■朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭。（蓝箭航天供图）
9月11日午间，我国自主研发的朱雀三号VTVL-1可重复使用垂直起降回收试验箭，在酒泉卫星发射中心完成10公里级垂直起降返回飞行试验，标志着我国商业航天在可重复使用运载火箭技术上取得突破，为将来实现大运力、低成本、高频次、可重复使用的航天发射迈出关键一步。
本次任务是国内首次实现垂直起降返回火箭空中二次点火、跨音速大动压环境下“栅格舵-冷气姿控-发动机”联合制导控制，以及高空风实时风修技术工程化应用等技术验证。
试验中，火箭起飞后约113秒发动机进行了一次关机，火箭靠惯性飞行至距离地面10002米的最高点，随后经过无动力滑行约40秒后，火箭在距地面4.64公里处发动机二次点火，最终在距离发射工位3.2公里的回收场坪实现软着陆，总飞行时间200.7秒。试验经历“上升-发动机关机-无动力滑行-发动机空中二次起动-软着陆”过程，各项指标均满足预期设计。
蓝箭航天专家介绍，该试验箭为单级液氧甲烷火箭，箭体直径3.35米，长度18.3米，起飞质量约68吨，起飞推力800千牛，装配3组着陆缓冲支腿，新增4片栅格舵系统，采用与朱雀三号火箭一致的高强度不锈钢箭体结构；搭载一台已实现连续入轨飞行验证、与朱雀三号火箭同型的80吨级天鹊-12（TQ-12）改进型液氧甲烷发动机，具备正交双摆、45%至111%变推力调节和多次点火能力。
今年1月，朱雀三号火箭完成百米级飞行试验任务。本次任务的试验箭是以全尺寸发动机构建的工程样机，作为蓝箭航天重复使用火箭工程研制的重要一环。通过两次垂直起降回收试验，型号团队成功验证了多项重复使用火箭关键技术，为朱雀三号未来的首飞及回收奠定了基础。
像回收可乐瓶一样回收火箭？
“中国航天之父”钱学森在1963年出版的《星际航行概论》里曾这样设想：“运输火箭，不论第一级的大火箭也好，第二级的小火箭也好，只要加上翅膀，是能够飞回地面的，所以运输火箭是可以用许许多多次的。”
伴随一句“3、2、1，点火！”的口令，火箭腾空而起，冲上云霄。这是大多数人对火箭发射的印象。火箭飞入太空，一条漂亮的抛物线就是大家记忆的全部了，很少有人关心它还回不回来。
的确，2015年以前，火箭都是一次性消耗品，发射升空就不再回来。然而，2015年“猎鹰9号”的成功回收，创造了历史：原来火箭也可以重复使用，“航班化发射”并非不可能。
那么，为什么要像回收可乐瓶一样回收火箭？火箭回收难在哪儿？一枚火箭从“离家”到“回家”，一共分几步？
1
为何要回收火箭？
让火箭“飞回家”，到底有什么好处？三句话——降本、增效、提质。
最直接的是成本的控制——回收再利用，成本自然摊薄。
其次，火箭可回收，意味着发射频率上去了，这是产业扩容的希望所在。传统火箭发射必须留出至少两个月的准备期，还得紧盯时间窗口“看天吃饭”。“可回收火箭不同，仅需简单修复维护就可再次发射，火箭利用率、发射频率、发射灵活性的大幅提升，将极大提高快速进入太空的能力，大规模的太空探索与开发就有了可能。”深蓝航天创始人霍亮说。
此外，可回收火箭的运力升级，有助于太空探索整体提质。“当前，大型星座组网尤其需要大运力、低成本、高频次的火箭发射，大型可重复使用火箭正可支撑我国互联网星座工程战略。”蓝箭航天火箭研发部总经理、朱雀三号总指挥戴政说。
2
回收火箭有几难？
路线图是简明清晰的，但化图纸为现实却异常艰难。
它的“回家”，大致分三步。第一步是箭体分离、姿态调整。点火发射的火箭，上升到100多公里高度后，一级的发动机关闭，二级与一级分离。一级要返回地面，首先得“调头”，也就是姿态调整。第二步是减速。掉头后的火箭进入返航过程，速度很快，此时需要把速度降下来。第三步是着陆悬停，火箭回到原地的理想姿势是尾部向下，头部在上，因此需发动机第三次点火，调整姿势，并给火箭一个反推力，使着陆时它的加速度与速度同时降为0。
3
为什么“回家”比发射还难？
最难的是“回得准”。东方空间公司引力二号火箭总设计师黄帅强调，火箭能顺利返航，必须有一套精密算法仔细指点。
“落得稳”也不容易。火箭返航中，下降姿态、着陆角度都必须得到高精度控制，一旦着陆角度不对，火箭就可能倾覆，引发燃料外泄导致爆炸。要知道，火箭里有大量精密的电子元器件，要确保这些“宝贝”能够再次使用，必须点满它们的缓冲技能值。
还有个难点是“用得久”。深蓝航天副总经理郑泽介绍，可回收火箭要经受多次重复使用、多次再入大气层的考验，就需要采用强度高、耐高温且超轻薄的新型复合材料，攻克一系列材料性能难关，发动机等部件的可靠性要求尤高。
■图文来源：综合新华社、央视新闻客户端等
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