12月3日，由藍(lán)箭航天研制的朱雀三號重復(fù)使用運載火箭成功首飛，二子級火箭順利入軌，一子級火箭回收失敗，這是國內(nèi)首次對入軌級運載火箭嘗試一子級回收。近日，總臺央視記者獨家專訪了朱雀三號總設(shè)計師張曉東，首次對外披露了朱雀三號回收驗證的關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)。

12月3日中午12時，朱雀三號點火起飛，經(jīng)過約133秒的飛行后，一子級火箭分離，并按計劃開展垂直回收技術(shù)飛行驗證。

朱雀三號總師張曉東（左）受訪

朱雀三號重復(fù)使用火箭總設(shè)計師 張曉東：我們在接近最高點的時候，柵格舵打開，然后再入，再是再入的三臺發(fā)動機點火，這是從80公里到40公里，進(jìn)行減速之后，進(jìn)入大氣段，這些在當(dāng)時看，我認(rèn)為還是比較完美的。

張曉東介紹，火箭一子級經(jīng)歷了可回收火箭最具挑戰(zhàn)性的“超音速再入氣動滑行階段”。同時，火箭在再入點火段及氣動滑行段均實現(xiàn)了對著陸場坪回收點的高精度制導(dǎo)控制。遺憾的是，火箭在距離地面幾公里的位置、發(fā)動機最后一次點火時，出現(xiàn)了異常燃燒，火箭未能實現(xiàn)軟著陸。

張曉東表示問題是出現(xiàn)在最后一個環(huán)節(jié)

朱雀三號重復(fù)使用火箭總設(shè)計師 張曉東：再次點火，我們采取了一個相對保守的設(shè)計方案，當(dāng)時認(rèn)為問題不大，但是問題還是出現(xiàn)在最后一個環(huán)節(jié)。

雖然沒能成功實現(xiàn)軟著陸，但張曉東告訴記者，朱雀三號這次的回收，驗證了大量的火箭重復(fù)使用技術(shù)。通過飛行過程積累的數(shù)據(jù)，也為后續(xù)型號迭代改進(jìn)打下了堅實基礎(chǔ)，為我國實現(xiàn)火箭一子級回收探索了可行路徑。

圖為朱雀三號重復(fù)使用運載火箭

朱雀三號重復(fù)使用火箭總設(shè)計師 張曉東：數(shù)據(jù)是非常重要的，我們知道了原來哪些地方留的余量過多了，哪些地方設(shè)計考慮的還不到位。這個是重復(fù)使用火箭的一個優(yōu)勢，這次飛完了之后，下次遙二遙三，我們繼續(xù)要做重復(fù)使用的飛行，回來之后，除了進(jìn)一步的豐富數(shù)據(jù)庫，我們還可以實地看哪些地方被燒了，或者哪個地方設(shè)計考慮得太苛刻了，那我們?nèi)p重、去優(yōu)化，來提高火箭的性能。

近距離探訪朱雀三號運載火箭

朱雀三號雖然沒能成功實現(xiàn)一級火箭的回收，但它的首飛任務(wù)順利完成。朱雀三號實現(xiàn)了許多國內(nèi)“首次”，比如首次九機并聯(lián)液氧甲烷動力系統(tǒng)集成應(yīng)用、首創(chuàng)不銹鋼火箭箭體、首次入軌級重復(fù)使用運載火箭高精度返回飛行驗證等等。那朱雀三號火箭長什么樣呢？記者在它首飛前，進(jìn)行了獨家近距離探訪。

總臺央視記者 崔霞：朱雀三號高度有66米、直徑是4.5米，整個箭體采用的是不銹鋼這個材料，它也是目前我們國家第一型可重復(fù)使用的運載火箭。

朱雀三號使用的塔架有90米高

朱雀三號重復(fù)使用運載火箭總設(shè)計師 張曉東：選擇不銹鋼是因為它比較適合大規(guī)模的生產(chǎn)加工，重復(fù)使用特性會比較好。塔架現(xiàn)在有90米高，將來這個火箭還會進(jìn)一步加長，進(jìn)一步提升運載能力，發(fā)動機將從80噸級拓展到100噸級，最終實現(xiàn)900噸的起飛推力。

圖為動畫演示

火箭在下落時，需要打開著陸腿落在場坪上。著陸支腿上面，是邊條翼，用來提供再入返回時的升力。上面4片舵，就是用來在大氣再入滑行的時候，調(diào)整火箭姿態(tài)的柵格舵。

關(guān)于朱雀三號的運載能力，張曉東介紹，火箭目前這個狀態(tài)，是中間過渡的一個版本，這個一次性使用的運力，大概是十三四噸，重復(fù)使用能達(dá)到10噸級，具體情況要看不同軌道。

朱雀三號：燒“天然氣”的不銹鋼火箭

朱雀三號的明顯特征是采用了不銹鋼箭體與液氧甲烷燃料，這一動力與結(jié)構(gòu)組合在國內(nèi)是首創(chuàng)，也為火箭的可重復(fù)使用奠定了基礎(chǔ)。為什么要采用這樣的組合呢？

走進(jìn)藍(lán)箭航天的總裝測試廠房，朱雀三號巨大的箭體出現(xiàn)在眼前。它最引人注目的，是那身不銹鋼的原色，這與我們印象中白色涂裝的火箭截然不同。

選擇不銹鋼，是朱雀三號的第一個鮮明標(biāo)簽。

張曉東透露朱雀三號使用不銹鋼的原因

朱雀三號重復(fù)使用運載火箭總設(shè)計師 張曉東：選擇不銹鋼，是它能夠更結(jié)實耐用，經(jīng)歷反復(fù)的力熱沖擊的循環(huán)之后，還有具有很好的性能。

不銹鋼在這方面具有天然優(yōu)勢，其強度高、耐熱性好，卓越的結(jié)構(gòu)壽命和較低的原材料成本，為火箭的多次使用和經(jīng)濟(jì)性提供了保障。

朱雀三號的第二個關(guān)鍵選擇，就是燃料。朱雀三號選擇了液氧甲烷。

朱雀三號重復(fù)使用運載火箭總設(shè)計師 張曉東：甲烷就是咱們家里做飯的液化天然氣。燒飯?zhí)烊粴忾y門一關(guān)，基本看不到殘留，因為它燃燒的產(chǎn)物就是二氧化碳和水。

甲烷成分單一，燃燒更為徹底、清潔。更重要的是，甲烷的冷卻性能和點火特性更適合重復(fù)使用，容易點燃，這樣就為實現(xiàn)返回過程中的多次可靠點火提供了先天優(yōu)勢。

朱雀三號使用的燃料是液氧甲烷

朱雀三號重復(fù)使用運載火箭總設(shè)計師 張曉東：從使用的便利性和它本身的五星特點，決定了甲烷是下一代重復(fù)使用運載火箭的首選推進(jìn)劑。

為什么要研制重復(fù)使用火箭？

不僅是國內(nèi)，國外也都把可重復(fù)使用火箭作為未來發(fā)展的主流，“十四五”初，國家航天局就組織開展了液氧甲烷重復(fù)使用運載火箭工程研制。那什么是重復(fù)使用火箭、為什么要研制它？

顧名思義，重復(fù)使用火箭就是相對于一次性使用火箭來說，完成預(yù)定發(fā)射任務(wù)后，可以全部或部分返回地球并安全著陸、經(jīng)過檢修維護(hù)與燃料加注可以再次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)的火箭。

與一次性使用火箭相比，重復(fù)使用火箭增加了四大類關(guān)鍵技術(shù)：落得準(zhǔn)、接得穩(wěn)、用不壞、修得快。近年來，我國低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座陸續(xù)開始建設(shè)，上萬顆衛(wèi)星的星座對火箭發(fā)射頻率以及成本都提出了要求。

圖為楊宇光受訪

國際宇航聯(lián)合會空間運輸委員會主席 楊宇光：巨型的低軌的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的星座，它要求我們具備將巨量的，每年成百甚至上千噸的質(zhì)量送入軌道的能力，因此這就對我們降低發(fā)射成本提出了一個非常迫切的需求，這就是中國發(fā)展可回收可重復(fù)使用火箭的最重要的原動力。

重復(fù)使用火箭是未來太空探索的重要發(fā)展方向之一，要實現(xiàn)低成本、高效率等目標(biāo)，需要克服許多技術(shù)難題。為加速打造性能優(yōu)、成本低、高頻次的重復(fù)使用運載火箭，“十四五”初，國家航天局組織開展液氧甲烷重復(fù)使用運載火箭工程研制，并首次吸納藍(lán)箭航天等商業(yè)航天企業(yè)作為總承研單位參與，創(chuàng)新研發(fā)支持模式，精心組織，推動我國重復(fù)使用運載火箭技術(shù)發(fā)展。經(jīng)過幾年的研制工作，火箭陸續(xù)進(jìn)入“二級入軌、一級回收”的試驗階段。

國際宇航聯(lián)合會空間運輸委員會主席 楊宇光：回收成功只是第一步，后續(xù)我們還要實現(xiàn)它的成功復(fù)用，以及確保在整個過程中整個鏈條的成本降低，只有我們的發(fā)射成本降低了，才會給我們的航天產(chǎn)業(yè)帶來革命性的影響。

來源：央視新聞