【高见】回收成功之后，蓝箭开启新征程

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2024年8月19日星期一，欢迎收看第XXX期高见。

北京时间2024年8月19日上午7点35分，朱雀三号基准型遥二火箭，从酒泉卫星发射中心九泉卫星发射中心，从酒泉卫星发射中心95B工位发射升空。7点43分左右，火箭一级成功在回收场着陆，随后火箭二级将红旗科技的红鹄03型送入轨道，任务圆满成功。顺便还完成了朱雀三号的首次商业发射。蓝箭航天由此成为继SpaceX、蓝色起源、航天科技集团之后，世界第四家完成轨道级火箭回收的公司。朱雀三号也在Lynx 9号系列星舰、星个轮尝试以后，成为世界第五款轨道级可回收火箭。

朱雀三号去年12月3日完成首次飞行，一级回收时在最后3公里出现了着陆点火延迟，外圈发动机点火失败。差一点就成为中国首款实现回收的火箭，也差一点就成为全球首发即成功回收的火箭。

遥一火箭发射时，遥二火箭已经在制造了。蓝箭航天吸取了遥一任务的经验，对遥二火箭进行了紧急迭代。加强了火箭底部的热防护设计，避免再入阶段破坏发动机舱。同时还改变了着陆点火流程，从5台发动机减速改成了3台发动机，避免发动机节流过深，影响着陆点火的可靠性。此外，一级火箭的自主飞行安全系统还增加了预石落点安控功能。这样一来，一级火箭就能根据实时位置、速度和姿态，动态推断落区范围。一旦判断出火箭将要飞出回收航区，箭上系统就能自主终止飞行，不用等地面判断指令。在此基础上，叠加遥一反馈数据带来的弹道优化，让蓝箭进一步加强了对火箭飞行轨迹的控制能力。所以遥二火箭一级回收的航景区域，比遥一的面积要缩小了约35%。

这种升级除了能让火箭更安全，还能提高火箭的经济性。按照传统航天任务的安控流程，每次发射都需要地面安控人员与沿途雷达、通信保障全程跟踪，都会产生相应成本，而且还会拖慢决策速度。自主安控升级之后，不仅能把安控决策响应时间从秒级缩减到毫秒级，还能简化地面安控工作流，节省一笔开支。虽然单次任务看上去节省的钱不多，但到了航班化运营阶段，就能让同一套安控体系承载更高密度的发射，置换出更可观的潜在收益。

去年底的遥一任务虽然没有携带正式载荷，但上名级安装了模拟配重，模拟载荷与上名级绑定，方便一体顿化处理。蓝箭航天在招股书中披露，遥一火箭二级进入了55度倾角的200公里正圆轨道。此外，在结合美国太空军后续编目的两行轨道参数，可以推测，遥一火箭二级在200公里正圆轨道长时间滑行后，大约在新西兰附近海域上空，又通过二次点火，进入了近地点141.6公里，远地点1402公里的椭圆轨道。这一方面是排空燃料实现上名级顿化，另一方面也是降低轨道近地点，利用外层大气阻力主权消耗二级火箭的能量。最终，今年1月底，遥一火箭二级在南太平洋上空顺利完成了载荷解体。

遥二火箭要发射卫星，所以相比于遥一任务，这次额外加装了星箭分离装置。在传统航天任务中，星箭分离是给每颗卫星配备独立接口，多星任务靠上名级不断调姿变轨逐一释放。这种分离模式，优点是容错率高，不会因为个别卫星释放机构的故障影响到其他载荷，但代价是要给每颗卫星都配备分离环、解锁器、弹簧与线缆。卫星越多，星箭分离装置死重就越大，整流罩空间就越紧张，同时也越容易出现单点故障。到了低轨巨型星座时代，一次任务要发射几十颗平板卫星。所以SpaceX专门给星链设计了堆叠压紧装置，用8根6米长的铝合金拉杆分成4组将卫星固定，进入轨道后，解除拉杆约束，一次性将卫星集体释放。同时，利用上名级缓慢滚转，使卫星之间拥有一定的相对速度，从而避免卫星碰撞。这种星箭分离方式虽然简洁，但高度适配星链卫星，通用性不强。一旦遇到拼车载荷，SpaceX还是主要使用专门的拼车支架。

蓝箭自研的星箭分离装置一定程度上借鉴了星链。同样使用了4组堆叠对垒柱与8根拉杆。为了减重，蓝箭选择用碳纤维作为拉杆材料。同时，蓝箭又在卫星之间设置了星箭锁。这样一来，上名级在轨道上解除拉杆约束后，堆叠的卫星不会被一次性释放，而是可以通过控制星箭锁来逐个释放。现在国内开发低轨平板卫星的企业有很多，拼车发射的商业机会也多。蓝箭航天这种星箭分离设计，能够大幅增加朱雀三号的商业潜力。

遥一与遥二的上升段点火时序差不多，但两次任务的载荷情况不同。遥一上名级没有明确的载荷载荷，所以蓝箭规划了更复杂的载轨能力测试项目，包括验证入轨能力，验证长时间滑行后的推进剂管理，以及测试载轨二次点火。而遥二上名级有明确的载荷载荷，要将红旗科技的红鹄03型送入轨道，所以这次二级的要精准入轨，尽快星箭分离，并让末级完成顿化离轨，这就使得两次任务的二级点火时序出现了明显差异。

这里额外补充一下，由于红旗科技全名是北京蓝箭红旗科技有限公司，蓝箭航天直接间接持股比例达到约34.09%，而且红旗科技2024年5月，还向ITU提交了规模达到1万颗，总计160个轨道面的红鹄三星座计划。所以很多媒体直接合并同类项，认为名字带蓝箭就都是一家，认为红旗科技的星座计划就是蓝箭航天发展战略的一部分。但红旗科技有独立的经营管理体系，蓝箭航天并没有深度介入，只是保持战略合作。现在蓝箭航天正朝着对标SpaceX的方向稳步发展，未来很可能会另起炉灶建设卫星工厂，从而发挥星箭一体化集成优势，迅速建设巨型星座。证据之一就是2024年底，出钱二号一发射的广船0102星，是由北京蓝塔广船智能科技有限公司研制的，而蓝塔广船的法人也是张昌武。广船0102星，还在去年3月18日成功开展了国内首次星间每秒400Gbps机光通信实验。这次遥二发射之所以会搭载红鹄03型，很可能是其他卫星制造商不愿意冒风险下单，所以蓝箭航天找友商要了一单。当然，红旗科技的技术实力也不错，并不是单纯的陪跑友商，红鹄03型用上了亚系电推，达到了国内领先水平。此前2023年发射的红鹄二号，在轨开展的持续两年多的升降轨机动测试，充分验证了电推技术的可靠性。由于红湖二号反复穿越星链轨道层，还一度触发星链卫星进行1143次规避机动。

说回朱雀三号，遥二任务验证了可回收技术，但距离火箭复用，中间还隔着一系列的工序，包括排放、清洗、无损检测、发动机和阀门管线复查，损件更换，以及全箭再次验收。接下来如果进度快的话，蓝箭可能在今年四季度或者明年年初，实现首次回收火箭的复用。到这一步，蓝箭才算是完整跨越了可回收火箭的技术门槛。

未来几年，蓝箭想要发展成为一家可盈利，能持续发展的商业航天公司，需要高密度发射、航班化运营。目前来看，还有不少阻碍，而且大多数都是技术之外的阻碍。

现在蓝箭航天在民勤县的回收场，距离九泉发射工位大约390公里，这个距离还是太近了，会浪费火箭运力。合理距离是550公里到600公里，但如果真顺着现在的发射方向延长回收距离，就会进入山区与人口稠密区。蓝箭为了缩减回收距离，就要降低一级火箭分离时的下沉速度。一方面是要提前关机，将一二级分离高度压低到66公里，另一方面是要改变火箭飞行仰角，让火箭上升段尽量走高抛弹道，靠二级承担更多的速度增量。朱雀三号一级回收距离每缩短10公里，入轨质量就会下降150公斤。同时，一级级回收时还留存了大约10吨燃料，对应牺牲了两三吨的入轨运力。因此，朱雀三号基本型，按照现阶段的发射剖面，回收状态下的入轨运力只有大约7到8吨。

更大的问题在于发射方位。从轨道倾角上看，目前低轨互联万星座主要分为两类：一类是覆盖中低纬度的中低倾角轨道；另一类是覆盖高纬度的近极轨道。举例来说，一代星链最大的两个轨道层，倾角分别是53度与53.2度，重点覆盖中低纬度。此外，再用一部分70度与97.6度轨道的卫星来补充覆盖高纬。亚马逊柯伊伯星座第一代卫星，则是分布在33度、42度与51.9度这三个倾角上。

OneWeb比较特殊，为了尽快实现全球覆盖能力，优先部署了87.9度的近极轨道。国内的国网星座轨道倾角，目前主要是50度与86.5度，千帆星座策略与OneWeb相似，也优先选择了近极轨道，轨道倾角约为89度。按照朱雀三号的工位与回收场坐标，火箭发射的自然倾角约为56.85度。火箭是靠侧向制导修正，浪费了一部分运力才实现了55度倾角入轨。所以在航景公告中可以看到，发射场，一级回收场与整流罩落区，并不是三点一线，而是存在明显的偏转夹角。偏转角度不足以用发射阶段的地球自转来解释。利用现在的回收场，靠二级侧向机动，勉强可以发射50度倾角的载荷。而如果想要发射近极轨道卫星，就只能选择让一级反场回收，在发射工位附近建设回收坪。现阶段的朱雀三号基准型还是清纯版，运力本就吃紧，用反场模式，运力甚至都不够完整打一族千帆卫星。朱雀三号想要在酒泉发射，同时适配国网与千帆星座的任务，就要改变发射方位，新建回收场。适配50度倾角轨道的一级回收区会进入银川市，这显然不行。适配近极轨道任务的一级回收区，位置在青海龙羊峡水库附近，有一定的可执行性，而且龙羊峡水库已经形成了的一定的产业开发，有现成的交通设施，可以转运回收后的一级火箭。刚好在今年年初，青海海南州共和县唐格木牧镇有一条消息，说有企业申报了火箭回收场的投资项目备案。在地图上叠加行政区划线后可以看到，唐格木牧镇确实与近极轨道任务550公里回收区有重叠空间，旁边也有现成的公路。唯一的问题就是这里是生态脆弱区，环评不容易过。通过对比项目信息可以看到，这个回收场在今年6月完成了水土保持方案公示，建设单位正是蓝箭。有了这座回收场，蓝箭接下来不仅可以发射国网星座的近极轨道任务，也可以竞标千帆星座的发射任务了。

但近极轨道只是一部分市场。对蓝箭来说，想要进一步开拓市场，同时兼顾一级回收落区风险，就要在海边发射，用回留船来回收一级火箭。现在国内沿海发射条件最好的是文昌基地，但文昌基地早年规划太保守，征地面积不多。这几年随着发射工位需求迅速增长，文昌基地只能一边整理，一边逐步建设商业工位。而开放给民营航天公司的商业工位，周转效率受限于基地条件。两期四个商业工位加在一起，年发射能力才超过60次，而且还要排队。如果蓝箭航天的目标是像SpaceX那样每年发射100多次，文昌商业工位并不是个理想选择。因此对蓝箭来说，最理想的情况就是在海边自建工位，将总装测试、发射回收、复用检修、集成化管理，从而加快火箭航天化的运营节拍，这才能让蓝箭不断扩在在国内商业航天领域的领跑优势。

在国内新建航天发射场，几年前的阻力还很大。2022年，我在节目中说，国内发射场资源短缺，没有发挥出基建优势，当时遭到了不少网友恶意嘲讽。最近两年，随着商业航天蓬勃发展，新建商业发射场的管制逐步放宽。目前，山东海洋与广东阳江都各自推出了陆地发射场规划。其中，海洋计划在现有海上发射基础上，在连理岛建设商业发射工位，阳江在去年初成立的阳江商业航天科技公司，计划在海陵岛建设商业发射工位。此外，前两年一度搁浅的浙江宁波象山发射场，最近似乎也有复活的迹象。蓝箭现在已经验证了火箭回收能力，接下来可以凭借先手优势，吸纳更多的融资，优先挑选最适合自己的工位选址。接下来两年，只要蓝箭航天成功将朱雀三号迭代到改进型，进入航班化运营，那未来的蓝箭版星舰就有了坚实的开发条件。

好，本期节目到此结束，感谢各位收看。如果有小伙伴对周山特大下杆感兴趣，欢迎到评论区下单，我们下期再见。