近日,长征十号乙运载火箭在海南商业航天发射场成功升空,将卫星顺利送入预定轨道。火箭一子级按照预定程序返回,并在海上回收平台通过网系捕获方式成功回收。
长征十号乙芯一级网系捕获过程
视频来源于微博@空天逐梦
那么,为什么火箭需要回收?“网系回收”又是如何实现的?
01
火箭为什么要回收?
长期以来,运载火箭都是按照“一次使用”的模式设计的,即当火箭完成任务后,大部分箭体结构便会按照预定轨迹坠落,无法再次使用。这种方式虽然技术成熟,但也存在成本较高、难以满足高密度发射需求等明显不足。
长十乙火箭一子级网系回收示意图
图片来源于零重力实验室
02
网系回收技术如何实现?
网系回收是一种利用大型捕获网系统,对返回中的火箭一级进行接收和固定的回收方式。简单来说,火箭完成发射任务后,一级箭体与上面级分离。随后,一级火箭通过发动机重新启动,调整飞行方向和速度,返回预定回收区域。当火箭接近海上回收平台时,平台上的大型网系装置会展开,对下降中的火箭进行捕获,使其安全停留在回收区域。
网系回收能够成功实施,离不开多项关键技术的支撑。
高精度制导与导航技术
火箭返回时需要准确进入回收平台上方的指定区域,因此需要通过综合利用惯性导航系统、卫星导航系统以及多种传感器,实现厘米级甚至更高精度的控制。
可重复启动发动机技术与
高强度轻量化材料技术
返回阶段需要发动机再次点火,对火箭进行减速和轨迹修正。因此,火箭发动机必须具备多次启动能力,并能够在极端环境下保持稳定工作。与此同时,重复使用也要求箭体材料必须满足轻量化、高强度和耐高温的要求。
智能控制与自主飞行技术
火箭返回需要智能控制系统根据飞行状态实时调整发动机推力、箭体姿态和运动轨迹,提高回收成功率。
海上回收平台与捕获系统技术
网系回收的核心装备就是海上捕获平台。平台不仅要保持稳定,还需要具备快速响应能力。捕获网需要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,确保火箭安全回收。这一系统实际上融合了机械工程、自动控制和材料科学等多个领域技术。
来源:力学科普
编辑:白欣雨
校对:高淑青