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日前,蓝箭航天空间科技股份有限公司(以下简称“蓝箭航天”)的可回收火箭技术取得突破性进展。该企业自主研发的可重复使用垂直起降回收验证火箭朱雀三号在酒泉卫星发射中心点火升空,1分钟后,朱雀三号从300多米的高空垂直返回,着陆平稳,落点准确,状态良好。
当前在航天领域,可回收火箭技术已成为热门话题。可回收火箭技术是指让火箭在完成任务后能够安全地返回地面,并经过检修后再次发射的技术。
掌握可回收火箭技术的企业在行业内具备较大的优势和竞争力,主要原因有两个。一是能够大幅降低成本,传统火箭都是一次性使用,这使得每次发射火箭的成本都非常高,而通过回收再利用,火箭的制造、运营成本都将大幅降低。二是能够提高安全性,传统火箭发射任务完成后,助推器和一级火箭会自然坠落,可能造成财产损失和人员伤亡等,而在可复用火箭上,这些问题将得到有效解决。
可回收火箭技术作为改变航天业运营模式的关键技术之一,从技术论证走向实际应用面临诸多难题和挑战。蓝箭航天近年来持续探索学科交叉融合创新发展路径,不断突破关键核心技术,交出了一份中国民营航天企业的“高分答卷”。
难题一是如何精确控制火箭返回着陆场。这需要直面火箭速度变化和外部复杂环境等各种干扰,进行在线轨迹规划和优化计算,特别是要突破轨迹在线优化重构、动力冗余故障诊断、高精度垂直返回制导控制等关键技术,从而精确控制可复用火箭实现软着陆。
难题二是如何为火箭后续发射放行提供科学依据。可借鉴交通运输行业成熟的硬件设计和软件算法,通过传感器数据采集分析、故障诊断算法、健康诊断模型等核心技术的迭代融合创新,实现可复用火箭的智能检测、健康监测和故障诊断。
难题三是如何选择适合商业航天的发动机动力路线。根据使用推进剂的不同,火箭通常可分为固体火箭和液体火箭。相较于固体火箭,液体火箭具备比冲高、推力可调、可多次启动等优点,是可回收运载火箭的更优选择。另外,甲烷作为清洁能源,凭借维修维护简单、使用成本低、性能高等优势,成为可复用火箭发动机燃料的最佳选择之一。因此,“液氧甲烷”可以满足未来大规模进出空间、航班化运输需求。目前在国内民商航天企业中,蓝箭航天、星际荣耀、九州云箭等企业已瞄准这条技术路线,正全力研发升级液氧甲烷发动机。
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