一张大网如何接住返回的火箭?
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2026-07-14 08:45:12
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7月10日,长征十号乙运载火箭成功首飞,同时火箭一级在海上平台通过网系捕获方式成功回收。这是我国首次成功实施火箭一级可控回收,也是全球首次火箭网系回收,标志着我国在重复使用火箭技术领域取得历史性突破。

网系回收是我国独创的一种新型箭地协同火箭回收模式,可让火箭不用靠“腿”站立,而是直接飞进一张大网里,被温柔地“抱”住。相比目前国际主流的垂直起降回收模式,这种箭船“共舞”的回收方式,有助于提高回收过程中捕获、缓冲的成功率。

记者从中国航天科技集团了解到,这种能让火箭回收更“简单”的方案,技术并不简单。

第一问:火箭返回,如何完成一套极限“体操”?

长征十号乙运载火箭,是中国航天科技集团一院抓总研制的5米直径两级构型大型液体运载火箭。此次任务,火箭一级返回全程处于复杂气流中,就像完成一套极限“体操”。它要在不到6分钟时间里完成调头、减速、精确着陆等一系列高难度、高精度动作,实现“控得住”“回得准”“落得稳”“接得住”。

火箭一级与二级分离后,开启了返回之旅。此时,它在惯性作用下,仍处于向上飞行状态,首先要滑行、调整姿态,在空中掉个头,由上升变为下坠。

在高速下坠过程中,发动机点火反推,减缓降落速度。这一过程,要在极短时间内完成推进剂管理、贮箱增压、发动机预冷等一系列复杂准备。

接下来,箭体上的栅格舵打开,如同张开 一对小翅膀,帮助火箭调整姿态。与此同时,推进剂沉底管理系统同步工作,将储箱内的推进剂沉降集中至底部,为后续发动机点火做好准备。

完成了滑行、调姿,火箭依靠栅格舵产生的气动阻力,进一步实施气动减速。这是防热设计的关键验证环节,箭体底部要承受严苛的气动加热和气动载荷考验。

随着高度降低,火箭要再次启动发动机减速,并通过导航与定位装置获取回收平台的精确位置。进入网系后,火箭缓缓下降,箭上挂索机构展开;塔架四角的激光雷达实时测量火箭的位置和姿态,驱动呈“井”字形的绳索挂住火箭,并消除它下落的势能。就像一位父亲伸出双手,从高处接下自己的孩子。

最后,回收系统为火箭系上“安全带”,使其完全稳固。

第二问:回收系统怎样与火箭“双向奔赴”?

网系回收并不是简单地“张网以待”,回收系统要与火箭“双向奔赴”,在动态中实现极为精准的协同匹配。

据中国航天科技集团专家介绍,在火箭“找”船的同时,船也在“找”火箭,两个拥有各自六自由度运动的物体,要在海浪扰动下完成高动态“对接”。

在茫茫大海上,回收平台在风浪中不可能静止不动,即便其配备的DP2级动力定位系统能抵抗漂移,却无法完全消除晃动;火箭下降时也不是完全直落,有一定的机动滚转,两者之间要实时接收平台的晃动与位置数据,主动补偿角度偏差。

这一过程,除了考验火箭的智能控制与自主飞行技术、发动机在极端环境下保持稳定工作的能力等,也要求回收平台具备快速响应能力,要能精准判断火箭进入时机,并通过缓冲、固定等机构吸收冲击力。另一方面,回收系统的塔架结构高67米,相当于20多层楼,加上设备总重约5400吨,设计难度极大。总体来说,回收系统融合了机械工程、自动控制和材料科学等多领域技术。

第三问:网系回收比传统方案好在哪?

垂直起降是目前国际主流的火箭回收模式。回顾过往回收失败案例,大部分发生在最后着陆阶段,无论是落点、力度还是落地后的平衡,任一环节稍有偏差都可能导致功亏一篑。

网系回收也属于垂直起降回收的一种,但这一方案降低了发动机和箭体调控难度,对火箭的着陆指标更友好。就如同给油瓶加上一个漏斗,通过网系的协同,可以“放大”捕获窗口,对火箭落点偏差有更强的适应能力。回收系统“接”住火箭以后,也能帮助它缓冲、固定,提高回收成功率。

同时,网系回收有助于简化箭上结构,让火箭不需要配备复杂的着陆腿,从而减轻箭体重量,增加运载能力。

后续,网系回收系统还可以通过系列化设计,适应不同规模火箭的回收需求。该方案将助力中国航天开展低成本、高频次、可持续的太空探索。

据科技日报

  • 海上回收平台通过网系捕获方式成功回收长征十号乙运载火箭一子级(7月10日摄,无人机照片)。 

  • 7月10日,人们在海南商业航天发射场观看长征十号乙运载火箭发射。新华社发

  • 7月10日,长征十号乙运载火箭成功首飞,同时火箭一级在海上平台通过网系捕获方式成功回收。这是我国首次成功实施火箭一级可控回收,也是全球首次火箭网系回收,标志着我国在重复使用火箭技术领域取得历史性突破。

    网系回收是我国独创的一种新型箭地协同火箭回收模式,可让火箭不用靠“腿”站立,而是直接飞进一张大网里,被温柔地“抱”住。相比目前国际主流的垂直起降回收模式,这种箭船“共舞”的回收方式,有助于提高回收过程中捕获、缓冲的成功率。

    记者从中国航天科技集团了解到,这种能让火箭回收更“简单”的方案,技术并不简单。

    第一问:火箭返回,如何完成一套极限“体操”?

    长征十号乙运载火箭,是中国航天科技集团一院抓总研制的5米直径两级构型大型液体运载火箭。此次任务,火箭一级返回全程处于复杂气流中,就像完成一套极限“体操”。它要在不到6分钟时间里完成调头、减速、精确着陆等一系列高难度、高精度动作,实现“控得住”“回得准”“落得稳”“接得住”。

    火箭一级与二级分离后,开启了返回之旅。此时,它在惯性作用下,仍处于向上飞行状态,首先要滑行、调整姿态,在空中掉个头,由上升变为下坠。

    在高速下坠过程中,发动机点火反推,减缓降落速度。这一过程,要在极短时间内完成推进剂管理、贮箱增压、发动机预冷等一系列复杂准备。

    接下来,箭体上的栅格舵打开,如同张开 一对小翅膀,帮助火箭调整姿态。与此同时,推进剂沉底管理系统同步工作,将储箱内的推进剂沉降集中至底部,为后续发动机点火做好准备。

    完成了滑行、调姿,火箭依靠栅格舵产生的气动阻力,进一步实施气动减速。这是防热设计的关键验证环节,箭体底部要承受严苛的气动加热和气动载荷考验。

    随着高度降低,火箭要再次启动发动机减速,并通过导航与定位装置获取回收平台的精确位置。进入网系后,火箭缓缓下降,箭上挂索机构展开;塔架四角的激光雷达实时测量火箭的位置和姿态,驱动呈“井”字形的绳索挂住火箭,并消除它下落的势能。就像一位父亲伸出双手,从高处接下自己的孩子。

    最后,回收系统为火箭系上“安全带”,使其完全稳固。

    第二问:回收系统怎样与火箭“双向奔赴”?

    网系回收并不是简单地“张网以待”,回收系统要与火箭“双向奔赴”,在动态中实现极为精准的协同匹配。

    据中国航天科技集团专家介绍,在火箭“找”船的同时,船也在“找”火箭,两个拥有各自六自由度运动的物体,要在海浪扰动下完成高动态“对接”。

    在茫茫大海上,回收平台在风浪中不可能静止不动,即便其配备的DP2级动力定位系统能抵抗漂移,却无法完全消除晃动;火箭下降时也不是完全直落,有一定的机动滚转,两者之间要实时接收平台的晃动与位置数据,主动补偿角度偏差。

    这一过程,除了考验火箭的智能控制与自主飞行技术、发动机在极端环境下保持稳定工作的能力等,也要求回收平台具备快速响应能力,要能精准判断火箭进入时机,并通过缓冲、固定等机构吸收冲击力。另一方面,回收系统的塔架结构高67米,相当于20多层楼,加上设备总重约5400吨,设计难度极大。总体来说,回收系统融合了机械工程、自动控制和材料科学等多领域技术。

    第三问:网系回收比传统方案好在哪?

    垂直起降是目前国际主流的火箭回收模式。回顾过往回收失败案例,大部分发生在最后着陆阶段,无论是落点、力度还是落地后的平衡,任一环节稍有偏差都可能导致功亏一篑。

    网系回收也属于垂直起降回收的一种,但这一方案降低了发动机和箭体调控难度,对火箭的着陆指标更友好。就如同给油瓶加上一个漏斗,通过网系的协同,可以“放大”捕获窗口,对火箭落点偏差有更强的适应能力。回收系统“接”住火箭以后,也能帮助它缓冲、固定,提高回收成功率。

    同时,网系回收有助于简化箭上结构,让火箭不需要配备复杂的着陆腿,从而减轻箭体重量,增加运载能力。

    后续,网系回收系统还可以通过系列化设计,适应不同规模火箭的回收需求。该方案将助力中国航天开展低成本、高频次、可持续的太空探索。

    据科技日报

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