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日本在“可重复使用火箭”上迈出第一步……升空11米后横移着陆

JAXA时隔8年从地面燃烧试验迈入飞行验证阶段

继中国之后日本加入竞争,可重复使用火箭研发竞赛升温

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)研制的可重复使用火箭实验机RV-X在11日的试飞中垂直下降,准备着陆。(图片来源:JAXA)

继中国近日成功回收运载火箭一级箭体,验证可重复使用火箭的一项关键技术后,日本也在可重复使用火箭研发领域迈出具有里程碑意义的第一步。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)表示,11日在位于日本东北部秋田县的能代火箭试验场,使用可重复使用火箭实验机“RV-X”(Reusable Vehicle eXperiment)成功进行了首次垂直起降验证飞行。

此次试飞距离中国成功回收采用可重复使用技术的长征十号乙运载火箭一级箭体仅一天。与美国SpaceX公司的“猎鹰9”火箭依靠着陆腿回收不同,由中国航天科技集团(CASC)研制的长征十号乙利用海上回收平台的网系挂住箭体上的4个金属挂钩,将箭体捕获回收。长征十号乙还成功将卫星送入预定轨道。

在当天的试飞中,高7.3米、直径1.8米的RV-X喷焰升空,飞至距地面约11米的高度。随后,火箭短暂悬停,并向一侧水平移动约16米。最后,火箭展开机身下部的4条着陆腿,垂直着陆。升空高度和水平移动距离均超过原定的10米和15米目标。从起飞到着陆,整个过程持续40秒。

虽然此次试飞的数字看似不起眼,但JAXA成功验证了可重复使用火箭所需的垂直起降、水平移动、发动机推力调节和着陆腿控制等关键技术。这是继2018年夏首次成功进行地面燃烧试验后,时隔8年取得的成果,意味着相关技术终于进入让火箭真正升空并垂直着陆的飞行验证阶段。

本田2025年进行的可重复使用火箭试飞。本田称,该火箭完成了近300米高度的垂直起降。(图片来源:本田)

■本田也在自主研发……300米级试飞成功

此次试飞前,JAXA研究团队已进行了165次以上的发动机燃烧试验,为确保可重复使用火箭的核心性能——发动机耐久性投入了大量精力。JAXA正与日本最大的防务和航天企业三菱重工共同推进这一研发项目。

RV-X是JAXA为日法德国际合作项目“卡利斯托”(CALLISTO)在日本国内开展先期研究取得的成果。该项目由JAXA与法国国家空间研究中心(CNES)、德国航空航天中心(DLR)共同推进,旨在推动运载火箭一级回收技术创新。JAXA表示,此次试飞取得的成果也将用于“卡利斯托”的设计。JAXA的下一阶段目标是将飞行高度提高至100米。

除JAXA和三菱重工外,本田汽车旗下研发子公司本田技术研究所(Honda R&D)也在开发可重复使用火箭。本田去年6月宣布,其自主研发的一枚长6.3米、直径85厘米的火箭升至近300米高空,并在约1分钟后成功垂直着陆。本田的目标是到2029年具备飞抵亚轨道的技术能力。

2003年成功完成42米垂直起降试验的日本RVT-9号实验机。(图片来源:JAXA)

■日本30年前已起步……韩国尚处于蓝图阶段

事实上,尽管鲜为人知,日本的可重复使用火箭研发已有近30年历史。其源头可追溯至1998年,当时后来并入JAXA的宇宙科学研究所开始研发垂直起降火箭实验机RVT。2003年,这款圆锥形实验机成功飞至42米高空并完成垂直起降。进入2010年代,日本以这项技术为基础推进可重复使用探空火箭研发,但未能取得成果。2016年,JAXA启动可重复使用火箭实验机RV-X项目,相关研发延续至今。

目前,日本的主力运载火箭是JAXA与三菱重工联合研发的“H3”。H3高63米,采用两级构型,以液氧和液氢为推进剂,可将6.5吨有效载荷送入地球同步转移轨道(GTO)。H3于2024年实现首次成功发射,之后既有成功也有失败。今年6月,H3 6号机再次成功发射。

H3是日本为正式进军全球卫星发射市场而研发的运载火箭。作为服役20多年的H2A火箭的后继型号,H3通过减少零部件数量、采用3D打印技术等方式降低了发射成本。

韩国则在“世界”号后续的新一代运载火箭项目中,推进可重复使用运载火箭研发。

这款以2032年完成研发为目标的新一代运载火箭,已初步确定采用甲烷发动机,设计为长70米、直径4.2米的两级火箭。目前,该项目处于初步设计阶段,计划于今年11月召开发动机初步设计评审会(PDR),检查研发方向。

郭鲁弼 高级记者

韩語原文: https://www.hani.co.kr/arti/science/technology/1268121.html

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