北大教授科普:火箭回收技术与商业化前景_北京时间

北大教授科普:火箭回收技术与商业化前景

短短一个多月的时间里,“国家队”与民营企业、火箭的海上回收与陆地回收,均取得了突破性进展,标志国内可复用火箭从原理验证迈向工程应用阶段。 北京大学地球与空间科学学院教授焦维新接受了北京时间专访,为我们科普火箭回收的相关知识。

北大教授科普:火箭回收技术与商业化前景

8月19日,朱雀三号遥二实现我国首次入轨火箭着陆腿式陆地回收,这是我国首次完成运载火箭一子级陆地支腿回收。值得一提的是,制造朱雀三号的蓝箭航天空间科技股份有限公司,是一家民营公司。

而在一个月之前的7 月10 日,‌长征十号乙‌运载火箭发射升空,其一子级在分离后垂直返回,被海上回收平台“领航者”号通过‌柔性网系捕获方式‌成功回收。

短短一个多月的时间里,“国家队”与民营企业、火箭的海上回收与陆地回收,均取得了突破性进展,标志国内可复用火箭从原理验证迈向工程应用阶段。

北京大学地球与空间科学学院教授焦维新接受了北京时间专访,为我们科普火箭回收的相关知识。

图片来源:视觉中国

对老百姓生活有何好处?

运载火箭回收技术看似是航天领域的高精尖技术,实则和普通老百姓的生活息息相关,带来诸多实实在在的民生红利。

火箭回收实现箭体重复使用,大幅压低卫星发射成本。成本下降后,低轨通信、气象、遥感卫星得以大批量部署,直接惠及日常生活。我们使用的卫星网络覆盖更广、信号更稳,能有效解决偏远地区上网难的问题;气象预报、灾害监测精度大幅提升,可提前预警台风、洪涝、地震等灾害,为群众避险减灾争取宝贵时间,守护百姓生命财产安全。

低成本、高频次的航天发射能力,还能大力推动商业太空制药产业发展,切实助力百姓健康。太空微重力、高洁净的特殊环境,能研制出地面无法量产的高纯度、高稳定性药物晶体与生物制剂,药物疗效更好、副作用更低。依托商业化航天常态化在轨实验与生产,癌症、罕见病等疑难病症的新药研发周期大幅缩短,多款靶向治疗药物、长效特效药得以快速落地普及,还能优化用药方式,简化治疗流程,减轻患者就医负担,让普通百姓更快用上优质新药、平价好药。

同时,火箭回收带动商业航天产业链蓬勃发展,催生卫星研发、航天运维、太空科创等新兴行业,创造大量优质就业岗位,拉动经济发展。航天高精技术还能反向赋能民用领域,新材料、高精度传感、智能控制等技术,广泛应用于智能制造、交通出行、医疗设备等民生场景,持续改善大众生活品质。

此外,火箭回收可精准控制箭体落点,避免残骸无序坠落,大幅降低地面人员、建筑受损风险,减少落区群众疏散压力,提升航天发射的安全性与环保性。长远来看,低成本航天运力将持续支撑深空探测、航天科研创新,让更多航天科技成果落地惠民,真正实现航天技术造福大众。

未来火箭回收及搭载能力有了大幅提升后,我们还可以开发利用太空资源,例如月球上就有大量可控核聚变材料“氦-3”,太空中还有大量含有稀有矿物的小行星,未来可以进行太空采矿等等。

图片来源:视觉中国

火箭回收有什么好处?

火箭回收最核心好处是可重复使用,大幅降低发射成本。传统火箭箭体用完即抛弃,大量昂贵发动机、箭体结构一次性损耗;回收后检修翻新可再次执行任务,削减箭体制造开支,降低单次发射价格。

回收还能缩短发射周期,复用箭体省去全新火箭生产周期,提升发射频次,适配商业航天高密度组网需求。同时减少火箭残骸坠落带来的安全风险与环境污染,降低残骸落区管控压力。

现在国家非常重视商业航天。而商业航天需要降低成本、要盈利,火箭回收技术就是降低成本的重要方面。

现在的目标是火箭可以重复使用20次,未来如果达到的话,在保证可靠性的情况下,可以大大降低成本。无论载人航天还是商业航天,对整个事业的推进都会非常大。

回收技术难在哪儿?

火箭回收技术难点集中在动力、控制、环境与结构等多方面。火箭降落阶段需要预留大量燃料,既要完成入轨助推,又要保障返回减速,会压缩有效载荷。返回过程速度极高,要实现发动机多次启停、推力精准调节,对液氧甲烷等发动机可靠性要求很高。

再入大气层时箭体经受高温、强气流扰动,姿态极易失稳,需要高精度实时导航控制系统,实现定点垂直着陆。着陆瞬间要缓冲减震,保障箭体、发动机不发生结构性损伤。

回收后的箭体还要完成检测、检修和翻新,解决高温烧蚀、部件疲劳问题,实现复用。整套技术对测控、材料、地面保障都提出严苛要求,任何环节失效都会造成回收失败。

现在海上和陆地回收实验都获得了成功,并不等于这方面的技术已经完善了。未来还需要在各方面继续探索,在技术比较成熟之后用于商业活动。

海上和陆地回收有何不同?

陆地回收依托陆地着陆场,选址要求开阔、人烟稀少,具备完备地面测控与保障设施。着陆条件稳定,维护检修便捷,成本相对更低;但合适着陆场地域有限,受火箭弹道约束,仅适合落区靠近陆地的发射任务。若火箭弹道远离大陆,陆地回收会大幅消耗返回燃料,损失运载能力。

海上回收使用海上平台,不受陆地地域限制,可随火箭弹道灵活部署,适配更多发射轨道,减少对陆地区域的安全威胁。不过海上环境复杂,风浪、盐雾会干扰着陆,对平台姿态控制、箭体抗腐蚀能力要求更高。海上平台建设、运维成本更高,回收后的箭体转运上岸流程繁琐,后期检测维护不如陆地方便。

总体上,陆地回收经济可靠,优先条件允许时选用;海上回收灵活性强,弥补陆域局限,但技术与运维代价更大

总体来说,海上回收对于回收平台的搭建要求比较高,这种方式适合中大型火箭的回收;而陆地回收对于火箭本身的相关技术要求比较高,适合中小型火箭的多次往返回收。

记者:刘狄

北大教授科普:火箭回收技术与商业化前景

短短一个多月的时间里,“国家队”与民营企业、火箭的海上回收与陆地回收,均取得了突破性进展,标志国内可复用火箭从原理验证迈向工程应用阶段。 北京大学地球与空间科学学院教授焦维新接受了北京时间专访,为我们科普火箭回收的相关知识。

北大教授科普:火箭回收技术与商业化前景

8月19日,朱雀三号遥二实现我国首次入轨火箭着陆腿式陆地回收,这是我国首次完成运载火箭一子级陆地支腿回收。值得一提的是,制造朱雀三号的蓝箭航天空间科技股份有限公司,是一家民营公司。

而在一个月之前的7 月10 日,‌长征十号乙‌运载火箭发射升空,其一子级在分离后垂直返回,被海上回收平台“领航者”号通过‌柔性网系捕获方式‌成功回收。

短短一个多月的时间里,“国家队”与民营企业、火箭的海上回收与陆地回收,均取得了突破性进展,标志国内可复用火箭从原理验证迈向工程应用阶段。

北京大学地球与空间科学学院教授焦维新接受了北京时间专访,为我们科普火箭回收的相关知识。

图片来源:视觉中国

对老百姓生活有何好处?

运载火箭回收技术看似是航天领域的高精尖技术,实则和普通老百姓的生活息息相关,带来诸多实实在在的民生红利。

火箭回收实现箭体重复使用,大幅压低卫星发射成本。成本下降后,低轨通信、气象、遥感卫星得以大批量部署,直接惠及日常生活。我们使用的卫星网络覆盖更广、信号更稳,能有效解决偏远地区上网难的问题;气象预报、灾害监测精度大幅提升,可提前预警台风、洪涝、地震等灾害,为群众避险减灾争取宝贵时间,守护百姓生命财产安全。

低成本、高频次的航天发射能力,还能大力推动商业太空制药产业发展,切实助力百姓健康。太空微重力、高洁净的特殊环境,能研制出地面无法量产的高纯度、高稳定性药物晶体与生物制剂,药物疗效更好、副作用更低。依托商业化航天常态化在轨实验与生产,癌症、罕见病等疑难病症的新药研发周期大幅缩短,多款靶向治疗药物、长效特效药得以快速落地普及,还能优化用药方式,简化治疗流程,减轻患者就医负担,让普通百姓更快用上优质新药、平价好药。

同时,火箭回收带动商业航天产业链蓬勃发展,催生卫星研发、航天运维、太空科创等新兴行业,创造大量优质就业岗位,拉动经济发展。航天高精技术还能反向赋能民用领域,新材料、高精度传感、智能控制等技术,广泛应用于智能制造、交通出行、医疗设备等民生场景,持续改善大众生活品质。

此外,火箭回收可精准控制箭体落点,避免残骸无序坠落,大幅降低地面人员、建筑受损风险,减少落区群众疏散压力,提升航天发射的安全性与环保性。长远来看,低成本航天运力将持续支撑深空探测、航天科研创新,让更多航天科技成果落地惠民,真正实现航天技术造福大众。

未来火箭回收及搭载能力有了大幅提升后,我们还可以开发利用太空资源,例如月球上就有大量可控核聚变材料“氦-3”,太空中还有大量含有稀有矿物的小行星,未来可以进行太空采矿等等。

图片来源:视觉中国

火箭回收有什么好处?

火箭回收最核心好处是可重复使用,大幅降低发射成本。传统火箭箭体用完即抛弃,大量昂贵发动机、箭体结构一次性损耗;回收后检修翻新可再次执行任务,削减箭体制造开支,降低单次发射价格。

回收还能缩短发射周期,复用箭体省去全新火箭生产周期,提升发射频次,适配商业航天高密度组网需求。同时减少火箭残骸坠落带来的安全风险与环境污染,降低残骸落区管控压力。

现在国家非常重视商业航天。而商业航天需要降低成本、要盈利,火箭回收技术就是降低成本的重要方面。

现在的目标是火箭可以重复使用20次,未来如果达到的话,在保证可靠性的情况下,可以大大降低成本。无论载人航天还是商业航天,对整个事业的推进都会非常大。

回收技术难在哪儿?

火箭回收技术难点集中在动力、控制、环境与结构等多方面。火箭降落阶段需要预留大量燃料,既要完成入轨助推,又要保障返回减速,会压缩有效载荷。返回过程速度极高,要实现发动机多次启停、推力精准调节,对液氧甲烷等发动机可靠性要求很高。

再入大气层时箭体经受高温、强气流扰动,姿态极易失稳,需要高精度实时导航控制系统,实现定点垂直着陆。着陆瞬间要缓冲减震,保障箭体、发动机不发生结构性损伤。

回收后的箭体还要完成检测、检修和翻新,解决高温烧蚀、部件疲劳问题,实现复用。整套技术对测控、材料、地面保障都提出严苛要求,任何环节失效都会造成回收失败。

现在海上和陆地回收实验都获得了成功,并不等于这方面的技术已经完善了。未来还需要在各方面继续探索,在技术比较成熟之后用于商业活动。

海上和陆地回收有何不同?

陆地回收依托陆地着陆场,选址要求开阔、人烟稀少,具备完备地面测控与保障设施。着陆条件稳定,维护检修便捷,成本相对更低;但合适着陆场地域有限,受火箭弹道约束,仅适合落区靠近陆地的发射任务。若火箭弹道远离大陆,陆地回收会大幅消耗返回燃料,损失运载能力。

海上回收使用海上平台,不受陆地地域限制,可随火箭弹道灵活部署,适配更多发射轨道,减少对陆地区域的安全威胁。不过海上环境复杂,风浪、盐雾会干扰着陆,对平台姿态控制、箭体抗腐蚀能力要求更高。海上平台建设、运维成本更高,回收后的箭体转运上岸流程繁琐,后期检测维护不如陆地方便。

总体上,陆地回收经济可靠,优先条件允许时选用;海上回收灵活性强,弥补陆域局限,但技术与运维代价更大

总体来说,海上回收对于回收平台的搭建要求比较高,这种方式适合中大型火箭的回收;而陆地回收对于火箭本身的相关技术要求比较高,适合中小型火箭的多次往返回收。

记者:刘狄

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