2025年7月15日,酒泉卫星发射中心传来振奋人心的消息:我国新一代可重复使用运载火箭——长征十号乙火箭在完成遥二飞行试验任务后,一级箭体成功实现垂直回收着陆。这标志着中国航天在火箭可重复使用技术领域取得重大突破,也为未来大规模、高密度航天发射奠定了坚实的技术基础。
关键技术突破,回收精度达亚米级
本次试验中,长征十号乙火箭于当天上午10时28分点火升空,按预定轨迹飞行约8分钟后,一级箭体与二级分离,随后启动三台变推力液氧甲烷发动机实施反推减速,在距离发射场约1.5公里的专用回收着陆场上缓缓垂直降落。根据遥测数据,箭体着陆点距靶心仅0.8米,回收精度达到亚米级,标志着我国已掌握可重复使用火箭精准回收的核心技术。
据航天科技集团一院总体设计部副主任张伟介绍,长征十号乙火箭首次采用了基于人工智能的实时轨迹优化算法,能够根据风场、发动机推力波动等实时环境参数,在毫秒级内自动调整回收轨迹。“这就好比让火箭在百米高空一边自由落体,一边自己‘思考’最佳落点,难度可想而知。”张伟形象地解释道。
从“一次性”到“重复用”,发射成本有望降低70%
长期以来,火箭高昂的发射成本是制约航天产业规模化发展的主要瓶颈。传统一次性运载火箭的箭体成本通常占单次发射总费用的60%以上。长征十号乙火箭通过发动机可重复使用、箭体结构抗疲劳设计、热防护系统可复用等多项创新技术,设计寿命达到一级箭体复用20次以上。
航天科技集团商业航天项目经理王磊给记者算了一笔账:如果长征十号乙火箭能够实现设计目标,单次发射成本将从当前同级别火箭的约2.5亿元骤降至不足8000万元。“随着任务量的增加和产线成熟,未来甚至有望降到3000万至4000万元,届时‘打得越多越便宜’将成为现实。”王磊说。
值得注意的是,本次回收成功的火箭一级箭体在完成必要的检测和翻新后,计划于今年第四季度执行下一次发射任务。如果验证顺利,这将是我国首次实现同一枚火箭的重复使用飞行。
航天“下饺子”:为星座组网插上翅膀
“未来要下饺子咯”——这句新闻标题中的俏皮话,恰恰反映了中国航天界的真实期待。当前,国家正在推进低轨卫星互联网星座建设,规划在2030年前部署超过1.3万颗卫星。用传统一次性火箭,即便全年满负荷生产,也仅能完成不足三分之一的组网任务。
长征十号乙火箭的重复使用能力,将使发射周期从当前的45天缩短至15天左右。一旦形成年产30发以上的批量化复飞能力,中国将具备每年向太空投送超过300吨载荷的运力,届时“像下饺子一样”高频次发射卫星将成为现实。
“可重复使用不只是技术概念,更是一种全新的任务组织模式。”中国科学院院士、航天飞行器专家姜杰评价说,“它意味着我们不必再为每一颗卫星专门定制火箭,而是可以用‘班车化’的方式,定期、按需、低成本地将载荷送入轨道,这将对通信、遥感、导航等商业航天应用产生革命性影响。”
绿色环保:液氧甲烷助力可持续发展
长征十号乙火箭采用液氧甲烷作为推进剂,燃烧产物主要为二氧化碳和水蒸气,清洁无污染。相比传统液氧煤油发动机,甲烷发动机不易积碳,多次点火推力调节更方便,特别适合重复使用场景。本次回收过程中,发动机经历了两次高空点火、一次低空点火以及一次地面着陆点火,全部成功,验证了发动机的深度节流能力与多次启动可靠性。
目前,长征十号乙火箭的二级箭体仍为一次性使用。据航天科技集团透露,下一代全可重复使用火箭已在论证中,预计“十五五”期间将实现火箭一、二级全部回收复用,届时航天发射成本将有望进一步降低至每人每公斤1000美元以内。
结语
从1970年“东方红一号”卫星上天,到如今火箭回收成功、即将开启大规模商业化组网,中国航天在半个多世纪里走过了一条从追赶到并跑、从并跑到领跑的跨越式发展之路。长征十号乙火箭的成功回收,不仅是一次技术上的胜利,更标志着中国航天产业正在从“精品发射”向“批量生产”的历史性转型。我们有理由相信,在不远的将来,浩瀚太空将真正进入“中国班车”时代。