最近,长征八号一箭22星的发射成功,让人对我国的可回收火箭产生了巨大的兴趣。因为这已经是第二发长征八号了,按照原先的计划,在长八捆绑和长八光杆之后,我国第一种可回收复用大型火箭长征八R就要面世了。
三种型号的长征八号
长征八R的回收缓冲腿
根据此前的介绍,长征八R将采用整体式回收方案和集束式再入技术,即助推器和一级不分离,一起返回地面。相比“重型猎鹰”的分离式返回方案,长征八R的设计箭体回收重量很重,看起来难度极大,但相比同时回收2个助推器和1个芯一级,实际上反而简化了流程。而且整体回收涉及的只是变推火箭的推力和控制问题,技术上可以解决。
长征八R的整体回收方案
长征八R回收过程
而我国的可回收复用火箭方案,远不止长八R这一种,据初步统计,至少还有7种。比如长征6X,这是一款为满足微小卫星低成本、高密度快速发射需求的商业运载火箭,具备一子级垂直定点、回收和多次复用的能力,据称可以将目前国内单位重量载荷的发射成本降低约30%。长征6X原计划是2021年进行首飞,从目前的情况来看,已经推迟。
长征六号也有三种型号
长征六号X
除此之外,我国正在研制的新一代重型火箭新921和长征九号,均将可回收复用作为标配,而它们的看点“绳网回收”,在前段时间已经曝光,成为大家关注的焦点。据称它们的一级依靠发动机实现动力下降,并以气动舵帮助控制姿态和减速,在接近地面时,采用系绳回收装置,通过四条系绳和动态网眼实现一级的软着陆。
网绳回收方案
两个型号的新921火箭
两种方案三个型号的长征九号
而在国家队展开可回收复用火箭的瑰丽画卷的同时,我国民营火箭队伍也推出了多种可回收火箭的方案,其中进度最快的“双曲线二号”,已经在测试着陆缓冲腿。而和它类似的设计,还有“新干线一号”、“智神星”一号等民营火箭。
双曲线三号渲染图
测试中的双曲线二号回收缓冲腿
智神星一号
说了这么多,可能很多人以为我国可回收复用火箭还是空想。但实际上,我们已经通过2个“孔雀”飞行器、RLV-T3等测试火箭进行了许多关键技术的验证。同时,2018年9月7日和2019年7月26日发射的长2丙、2019年11月3日发射的长征四号乙、2021年3月12日和12月23日发射的长征七号甲火箭,分别验证了栅格舵控制技术、起飞级集束式分离技术、立体再入测量与翼伞归航系统、芯一级可控落点下落等关键技术,并成功进行了YF-100液氧煤油发动机的变推力试车。
国家队的孔雀号试验火箭
RLV-T3测试
这些步骤,虽然尚未完整展现火箭回收的全程,但已经突破了超过一半的关键节点,这意味着我国可回收复用火箭距离现实越来越近了,从目前的情况来看,长征6X可在今明两年实现回收,长征8R可在2030年代前,实现芯一级与助推器整体垂直回收与重复使用,当然,这只是最保守的估计。
我国长征火箭家族
与此同时,我国还正在进行可回收复用的另一条技术路线的研究,即空天飞机,它可以实现水平起飞、水平降落,回收和复用就像家常便饭一样。如果我国在这一领域实现突破,那么回头再看SpaceX公司火箭的回收和复用,就跟过家家差不多了。