在可重复使用火箭探索之路上，朱雀三号和长征十二号甲都值得点赞

12月23日，长征十二号甲运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空，运载火箭二子级进入预定轨道，一子级未能成功回收，飞行试验任务获得基本成功。

就在不久以前的12月3日，由民营企业蓝箭航天自主研制的朱雀三号运载火箭发射入轨，这是国内首次尝试一级火箭回收，但未实现预定回收目标。

我国为何要发展可重复使用火箭？前有美国可重复使用的猎鹰火箭，朱雀三号和长征十二号甲有何技术亮点？解放日报记者专访了上海市宇航学会资深航天科普专家陶建中。

【为何要发展可重复使用火箭】

长征十二号甲由上海航天技术研究院抓总研制，全箭长70.4米，一、二级直径均为3.8米，整流罩直径为4.2米，起飞重量约437吨；朱雀三号的一、二级箭体直径4.5米，全箭长66.1米，起飞质量约570吨，起飞推力超过750吨。

一级火箭回收需要解决4个关键的技术问题。

第一，发动机要能够重启。一级火箭分离后，已关机的发动机需要重新启动，并解决变推力技术，以控制火箭速度逐渐降低。

第二，要对火箭姿态和速度进行精确测量和控制。火箭在下降过程中，姿态和速度一直在变化，只有对它们精准测量后才能对其精确地控制。

第三，要解决耐冲击技术。火箭着落时如果冲击力太大，会把火箭撞坏。猎鹰9号和长征十二号甲都配备了4组着陆支撑腿，具有缓冲作用，经得起重击。

第四，要保持火箭下落过程中的稳定性。栅格舵——外形类似带整齐小格子的“翅膀”，可控制箭体滚转、俯仰和偏航，助力火箭精准回收。

“对于这4个技术问题的验证，此前朱雀三号和长征十二号甲都已顺利通过70公里级的回收试验，长征十二号甲还顺利实现了静态控制试验。”陶建中说，猎鹰九号也经历了多次失败才成功回收一级火箭，相信我国掌握了这4个最关键的技术，实现一级火箭回收是迟早的事。

我国为何要发展可重复使用火箭技术？

陶建中介绍，现在等待发射的卫星越来越多，据粗略估算，未来5到10年我国期望发射数以万计的卫星。一方面现有火箭已不能满足快速发射卫星的需求，另一方面要提高航天发射频率并降低发射成本。

“如果火箭可以像汽车、飞机一样重复使用，就能大大降低成本。这5年来，猎鹰9号的火箭发射成本下降了30%，其目前重复使用最多的一个火箭，已经重复使用了31次。未来随着重复使用次数越来越多，乐观估计，可重复使用的火箭发射成本将会降低一个数量级——也就是一次性火箭发射成本的10%。”陶建中说，如果我国实现可重复使用火箭的回收，未来低轨发射成本有望降低约30%。

【相比猎鹰9号，有何亮点】

5年前，猎鹰9号顺利完成了一级火箭的回收，但二级火箭的回收由于返回大气层烧蚀得太厉害，始终都不成功。直到现在，猎鹰9号重复使用400多次的都是一级火箭。而同属马斯克公司的星舰火箭经过11次试飞，已经实现了一级和二级火箭的回收，但尚未入轨飞行过，估计要等到明年。

相比猎鹰9号，朱雀三号和长征十二号甲有何技术亮点？

陶建中介绍，猎鹰9号使用的是液氧煤油发动机，朱雀二号在2023年曾创下一个纪录——在全世界首次应用液氧甲烷发动机。此次，朱雀三号和长征十二号甲使用的都是液氧甲烷发动机，这种发动机具备四方面的优点——

第一，液氧甲烷燃烧充分，比较环保，发动机的积碳比较少，容易清除。

第二，液氧甲烷成本比较低。

第三，比冲略高。比冲，是用于衡量火箭发动机效率的重要物理参数，即单位时间内消耗单位推进剂所产生的推力。

第四，火星和土卫六具备生产甲烷的能力，未来有利于就地利用这些资源。

除了液氧甲烷发动机，朱雀三号还有个技术亮点——采用不锈钢作为箭体主结构材料。相比猎鹰9号的铝合金箭体，它的强度更高。

【“国家队”和民营企业正同步发力】

今年11月，随着“新格伦”火箭的顺利发射，美国诞生了第二家实现一级火箭回收技术的民营公司蓝色起源。

而在中国，“国家队”和民营企业正同步发力、各有千秋，这有利于快速推动我国可重复使用火箭的能力提升。

作为国内首次尝试一级火箭回收的运载火箭，朱雀三号虽未实现预定回收目标，但从蓝箭航天对外披露的关键技术细节来看，朱雀三号经历了可回收火箭最具挑战性的“超音速再入气动滑行阶段”，为我国未来实现一级火箭回收探索了可行路径。同样地，长征十二号甲目前虽未披露具体技术细节，但获取了火箭真实飞行状态下的关键工程数据，为后续发射、子级可靠回收奠定了重要基础。

作为先行者和探路者，朱雀三号和长征十二号甲以及背后的航天人都值得点赞。

“我国已有5家民营企业成功发射过火箭，还有7家民营企业正在准备首飞，这12家火箭企业研制的运载火箭基本上也都考虑重复使用。”陶建中介绍，一级火箭的回收分海上回收和陆地回收，除了朱雀三号和长征十二号甲正在试验的传统陆地回收方式，我国也有商业航天公司正在研制海上回收和新型陆地回收方式——“筷子”回收，后者是在发射台原位回收一级火箭，此前马斯克公司的星舰火箭已成功实现。

未来，“国家队”长征九号、长征十号等重型火箭也计划要实现回收。

值得一提的是，长征十二号甲是我国首款“国企箭体+民企发动机”的运载火箭，开创了商业发动机与“国家队”箭体深度融合的新模式。

本文作者：解放日报 黄海华

题图来源：上观题图