)射的功能。
星際榮耀透露，從試驗結(jié)果來看，液氧甲烷發(fā)動機展現(xiàn)出了優(yōu)異的重復使用能力。在測試現(xiàn)場，回收后的發(fā)動機沒有出現(xiàn)結(jié)焦積碳，非常干凈，整個箭上產(chǎn)品狀態(tài)良好。
以上也充分驗證了液氧甲烷發(fā)動機的低成本、使用維護方便、適于重復使用、比沖較高等特點，更加適宜于重復使用、低成本運載器的使用要求，是新型液體運載火箭的理想動力選擇。
此外，星際榮耀團隊梳理了火箭一子級回收后各系統(tǒng)的檢查、測試的方法和流程，初步形成了雙曲線液體火箭回收后的檢查/測試規(guī)范和標準，這為火箭重復使用奠定了較好的基礎。
“通過這樣的測試，將可重復使用液氧甲烷火箭發(fā)射、回收和事后檢測處理的整個流程固化，形成一套液氧甲烷火箭重復使用的檢測規(guī)范，明確哪些必須進行檢測，哪些必須進行更換，哪些則無需檢測直接使用!”星際榮耀相關負責人表示。
期待未來雙曲線可回收火箭不斷突破重復使用極限，畢竟液氧甲烷燃料提供了更多想象空間。
