
发射前被寄予厚望的朱雀三号火箭,最终还是未能实现火箭一子级的回收验证。
此前,蓝箭航天旗下的朱雀三号遥一运载火箭,原本计划在 11 月 29 日启动发射任务。之后,因天气原因,发射日期延后至 12 月 1 日。随后,又因不可抗力临时暂缓。
12 月 3 日,朱雀三号遥一运载火箭正式在东风商业航天创新试验区发射升空,火箭二级进入预定轨道。不过,朱雀三号火箭一级进行回收验证过程中,发生了异常燃烧,未实现在回收场坪的软着陆,回收试验失败。
从网传的视频来看,朱雀三号火箭一级在返回地面过程中,并未实现明显的 " 刹车减速 "。在触地之前,火箭一子级已发生起火燃烧。蓝箭航天方面表示,研制团队将尽快开展本次试验过程的全面复盘与技术归零,全力查明故障原因,持续优化回收方案,在后续任务中继续推进可重复使用验证。
有分析认为,这是中国民营航天公司第一次进行火箭可回收的实际验证,失败在所难免。
但值得注意的是,实现火箭可回收也仅是商业航天走向规模化的第一步,之后火箭子级单元能否实现检修再利用、规模化的订单如何高效履约以及卫星组成效率和成本之间的平衡等,依然存在着诸多问题有待解决。
朱雀三号发射之前,有市场观点认为,中国商业航天将一步比肩 Space X,从此踏入火箭回收再利用的快车道。但实际并非如此简单。
首先,火箭的动力垂直回收方式,是目前火箭技术中难度最高的方案。
在火箭回收过程中,火箭的质量、速度不断变化,需发动机推力大幅、连续可调。在火箭倾斜、大幅机动时,要确保涡轮泵能持续稳定地吸入推进剂,避免出现气蚀(空泡)导致推力不稳定或发动机熄火。
同时,在入大气层阶段,发动机舱则面临超高温气流冲击,需要有效热管理(如采用 PICA-X 防热材料)。发动机在短时间内多次点火,面临巨大的热疲劳挑战。
其次,火箭子级回收之后,发动机仍面临着诸多检测,以确保其健康状态能够胜任下一次任务。
以 SpaceX 的梅林发动机为例,每次回收后,都需要通过严格的无损检测评估关键部件(如涡轮泵叶片、推力室内壁)的磨损、变形和裂纹扩展情况。结合地面点火试车验证其性能衰减程度。所有这些数据被输入到寿命预测模型中,以判断发动机是否准备好下一次任务,或需要进行何种程度的维修。
SpaceX 的火箭回收技术成熟之前,猎鹰九号就经历了 8 次明确失败,直至 2015 年 12 月第 9 次尝试,才实现陆上回收突破。
与 SpaceX 类似,朱雀三号同样采用的是 " 不锈钢箭体 + 液氧甲烷 " 方案。此路线在可重复使用性和成本上潜力巨大。不锈钢成本低、耐高温、易维修;液氧甲烷燃料清洁、廉价、几乎不产生积碳,能大幅降低发动机维护成本和时间。
马斯克曾对朱雀三号的技术路线给予肯定,但在发展阶段上清醒地划出了界限。他认为朱雀三号有潜力超越 SpaceX 目前的功勋火箭 " 猎鹰 9 号 ",但在时间上还需等待 5 年。
当可回收火箭技术仍面临诸多挑战时,商业航天公司除了要注重这一单点技术突破外,仍需要考虑当前中国卫星组网的迫切需求。
据机构测算,在同层与跨层星间最小安全距离均为 50 千米的情况下,最多只有 35 个轨道壳层,总计可容纳 17.5 万颗卫星。按照其他一些考虑到频谱分配的算法,则最多只能容纳 6 万颗卫星。
由于轨道和频率均是不可再生且高度稀缺的公共自然资源,国际电信联盟(ITU)制定了 " 先占先得 " 的规则,先申报频率并按时发射卫星,才能锁定频率使用权和轨道位置,否则逾期将被回收。
同时,国际电信联盟还规定,运营商须在申报 7 年内发射首颗卫星,9 年内发射星座总数量的 10%,12 年内完成 50%,14 年内必须 100% 部署完毕。
目前,中国已申报了 5.13 万颗卫星,其中数量超过万颗的星座计划有三个。比如,由上海垣信卫星主导的千帆星座,计划到 2030 年部署超 1.5 万颗低轨卫星,轨道高度 500-1145 公里,提供全球宽带服务。
可以说,中国当前的卫星发射任务可以说是时间紧、任务重。
面对国家卫星互联网组网的战略窗口与海量发射需求,业内认为,较之短期内聚焦可复用技术,通过规模化生产、提高火箭可靠性是当下降低成本更务实、更具操作性的方向。
以天兵科技为例,天龙二号是天兵科技的旗下产品,于 2023 年 4 月成功首飞,成为中国商业航天首款成功入轨的液体运载火箭。
同时,天兵科技还构建起了 " 北京研发、西安动力、郑州试验、苏州 / 张家港制造 " 的产业链布局,旨在形成年产 50 发火箭和 500 台发动机的批产能力,以规模效应控制成本。
此外,天龙三号是天兵科技瞄准未来高频次、低成本发射需求的核心产品。其近地轨道运载能力达到 17-22 吨,性能直接对标国际领先的 SpaceX 猎鹰 9 号火箭,设计目标包括一子级可重复使用,并能实现 " 一箭 36 星 " 的组网发射能力。
与天兵科技不同,中科宇航则采用了 " 固体先行、液体跟进、循序渐进 " 的技术发展路径。
目前,中科宇航旗下的 " 力箭一号 " 固体运载火箭,已成功完成 7 次发射任务,将 70 颗卫星精准送入预定轨道,并创下国内民商火箭 " 一箭 26 星 " 的发射纪录,在当前民商火箭发射服务市场中占有率位居第一。
同时,中科宇航的力箭二号,则定位为一款中型液体运载火箭,其太阳同步轨道运载能力提升至 8 吨,计划在 2025 年第四季度首飞,首发任务将执行中国空间站 " 轻舟 " 货运飞船的初样试飞船发射任务。规划中的全回收式大型液体运载火箭 " 力箭二号 ",旨在实现火箭部件的完全回收,以降低发射成本。
总的来看,在可回收火箭技术无法短期实现的客观条件下,寻求阶段性商业化的产品落地,是中国商业航天公司可以沿循的方向。毕竟,创业公司最终的成功,不仅依赖于技术本身的突破,更取决于企业能否精准定位市场需求,构建可持续的商业模式。(文 | 科技潜线,作者 | 饶翔宇 编辑 | 钟毅)


