你是不是也有這樣的心思:每次看到SpaceX獵鷹9號的火箭垂直落地,并且穩穩地落回發射臺的,就會羨慕的同時,還有著一絲絲不甘心?
咱們啥時候才能有中國的可回收火箭啊?這個問題恐怕在無數中國航天迷的心中,已經盤旋了整10年了吧?
現在,答案終于揭曉了。
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朱雀三號,成為了中國歷史上第一枚真正實現一子級回收,并實現復用的火箭,別小看這一成績,這可是徹底打破了我們在可重復使用火箭領域的“零突破”。
中國成為繼美國之后,全球第二個掌握可重復使用火箭技術的國家;藍箭航天也將躋身SpaceX、藍色起源之后,全球第三家實現火箭一子級回收的公司。
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但也有遺憾,那就是這次朱雀三號的首飛,并沒有搭載任何的衛星、飛船,以及昊龍航天飛機,這種“無載荷有配重”的方式,聽起來就很奇怪了。因為很久之前,我們就知道朱雀三號其實就是昊龍航天飛機的“座駕”,為啥展示朱雀三號的同時,卻沒有這個呢?
這其實也恰恰是朱雀三號首飛最聰明的做法。因為不帶任何載荷,目的就是為了證明我們的朱雀三號,上得去,也回得來。不過,在最上級雖然沒有昊龍航天飛機,但卻裝了一個質量以及重心分布和昊龍幾乎一致的配重模型。
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這樣既能模擬真實飛行中的力學環境,又避免因技術風險損失昂貴載荷。畢竟,這是中國第一次嘗試軌道級一子級回收,容不得半點閃失。
朱雀三號作為一枚能打幾十次的可復用型火箭,在設計和用料上,有啥與眾不同嗎?
還真有。
朱雀三號采用高強度新型不銹鋼材質,這一突出特點表現出它的與眾不同。要知道一般的單次火箭,主要以鋁合金材質為主,關注點主要聚焦在“輕”上。而朱雀三號主打“多次復用”,所以,和一般火箭相比,“耐用”就比質量“輕”顯得更重要了。
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傳統鋁合金雖然輕,但在反復經歷高溫燃燒、劇烈震動、再入大氣層的極端溫差后,金屬容易疲勞、開裂。而新型高強度301/304系列不銹鋼,不僅耐高溫、抗腐蝕,還能在-200℃到800℃的溫差中保持結構穩定,特別適合那些計劃復用20次以上的火箭。
為了實現朱雀三號多次復用的特質,在發動機推動動力上,也做出了改動。朱雀三號用的是液氧甲烷推進劑,液氧甲烷燃燒干凈、積碳少,發動機可以“打完就充,充完再打”,幾乎不用大修。
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相比之下,傳統液氧煤油發動機每次發射后都要深度檢修,根本扛不住高頻次商業發射的需求。
如果和現役的國家隊火箭相比,朱雀三號無論從體型還是動力水平上,都更接近長征五號,但是單發成本卻比長征五號低多了。
朱雀三號全長約66.1米,箭體直徑4.5米,整流罩5.2米,起飛質量約570到660噸,推力超750到900噸。如果是一次性模式下,近地軌道運力會高達21.3噸;即便在一子級回收狀態下,仍能送18.3噸載荷入軌。
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可回收還是要犧牲3噸運力,劃算嗎?
肯定是劃算的。因為省下的不只是幾噸的載荷,而是上億的制造成本。最關鍵的在于費用的平攤上。要知道每一次一子級的復用,都意味著發射成本會平攤地更低。如果按照20次發射來計算成本,就意味著單次發射成本可能只有國際同類火箭的三分之一。
再來說說未來要搭載的載荷:昊龍航天飛機。
要知道朱雀三號就是為昊龍航天飛機量身打造的專屬座駕,日后發射回收成熟之后,將會執行中國空間站的物資補給任務。昊龍航天飛機和現役的天舟飛船不同,天舟就只負責送貨上門,是一個單程票。
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而朱雀三號加昊龍航天飛機則是一套火箭加飛機都能回收的系統,不但能把試驗樣品、廢棄物們帶回地球,還能隨時補充天宮需要的實驗樣品以及各類臨時需求。比如這次神州二十號飛船,因舷窗遭空間碎片撞擊而推遲返回地球。如果有昊龍航天飛機,就可以更為靈活地為空間站送上維修或者加固工具。
另外,朱雀三號還能為我國自己的“星鏈”系統出力。G60和GW兩大低軌衛星互聯網星座項目,需要上千顆衛星組網,對發射頻率和成本極其敏感。過去只能靠一次性火箭“拼車”,排期難、價格高;有了朱雀三號,就能實現“一月多發、一箭多星、打完就回”,真正掌握太空基建主動權。
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朱雀三號可能會開啟中國火箭的“可回收”元年。從今年年底開始一直到2026年,長征十二號甲(CZ-12A)等可重復使用火箭都將陸續登場。
就連馬斯克都忍不住在社交媒體上評論:“朱雀三號巧妙融合了獵鷹9號的成熟架構和星艦的材料理念。如果進展順利,中國可能在5年內擁有比獵鷹更強的復用火箭。”
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