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述评丨我国首次实现火箭陆地回收攻克了哪些难关?

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述评丨我国首次实现火箭陆地回收攻克了哪些难关?

2026-08-20 16:30:57

来源:中国网

时间:2026年8月20日
嘉宾:国际宇航联空间运输委员会主席 杨宇光

中国网:2026年8月19日,朱雀三号遥二运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,火箭一子级按预定程序成功完成陆地回收,飞行任务取得圆满成功。此次任务是我国首次成功实施重复使用运载火箭一子级着陆腿方式回收,标志着我国重复使用火箭技术取得重大突破。火箭陆地回收技术难点是什么?失重条件下推进剂处于漂浮状态,如何保障发动机顺利二次启动?如何做到落点精准可控,同时实现箭体缓冲轻柔着陆?本期节目,特邀国际宇航联空间运输委员会主席杨宇光进行述评。以下为整理的述评实录。

国际宇航联空间运输委员会主席杨宇光解读我国首次火箭陆地回收的技术难点。(中国网 杨楠 摄影)

杨宇光:本次朱雀三号遥二火箭取得的回收成功,可以说对我国的商业航天乃至于对我国整个的航天领域都有非常重大的里程碑式的意义。

因为我们知道,在7月10日,继长征十号乙运载火箭实现了我国首次海上网系回收之后,这次我们又实现了陆地的回收,两者其实在难度上是有差别的,两者都取得成功,使我国成为世界上第二个同时掌握了两种回收技术的国家。

本次的成功回收也攻克了大量的核心关键技术。因为我们知道,火箭的回收是一个非常复杂的过程,当火箭的一子级把二子级送到一定高度,加速到一定速度之后,和二子级分离,之后二子级继续将有效载荷加速进入轨道。而一子级就要实施它的回收过程,同过去一次性的运载火箭不一样,一子级有很多复杂的动作,比如说在和二子级分离以后,一子级需要进行一次姿态调整,为再入大气层进行准备。所以我们要想实现正常的回收,第一步就要实现可靠的、准确的姿态调整,这个是通过冷气喷气的动力系统来实现的。

在调姿完成以后,它的火箭的箭体依然会由于它的惯性继续向前、向更高的高度去飞,那么在它达到最高点以后,受重力的影响会向下飞了。当它的速度达到一定程度以后,我们这个时候就要对它进行动力减速。如果速度过快,火箭是承受不了这么高的温度的,会产生破坏。但是因为火箭整个为了考虑它更大的运载能力,又不能增加特别多的防热结构。所以,一个有效的办法,也就是利用我们的火箭发动机把火箭速度降下来,这样再入大气层的过程中,它的气动加热就没那么严重了。这个事情同样会面临很大的挑战,因为我们知道,就刚才提到的火箭一子级在完成工作以后,和二子级分离以后,它是处在一个惯性飞行的状态,这个时候它是处在一个失重的状态,它里面的推进剂就会处于在失重的条件下漂浮的一个状态。如果是这样的情况下,那就没法保证储箱的连接管路的地方刚好有推进剂,保证再次点火,推进剂能够有效地压到发动机里面。所以说,在失重条件下,存在推进剂漂浮的情况下,进行发动机的二次启动,就是另外一项“难啃的骨头”,是一个很重要的关键技术。

在这个之后,火箭的箭体一子级就会进入大气层。进入大气层以后,其实这个时候我为了节约推进剂就不能靠发动机来进行轨迹的改变了。因为我们知道,对于这种可回收、可重复使用的火箭,它和一次性火箭有一个很大的区别,它要精确地落到回收船或者是回收场坪的附近。所以,这个过程我们就必须依赖控制技术。这个过程,既要不消耗发动机的推进剂,又要精确地回到场坪附近,就靠我们的栅格舵。大家可以看到,火箭的顶端附近有四个栅格舵,它是由钛合金制造的。这个栅格舵在带入大气层之前它就会弹起来,这个时候通过它的舵轴的转动就可以提供控制力,改变我们一子级壳体的姿态,然后产生一个攻角,进而产生升力,然后它就可以利用这个升力改变轨迹,朝着我们规划的落点方向去飞。

这三项关键技术其实非常难。但是实际上在朱雀三号遥一火箭试飞的时候已经解决了。我们可以看到,遥一火箭虽然最后回收失败了,但是它其实落到了离场坪非常非常近的地方,也就是说几乎就成功了,其实这也就证明,刚才我们提到的三项关键技术在遥一火箭的时候已经解决了。

这次遥二火箭取得了百分之百的成功,那么和遥一火箭不一样就在最后的两步。因为我们知道,前面你做得再好,你只能保证我们火箭的一子级准确地回到场坪的上空,可是它的速度依然是非常高的,以这么高的速度落到场坪上那一定是会产生损坏的。我们一定要保证它能够轻柔地落到场坪上,这就要求当你以这个速度撞击地面的时候,火箭的箭体是能够承受的,它这个撞击的能量是能够被有效地吸收掉的。所以,在这样的情况下,我们最后有两个关键的步骤,一个是我们最后发动机还要再次启动,那么这个过程中,利用发动机进行减速,直到它最后这个速度能够达到安全着陆,不破坏箭体结构和内部组件的要求。

那么再最后一个步骤,就是要把四个着陆腿放下来。这四个着陆腿它有缓冲机构,能够缓冲落地的时候撞击的能量,最后就可以使火箭的一子级稳稳地落在地面上。而这个过程其实也是非常难的,因为我们知道,运载火箭有一个基本的特点,它的运载能力越大,它就要求推进剂占整个火箭的重量的比值越高,换句话说恨不得整个火箭全都是推进剂才好。可是着陆腿它是在一次性火箭之外又增加的重量。所以,着陆腿太重的话,就会增加我们运载能力的损失,这是非常不划算的。而太轻的话,缓冲能力不够,那就会导致箭体的损坏。这两个方面要有一个非常精心的优化设计。

可以打一个比方,这就好像一个武林高手从几十层楼的高楼上跳下来,那么它肯定是下落的过程中速度很快,但是最后还要像棉花一样轻柔地落地,难度就这么高。

而这次在上次朱雀三号遥一火箭解决了前三方面技术挑战的基础上,我们又解决了后两个非常重要的关键环节,同时这里面也做了很多的优化。

所以,这次发射和回收可以说是亮点多多,我们这次取得了里程碑式的技术的突破,对未来来说,可以说是一个非常好的开端。  


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来源:中国网
(本期主编:郑海滨;编导:裴希婷;摄像/后期:王一辰;摄影:杨楠)
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