9月初,蓝箭航天发布了令人振奋的消息:经过回收的朱雀三号一子级箭体在无锡基地完成了复装,并进行发动机点火试验,结果显示天鹊-12A发动机的各项参数均符合设计标准,这标志着进入工程化复用验证阶段。此次试验的箭体是8月19日在甘肃民勤成功实现软着陆的那一枚。从着陆到再次点火,仅仅相隔15天。从表面看,似乎意味着中国的可重复使用火箭技术已基本成熟,一枚火箭完成了发射、回收,并在短时间内就重新点火,下一步只需再加注燃料即可。然而,这15天的背后隐藏着更为复杂的实际情况。
在这15天里,发生了许多关键事件。8月19日7时35分,朱雀三号遥二火箭在东风商业航天创新试验区成功发射,约137秒后完成一级和二级的分离,经过大约8分钟后,一子级成功软着陆于甘肃民勤的着陆场坪。这是我国首次通过支撑腿方式实现运载火箭的一子级回收。火箭落地后,蓝箭航天利用小型地面机器人对箭体底部进行检测,检测甲烷浓度、评估发动机是否出现烧蚀现象,并实施远程喷淋以消除残留火焰。这一“人机协作”的检测流程,从“能回收”向“能再用”迈出了重要一步。随后,箭体被送回无锡进行复装和点火测试。9月3日的点火结果证实了发动机能够正常启动,且参数符合规范。但实际上,这个流程验证的只是两项内容:一是发动机没有损坏,能够重新启动;二是地面检查和复装的流程是可行的。重要的是,这并没有证实箭体是否真的能够再次飞行。
成功回收与实现复用之间,存在着一整条产业链的距离。朱雀三号的副总设计师董锴以“结丹期”与SpaceX猎鹰9的“化神”大能做类比,这既表明了中国航天技术的进步,同时也清楚地指出了相对的差距。仅仅实现回收并不等于复用成功,这两者之间的差距有多大呢?从SpaceX在2015年12月首次成功回收一级火箭,到2017年3月完成第一次真正的复用飞行,整整经历了约15个月。在这15个月中,SpaceX不断进行检测、拆解、试车、再检测,并积累数据,最终明确哪些部件可以重复使用,哪些部件需要更换。蓝箭航天也将走上相同的道路。朱雀三号的一子级配备了9台天鹊-12A液氧甲烷发动机,设计目标为复用至少20次。但“设计能够复用20次”与“实际能否复用20次”之间,差距则体现在多次的拆解检测及试车验证。
必须仔细评估高温高压气流是否在发动机内部造成了微裂纹?箭体结构在经历过发射和着陆两次严重过载后,是否存在疲劳损伤?贮箱的密封件、阀门、管路及电气设备是否能承受第二次飞行的考验?这些问题单靠观察照片无法解决,必须逐步拆解整个箭体,逐一检查。有些部件需要进行无损检测,而有些则可能直接需要更换。回收回来的并不是一枚能立即再次发射的火箭,而是需要通过逐一认定的零部件。
蓝箭航天对此显然非常清楚。相关负责人表示计划在半年内开展回收箭体的复飞实验。“半年”的时间远比“15天”更为合理。9月3日的点火试验只是复飞的第一步,此后依旧面临整箭检测、部件更换、系统复装和全系统的试车等多个环节。
此次回收中,有一个细节被部分报道轻描淡写。虽然朱雀三号在落地后稳稳立住,但约7分钟后箭体却侧倾倒地,原因是落地后箭底残留的甲烷意外点燃,火焰顺着着陆腿升起,导致支撑腿因过高的温度而结构失效,箭体失去平衡,最终倒下。因此,其中一条着陆腿在回收后需换掉或修复。如果连着陆腿这样的外围部件都出现了损伤,发动机喷管、箭体结构以及管路系统在经历了发射和回收两极端条件后,其状态更需仔细评估。蓝箭航天副总设计师董锴已在谈及回收改进时提到两个关键点:一是通过牺牲部分重量来增强防热结构;二是为尾舱内部增加气瓶,点火前先有效降低甲烷浓度。这些改进表明团队已意识到问题,并正在采取措施解决,不过解决之道需要时间。每一次的改进都需要新的飞行实验来验证。
值得注意的是,尽管距离真正的复用尚远,但这次15天的重新点火为何依然值得关注?因为中国对可重复使用火箭的需求已不再是“想要”,而是迫切的“必须”。国家级低轨星座建设对发射频率有刚性需求,卫星制造完成但火箭数量不足,发射场地有限,瓶颈正出现在“火箭”这个环节。正因如此,朱雀三号的每一进展都受到密切关注,大家期待的不仅是一次技术验证,而是构建一条高频发射的高效流水线。
朱雀三号副总设计师董锴表示,希望让火箭能够在一年内实现10次的发射量,这一数字被视为复用经济性的临界点。从8月19日落地到9月3日重新点火,朱雀三号仅用了15天。然而,从“15天重新点火”到“一年发射10次”,之间仍隔着许多个15天,发动机的维修标准需要建立,箭体的检修流程需固化,复飞的安全需验证,发射工位的协调也至关重要,每一项都是巨大的挑战。蓝箭航天计划在2026年第四季度进行首次回收复用飞行实验。如果这一目标得以实现,这将成为中国可重复使用火箭的一项重要里程碑。在此之前,所有“15天”的进展都只是迈向最终目标的阶段性成就。回收成功是一部分,复用成功则是另一部分,朱雀三号刚刚跨过第一道门槛。