美東時(shí)間11月13日下午4點(diǎn)04分左右,在大西洋深藍(lán)的風(fēng)浪上,藍(lán)色起源新格倫助推器像一支從星河墜落的銀色長矛,掠過242米偏移、穿透亂流,最終在杰克琳號無人回收船上穩(wěn)穩(wěn)落定。這是藍(lán)色起源第一次把這只57米巨獸從太空收回來,也是向SpaceX長達(dá)十年的壟斷回收發(fā)起的正面回?fù)簟8P(guān)鍵的是,它選擇了一條與獵鷹火箭「懸停剎」截然不同的路徑:一種更謹(jǐn)慎、更克制、卻極具工程哲學(xué)意味的回收方式——漂移法。這不是簡單的著陸,而是一種新的太空方法論。
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●海上回收為何如此重要?
新格倫(New Glenn)是藍(lán)色起源的首款軌道級大型運(yùn)載火箭,全高98米(一級助推器57.5米+二級23.4米),直徑達(dá)7米,起飛質(zhì)量約1500噸,搭載7臺BE-4甲烷液氧發(fā)動機(jī),起飛推力約1750噸。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是將低地球軌道(LEO)運(yùn)載能力提升至45噸,并實(shí)現(xiàn)助推器多達(dá)25次的重復(fù)使用。這在2025年1月的首次發(fā)射(NG-1)中雖遭遇回收失敗,但NG-2的成功標(biāo)志著藍(lán)色起源正式加入「垂直回收俱樂部」,與SpaceX的獵鷹火箭和星艦并肩。
藍(lán)色起源堅(jiān)定選擇海上回收,主要基于兩個(gè)原因:一是為了安全,二是為了提高有效載荷運(yùn)力。
安全第一,把風(fēng)險(xiǎn)帶離人類活動區(qū)。陸基回收雖操作相對簡單,但受限于人口密集區(qū)和火箭規(guī)模——一個(gè)高達(dá)57米、直徑7米的龐然大物從天而降,稍有偏差就可能釀成災(zāi)難。海上平臺提供廣闊的緩沖區(qū),遠(yuǎn)離陸地,能有效避開這些風(fēng)險(xiǎn)。藍(lán)色起源的著陸平臺【Jacklyn】杰克琳號(LPV1)是一艘無人駕駛的海上巨獸,長約116米、寬46米,位于佛州卡角36號發(fā)射場下游約1000公里的大西洋海域。這艘能自動維持姿態(tài)的海上移動平臺,能承受5-10米浪高,經(jīng)受波浪模擬測試,確保在惡劣海洋環(huán)境中穩(wěn)定。
其次,提高有效載荷運(yùn)力。火箭回收本質(zhì)上是一種權(quán)衡:為了讓助推器返回,需要預(yù)留部分燃料用于反推和著陸,這會犧牲一部分delta-V(速度變化量),從而減少可攜帶的有效載荷。海上回收相比陸基回收,能顯著降低這一載荷損失(payload penalty),因?yàn)橹懫脚_位于發(fā)射軌跡下游,助推器無需逆向飛行太遠(yuǎn),從而節(jié)省燃料。
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以SpaceX的獵鷹9號火箭為例,其LEO運(yùn)載能力在非回收(消耗)模式下為22.8噸;在陸基回收(RTLS,返回發(fā)射場)模式下,需額外燃料反推返回發(fā)射場,運(yùn)力削減30-40%(實(shí)際約15-16噸);而在海上回收(ASDS,著陸無人平臺)模式下,平臺順勢定位,運(yùn)力僅削減約15-25%(實(shí)際約17.5噸,削減23%)。這一差異源于軌跡優(yōu)化:陸基回收要求助推器在分離后快速翻轉(zhuǎn)并反向推進(jìn),消耗更多推進(jìn)劑(約占總?cè)剂系?0-40%),而海上回收允許更高效的順流著陸,保留更多能量給予上層載荷。這不僅提升了經(jīng)濟(jì)性(更多載荷意味著更高收入),還支持更重型任務(wù),如衛(wèi)星群或深空探測。藍(lán)色起源借鑒此經(jīng)驗(yàn),選擇海上回收以最大化新格倫的45噸目標(biāo)運(yùn)力,盡管當(dāng)前NG-2僅實(shí)現(xiàn)25噸運(yùn)力,但未來迭代將進(jìn)一步優(yōu)化燃料分配,實(shí)現(xiàn)更高效率。
海上回收的核心價(jià)值在于成本節(jié)約:回收一枚助推器,能將發(fā)射費(fèi)用降低數(shù)倍。不過,來自海洋的挑戰(zhàn)不容小覷——風(fēng)浪、洋流和平臺漂移(每小時(shí)可達(dá)10-20米)要求系統(tǒng)高度自主。藍(lán)色起源的「漂移法」正是在此背景下催生的,它體現(xiàn)了公司創(chuàng)始人杰夫·貝佐斯一貫推行的開發(fā)理念:漸進(jìn)式開發(fā),先求安全,再圖效率。這與SpaceX的「快速迭代、容忍失敗」形成鮮明對比,展現(xiàn)了太空競賽中的多樣路徑。
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●漂移法核心揭秘
漂移法(Drift Landing Method)聽起來像賽車技巧,但其實(shí)是一種火箭著陸策略的創(chuàng)新。它源于藍(lán)色起源的亞軌道火箭New Shepard(新謝潑德號)經(jīng)驗(yàn),并升級為軌道級應(yīng)用。
傳統(tǒng)著陸更像是直沖目標(biāo),但漂移法更像開車在雨天接近停車位——先瞄準(zhǔn)路邊空地(安全緩沖),確認(rèn)一切正常后再側(cè)滑入位。
為什么這樣設(shè)計(jì)?因?yàn)榛鸺厥粘錆M不確定性:引擎故障、再入大氣摩擦或風(fēng)切變(高空風(fēng)速突變)都可能導(dǎo)致偏差。如果直接瞄準(zhǔn)平臺,失敗時(shí)助推器就可能撞毀價(jià)值數(shù)億美元的資產(chǎn)。漂移法則在下降初期設(shè)定一個(gè)保守偏移目標(biāo)——平臺外200-300米的海洋點(diǎn)。這樣,即使引擎出問題,助推器也會軟著陸在海中,便于打撈,而非釀成大禍。
技術(shù)上,這依賴于自主導(dǎo)航與控制系統(tǒng)(GNC:Guidance, Navigation & Control)。GNC就像火箭的大腦,融合GPS(精度<1米)、慣性測量單元(IMU,抗干擾)、恒星跟蹤器和AI算法,實(shí)現(xiàn)純自主決策。整個(gè)過程無需地面干預(yù),全靠機(jī)器學(xué)習(xí)模型模擬數(shù)萬次場景(蒙特卡羅模擬),應(yīng)對風(fēng)浪等變量。在NG-2著陸過程中,助推器從最大偏移242米逐步糾正至14米,最終實(shí)現(xiàn)零誤差著陸,展示了系統(tǒng)的魯棒性——即在不確定環(huán)境中韌性十足。
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▲這一動態(tài)過程通過示意圖清晰呈現(xiàn):助推器初始水平漂移達(dá)242米,但GNC系統(tǒng)的高精度校正能力確保安全降落在杰克琳號無人船上。
打比方來說,這就像無人機(jī)送貨:在高空漂移觀察風(fēng)向,接近地面時(shí)才精確調(diào)整。這樣的保守性雖犧牲些效率,但為首次回收提供了一道保險(xiǎn),尤其適合像新格倫這樣的大型火箭。
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●著陸全過程
新格倫助推器的著陸過程從二級分離開始,總耗時(shí)6分鐘,涉及精密的物理與工程協(xié)同。讓我們一步步分解,結(jié)合專業(yè)術(shù)語和數(shù)據(jù),帶你親歷這一幕。
①再入與減速階段(約5分鐘):助推器以7-8 km/s的速度沖入大氣層,像流星般摩擦生熱。它使用熱防護(hù)和翻轉(zhuǎn)機(jī)動控制姿態(tài),避免燒毀。GNC系統(tǒng)計(jì)算軌跡,但不直奔平臺,而是瞄準(zhǔn)偏移目標(biāo)。這里的漂移受重力和風(fēng)影響,類似于滑翔傘在空中自由調(diào)整。關(guān)鍵是實(shí)時(shí)預(yù)測平臺位置——杰克琳號會因洋流漂移,所以系統(tǒng)需融合傳感器數(shù)據(jù),提供1-2噸推進(jìn)劑的安全裕度。在NG-2中,這一階段的初始偏移達(dá)285米,突出海洋環(huán)境的復(fù)雜性。
②引擎點(diǎn)火與懸停階段(約30-44秒):在1-2 km高度,3-5臺BE-4引擎點(diǎn)火(非全開,以節(jié)油)。BE-4的深節(jié)流能力(推力可調(diào)20-100%)和矢量控制(噴嘴偏轉(zhuǎn)±10°)是關(guān)鍵。這時(shí),助推器進(jìn)入漂移修正:從海洋目標(biāo)側(cè)切滑向平臺。亮點(diǎn)是短暫懸停數(shù)秒,這需要消耗燃料(每3秒約1噸),并且利用激光雷達(dá)(LIDAR)、雷達(dá)和攝像頭融合數(shù)據(jù),進(jìn)行微調(diào)。
▲貝佐斯在X平臺分享的視頻顯示,助推器如同神器從天而降,短暫懸停在著陸平臺附近后平移200多米到中心點(diǎn)。
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▲X用戶@Mookafish示意圖顯示,水平漂移約242米,驗(yàn)證了GNC的預(yù)測性漂移補(bǔ)償專利。新格倫著陸設(shè)計(jì)容忍上限約為5-15米偏差。
③最終著陸(約10秒):下降速度降至<5 m/s,近人類最快行走或慢跑的速度區(qū)間,6個(gè)液壓著陸腿著從箭體內(nèi)展開。觸地瞬間,使用爆炸螺栓或類似爆炸裝置來驅(qū)動固定機(jī)制,將著陸腿鎖定到杰克琳號平臺的甲板上,從而抵抗海洋波浪和顛簸。整個(gè)delta-V(速度變化)需求達(dá)400-500 m/s,高于陸基著陸的300 m/s,以優(yōu)先確保成功。
④連接階段(約1-2小時(shí)):▲著陸約24分鐘后,一輛類似于福特F-150皮卡車的遙控操作車輛(ROV)接近助推器底部,由操作員遠(yuǎn)程控制進(jìn)行對接。機(jī)器人機(jī)械臂伸展,精確插入助推器的接口端口。然后建立三類連接:電力鏈接(為助推器提供備用電源,防止電池耗盡);通信鏈接(傳輸遙測數(shù)據(jù)、診斷信息);氣動鏈接(提供壓縮空氣,用于閥門控制或冷卻系統(tǒng))。連接建立后,ROV可引導(dǎo)并檢查助推器固定在平臺上。之后,ROV返回平臺充電。整個(gè)過程可在惡劣天氣下進(jìn)行,當(dāng)回收團(tuán)隊(duì)距離超過8公里時(shí),仍能保持操作精度。ROV在藍(lán)色起源新格倫火箭助推器海上回收過程中的應(yīng)用,是航天回收技術(shù)的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。它是一種無人遙控車輛,專為海上環(huán)境設(shè)計(jì),用于在助推器著陸后快速建立連接,從而實(shí)現(xiàn)安全、高效的后續(xù)操作。
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●背后黑科技
NG-2成功著陸得益于AI的實(shí)時(shí)優(yōu)化,證明了漂移法在海洋環(huán)境下的實(shí)用性。漂移法并非憑空而來,它依托一系列前沿技術(shù)——
GNC系統(tǒng)的「預(yù)測大腦」:使用卡爾曼濾波器融合多源數(shù)據(jù),預(yù)測平臺漂移。藍(lán)色起源的專利「預(yù)測性漂移補(bǔ)償」能提前計(jì)算風(fēng)切變影響,NG-2著陸過程中處理了最大242米偏移。
BE-4的深度節(jié)流能力:雖然節(jié)流下限較高,推力可調(diào)到20%,但多引擎冗余可確保故障時(shí)切換至海洋濺落模式,可以容錯(cuò)處理異常狀況。而且BE-4使用甲烷燃料,避免了RP-1的焦化問題,提高復(fù)用性。
全流程 AI 自主決策:火箭離地后完全自主,地面人員基本是「看戲」。大量機(jī)器學(xué)習(xí)模擬極端場景,可以處理不確定性。全過程AI驅(qū)動,體現(xiàn)了航天科技的智能化應(yīng)用。
這些元素源于藍(lán)色起源的漸進(jìn)式理念,從小型火箭新謝潑德號積累經(jīng)驗(yàn),再把成熟算法放到軌道級火箭新格倫號上。
漂移法的優(yōu)點(diǎn)顯而易見。比如風(fēng)險(xiǎn)低,失敗時(shí)濺海,無損平臺。NG-1的失敗就是例證。其次,適應(yīng)性強(qiáng)。給系統(tǒng)「思考時(shí)間」,應(yīng)對海洋變量,如NG-2的200多米漂移。再有數(shù)據(jù)驅(qū)動。懸停階段積累寶貴數(shù)據(jù),便于迭代。
但缺點(diǎn)也不容忽視,比如燃料消耗高,懸停燒掉15% delta-V,導(dǎo)致當(dāng)前載荷僅25噸(目標(biāo)45噸)。著陸點(diǎn)火時(shí)間44秒,遠(yuǎn)高于獵鷹9號的26秒。再比如復(fù)用復(fù)雜,更長暴露時(shí)間增加熱應(yīng)力,檢修難度大。
總體上,這是一種新手友好的方法,適合早期測試。
●新格倫對比獵鷹9號、星艦回收
藍(lán)色起源的保守與SpaceX的激進(jìn)形成了有趣對比。為了更全面理解,我們擴(kuò)展對比,包括獵鷹9號的海上回收(使用無人船平臺)和星艦的塔捕回收(Mechazilla塔臂捕捉)。獵鷹9號海上回收類似于新格倫,但更成熟;星艦塔捕則代表更前沿的陸基創(chuàng)新,助推器直接返回發(fā)射塔,被機(jī)械臂抓住,進(jìn)一步節(jié)省燃料并加速周轉(zhuǎn)。
▼下表擴(kuò)展總結(jié)關(guān)鍵維度,基于2025年11月最新數(shù)據(jù)(截至11月15日,獵鷹9號第一級助推器著陸嘗試546次,成功533次,成功率97.6%;重復(fù)使用498次;星艦助推器捕捉嘗試5次,成功3次)
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三者相似點(diǎn)在于:均采用垂直推進(jìn)著陸(VTVL)變體,依賴自主GNC系統(tǒng)和多引擎冗余,實(shí)現(xiàn)第一級助推器復(fù)用,目標(biāo)是降低成本并支持高頻發(fā)射。不同點(diǎn)突出理念與技術(shù)差異:新格倫的「漂移法」強(qiáng)調(diào)安全裕度,初始偏移避免平臺損壞,適合早期開發(fā),但燃料效率較低;獵鷹9號的「懸停剎」海上回收追求極致優(yōu)化,直接瞄準(zhǔn)減少燒時(shí),依賴柵格翼等氣動控制,經(jīng)驗(yàn)積累使成功率達(dá)97.6%;星艦的塔捕回收更激進(jìn),直接返回塔架捕獲,節(jié)省燃料并縮短周轉(zhuǎn)時(shí)間(最終目標(biāo)<1小時(shí)),但要求厘米級精度,早期嘗試高風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)三次成功塔捕。藍(lán)色起源落后約十年,但甲烷燃料和更大尺寸為其提供潛在優(yōu)勢,更高載荷(45噸 vs 獵鷹9號的22.8噸 vs 星艦的100+噸)和更好復(fù)用耐久性。隨著迭代,藍(lán)色起源可逐步減少漂移時(shí)間,提高著陸精度,提高發(fā)射效率。
●從漂移到智能太空時(shí)代
漂移法只是第一步。藍(lán)色起源正在開發(fā)下一代「自適應(yīng)漂移」技術(shù),讓 AI 在下降過程中實(shí)時(shí)重新設(shè)定偏移量,而不是提前設(shè)死。
2026年的NG-3有可能測試「短懸停」,未來嘗試更激進(jìn)的「零懸停」,以提高任務(wù)運(yùn)力。可以預(yù)見,隨著更多回收次數(shù)積累,新格倫將越來越老練,最終成為一款能支撐深空任務(wù)的大型復(fù)用平臺。
這一次海上著陸的意義不僅在于技術(shù)本身,更在于證明:人類已能在極端復(fù)雜的海洋環(huán)境中,運(yùn)用AI駕駛著大型火箭,像側(cè)滑停車一樣精準(zhǔn)降落。這是未來太空時(shí)代的一個(gè)小小預(yù)告片。
下一個(gè)驚喜,要看2026年星艦塔捕。
部分信息索引:
How Important Is Blue Origin’s Second New Glenn Launch?(https://www.csis.org/analysis/how-important-blue-origins-second-new-glenn-launch)
New Glenn Rocket Aces Launch and Landing, Setting Up Space Force for More Options(https://www.airandspaceforces.com/new-glenn-rocket-launch-landing-space-force/)
Topic: SpaceX vs Blue Origin discussion (https://forum.nasaspaceflight.com/index.php?topic=63766.20)
What are the differences between Blue Origin's New Glenn rocket and other rockets such as Falcon 9 and Starship from SpaceX?(https://www.quora.com/What-are-the-differences-between-Blue-Origins-New-Glenn-rocket-and-other-rockets-such-as-Falcon-9-and-Starship-from-SpaceX)
New Glenn rocket(https://en.wikipedia.org/wiki/New_Glenn)
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