问题——可回收火箭要实现规模化应用,关键在于“回得来、落得准、成本低”;在亚轨道与再入段,箭体高速下落、气动环境剧烈变化,非线性扰动强、状态变化快;如果仍主要依赖固定预设弹道或大量地面干预,就难以同时兼顾安全、经济性与任务适应性。尤其在无动力返回阶段,箭体既要稳定姿态,又要在不确定风场与气动变化中修正航迹,对实时制导能力提出更高要求。 原因——全球航天界竞逐可重复使用技术,核心驱动来自发射成本与发射效率的长期约束。近年来我国商业航天加速发展,运载任务更加多样,传统“一次性火箭”在成本与周转效率上难以匹配快速增长的市场需求。此外,回收制导需要在“秒级、几十次”的高频计算中完成在线规划,但航天器机载计算平台受体积、重量和抗辐射可靠性限制,难以单纯依靠提升硬件算力来解决。强辐射环境下,高性能器件更易受到高能粒子影响,带来单粒子效应等风险,也更压缩了可用算力空间。如何在有限算力下实现高可靠、实时的最优制导,成为工程落地的关键难点之一。 影响——此次飞行试验对我国可回收运载技术体系具有标志性意义。据介绍,力鸿一号遥一火箭升空后到达约120公里弹道顶点,随后启动无动力返回,在约70公里高度开始进行轨迹与姿态的灵活调整,最终实现高精度定点、定姿着陆。业内认为,这是国内首次围绕火箭在线轨迹优化制导技术完成的百公里级亚轨道飞行试验,验证了从算法、机载计算到飞行验证的关键闭环能力。意义不仅在于一次成功落地,更在于为后续多次重复使用、缩短发射准备周期、提升任务密度提供了可落地的技术路径,推动运载服务向更高频次、更低成本、更可预测方向演进。 对策——以算法创新补齐机载算力短板,走出“软硬协同”的工程路径。承担此次火箭“自主回家”核心计算与决策功能的,是由中山大学师生牵头研制的箭载制导计算机“慎思二号D”。该设备集成在线轨迹优化制导算法,可在复杂飞行环境中对无动力回收过程进行实时规划与调整,实现“我在哪里、要去哪里、怎么飞”的自主决策。团队自2019年起开展涉及的研究,持续攻关7年,围绕高频计算、鲁棒性与工程可实现性优化算法结构,使其在受限计算资源条件下仍能完成实时求解并输出控制指令。为推进工程化落地,团队在春节期间仍推进单机升级、试验方案论证与新一轮飞行筹备,形成科研与工程并行迭代的研发节奏。 前景——从“试验验证”走向“规模应用”,仍需在可靠性、复用周期与体系协同上持续突破。可回收火箭的竞争不止于“能回收”,更关键在于“回收后能快速复飞”。未来,相关技术有望在更复杂任务场景中继续验证,包括更高速度、更大落区不确定性以及多种气象条件下的适应能力;同时还需与结构热防护、健康监测、地面保障与回收流程进行系统集成,建立标准化测试评估体系和可量化的复用指标。业内预计,随着制导算法、机载计算与工程验证持续迭代,我国运载器重复使用能力将逐步成熟,为卫星互联网、遥感与深空探测等任务提供更高频、更经济的发射服务支撑。
从敦煌壁画中的飞天想象,到今天自主返航的科技现实,中国航天人正以持续创新拓展探索边界。中大可回收火箭技术的突破,既体现高校科研“从0到1”的原创能力,也反映我国航天科技坚持自主发展、攻克关键难题的长期投入。随着技术加速走向工程化应用,更具经济性与可持续性的运载模式有望逐步成形,为中国航天打开新的发展空间。