
7月10日,市民游客在现场见证长征十号乙运载火箭成功发射。海南日报全媒体记者 张茂 摄
7月10日,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场一飞冲天,该次任务不仅将卫星精准送入预定轨道,更用一张“网”在海上稳稳接住了从天而回的火箭一子级。这是全球首创的“海上网系回收”技术首次在轨道级任务中成功验证。
实现三大核心技术突破
回收、动力、测发均有创新
目前全球绝大多数重复使用火箭采用着陆腿垂直回收方案,火箭需要配备复杂的缓冲支撑结构,对着陆姿态和落点精度要求极高。
长征十号乙运载火箭走的是一条完全不同的技术路线。一子级完成级间分离后,发动机实施再入点火减速,配合栅格舵调整飞行姿态。当火箭下降至海上回收平台“领航者”号上空时,箭体上4个挂钩稳稳挂在平台上呈“井”字形布置的绳网,完成捕获回收。
这套系统由中国运载火箭技术研究院自主研制,“领航者”号回收船长144米、宽50米、满载排水量2.5万吨,具备DP2级动力定位能力。
这一方案的优势显而易见。取消着陆腿后,箭体结构大幅简化,减轻了数吨的结构重量,直接转化为运载能力的提升。更重要的是,传统方案要求落点精度在米级以内,而网系可以通过绳索的协同运动主动“迎”接火箭,将捕获窗口大幅放宽,从而降低了发动机推力调节和姿态控制的难度。
除了回收系统的创新,长征十号乙运载火箭在动力和测发模式上也实现了关键突破。火箭二子级采用新研大推力液氧甲烷发动机,液氧甲烷推进剂具有环保、重复使用性强、比冲高等优势,是新一代运载火箭的核心动力选择。研制团队同时攻克了甲烷自生增压技术,解决了低温甲烷推进剂在轨稳定输送的难题。
在发射场环节,长征十号乙运载火箭采用“三平”测发模式:即水平总装、水平测试、水平转运,最后在发射区起竖发射。配套的三平起竖转运装置总长约70米,是我国目前最大规模的运载火箭起竖转运装备,集成了零秒快速牵制释放和零秒脱落加注连接器两项核心技术,确保火箭起飞瞬间安全脱离发射环境。
为何选择海南?
发射效率高、回收条件好、产业配套佳
长征十号乙运载火箭选择海南商业航天发射场作为首飞地,并非偶然,而是发射效率、回收条件和产业布局综合权衡的结果。
首先是低纬度带来的运力增益。海南商业航天发射场位于北纬19度附近,纬度低,可最大限度地利用地球自转线速度,运载能力提升约10%。对于重复使用火箭而言,箭体结构重量本身就有一定“负担”,低纬度发射的增益效应尤为重要。
其次是海上回收对海域条件的天然要求。长征十号乙运载火箭采用海上网系回收方案,“领航者”号回收船需要在一片相对开阔、海况可预测的海域执行任务。海南四面环海,海域辽阔,且具备良好的气象和海洋监测保障条件,为回收船提供了理想的作业环境。海上回收相比陆上回收还有一个显著优势,无需占用陆地降落场资源,发射和回收可以在不同地点并行开展,有利于提高发射频率。
第三是商业航天产业集群效应的驱动。海南商业航天发射场是我国首个专门服务于商业航天发射的场区,在工位调度、测发流程、配套保障等方面均针对商业任务进行了优化设计。长征十号乙运载火箭作为主要瞄准低轨卫星互联网星座部署和大型商业卫星发射的火箭型号,在此发射可充分依托发射场的商业化运营体系,进一步压缩发射成本、提升任务灵活性。
此外,这还涉及与载人发射任务的清晰分工。长征十号甲运载火箭承担空间站载人发射任务,因需设置航天员进出通道等完备安全保障条件,采用“三垂”测发模式;长征十号乙运载火箭则从商业发射的便捷性出发选用“三平”模式,两者功能互补、并行推进。此次首飞成功,也使长征十号甲一子级的全剖面飞行数据得到完整验证。因为两型火箭的一子级完全相同,可谓“一飞双验”,有力支撑了我国新一代载人火箭的研制进程。
此次首飞成功,使我国成为全球第二个掌握大运力可回收火箭技术的国家。随着长征十号甲、乙、丙三型火箭梯次推进,中国航天正加速迈入低成本、高频次、可持续的发射新时代。(记者 刘冀冀)
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