在这几年时间内,我国很多火箭都已经完成首飞,甚至已经完成了回收任务。例如在7月10日,长征十号乙火箭首飞成功,火箭一子级和二级火箭完成分离后自行返回地球,从100多公里的外太空经过一系列的姿态调整、制动减速后,实现了悬停,然后成功垂直降落到“领航者”号回收船上,被回收船的网系“勾住”,实现了海上网系回收任务,这是世界上第一次实现火箭在海上网系回收的任务。
8月19日,朱雀三号遥二火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,除了把卫星送上预定轨道外,火箭一子级也是成功受控返回地球,在经过一系列的制动减速、悬停后,火箭垂直降落到预定的着陆场坪。
在短短40天时间内,我国就成功实现了两款不同火箭的回收任务,现在我国又一款可回收火箭取得了进展,距离首飞时间更近了。
近日,星际荣耀自主研制的双曲线三号(SQX-3)运载火箭顺利完成了一子级甲烷贮箱、二子级共底贮箱极限载荷静力试验。
和前文提到的长征十号乙运载火箭、朱雀三号火箭一样,双曲线三号火箭也是一款可回收大型液体运载火箭。
在这一次极限载荷静力试验中,采用了逐级增压直至结构失效的试验方案,试验充分验证了贮箱结构合理性与制造工艺稳定性,为双曲线三号运载火箭的首飞任务顺利实施提供了有力支撑。
可能有一些网友不理解贮箱这一次试验有什么作用。贮箱其实就相当于火箭的“油箱”,更是可回收火箭能否反复使用的关键部件。
在这一次贮箱试验中,验证的实际上就是贮箱的极限承载能力与失效模式。
简单地说,就是通过这一项试验来全面考核贮箱箱体、环向及纵向焊缝、各类密封接口的极限承载能力,同时完整采集全箱应力应变、压力载荷、结构变形等关键数据。
在试验中火箭的贮箱表现非常完美,一子级甲烷贮箱爆破压力与预示值偏差小于10%,二子级共底贮箱上箱小于15%、下箱小于10%,结构失效模式和理论分析预判吻合。
这一次试验的成功进行,也标志着这款火箭的贮箱是非常可靠的。
按照计划,双曲线三号火箭计划在2026年底就会进行首飞,和之前的长征十号乙火箭一样,在首飞任务中,双曲线三号火箭就要一次完成“入轨+海上回收”这两个高难度动作。
也就是说,在首飞中,双曲线三号伙计不仅要把载荷送上预定轨道,还要让火箭一子级进行回收,稳稳地降落到海上回收平台。
在7月、8月份,我国才完成了长征十号乙火箭、朱雀三号火箭的回收任务,在今年年底双曲线三号火箭也要进行首飞,也要进行火箭的回收任务。
可能有一些网友好奇,为什么我国最近这些年来大力发展可以重复使用的火箭呢?
由于其实很简单,那就是我国接下来也要在近地轨道上部署上万颗低轨道卫星组成互联网星座,也就是说,在很短的时间内我们需要发射成千上万的卫星到太空,卫星的数量是庞大的,而现有的火箭没法满足这么大规模的卫星发射任务。
可以重复使用的火箭就能解决这些问题,一方面是可以重复使用的火箭发射成本比较低,这样一来就能大规模去执行发射任务,另一方面是可以重复使用的火箭不需要重新生产,完成发射进行回收后,只需要对火箭进行检修就能去执行新的发射任务了,火箭的发射频率可以大幅度提高。
第一个原因就是可以重复使用的火箭发射成本比较低。以往的火箭都是一次性的,也就是说,以前的火箭发射一次就需要重新生产新的火箭才能去执行新的发射任务了,没法进行回收,完成发射任务后火箭直接坠落地球烧毁。
而火箭里面成本最高的其实就是一子级的火箭发动机以及箭体,直接让它们在大气层中剧烈燃烧化为灰烬的话,巨大的浪费。
而现在我国正在研制、测试的可以重复使用的火箭就是解决这一个问题的,长征十号乙火箭、朱雀三号火箭的一子级都已经成功实现了回收,接下来就是朝着重复使用方面去发展了。理论上来说,这些重复使用的火箭可以重复使用几十次,这样一来,每一枚火箭都可以发射几十次发射任务,在经过多次的重复使用以后,每次发射的成本就会大幅度下降了。
第二个原因就是提高发射频率。以前的火箭是一次性的,发射一枚就报废一枚,所以需要不断生产新的火箭,而火箭的生产、总装、测试的时间都是比较长的,所以每一枚火箭从生产到去执行发射任务,可能需要几个月时间。
而重复使用的火箭就省去了很多环节,不需要重新生产、总装,回收的火箭只需要进行检修,确认安全后就能去执行发射任务了。
我们只需要生产少量的可以重复使用的火箭,就能高频率去执行发射任务了。
而且这些重复使用的火箭运载能力也不低,有一些的运载能力可以达到20多吨甚至更多,一次可以发射几颗甚至几十颗卫星到近地轨道。
这样一来的情况下,火箭发射频率比较高、一次发射几十颗卫星,就能在比较短的时间内完成上万颗低轨道卫星的发射任务。
美国的星链卫星已经完成上万颗的发射任务了,第一批星链卫星是在2019年才发射的,到现在也才6年多时间而已。美国可以这么快完成这么多星链卫星的发射任务,就是因为猎鹰9号火箭是可以重复使用的,如果没有猎鹰9号火箭的话,美国也没有办法完成这么多星链卫星的发射任务。
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