文/觀察者網(wǎng)專欄作者 陳藍(lán)

這個(gè)9月，就像接踵而至的臺風(fēng)一樣，商業(yè)航天圈也頗為熱鬧。僅僅隔了十天，我們又看到了一次重量級的火箭回收試飛。

9月22日13時(shí)40分，江蘇深藍(lán)航天有限公司于內(nèi)蒙古的“深藍(lán)航天額濟(jì)納旗航天港”實(shí)施了星云一號首次高空垂直回收飛行試驗(yàn)。但遺憾的是，火箭在最后一刻功虧一簣，一次幾乎完美的飛行不幸以傾倒和起火告終。

圖1 星云一號回收試驗(yàn)箭在飛行中（圖源：深藍(lán)航天）

圖2 星云一號回收試驗(yàn)箭落地后起火倒地（圖源：深藍(lán)航天）

官方新聞稿稱：可回收復(fù)用的一子級箭體在飛行試驗(yàn)的最后著陸階段發(fā)生異常，此次試驗(yàn)任務(wù)未取得完全成功。按照《星云一號首次高空垂直回收飛行試驗(yàn)試驗(yàn)大綱》總共11項(xiàng)主要試驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)，在本次飛行試驗(yàn)中，其中10項(xiàng)成功完成，只有關(guān)機(jī)著陸1項(xiàng)未完成。

圖3 星云一號回收試驗(yàn)箭任務(wù)完成情況（圖源：深藍(lán)航天）

其實(shí)，對很多航天愛好者來說，這是一個(gè)熟悉得不能再熟悉的畫面。我們應(yīng)該都還記得，在一個(gè)個(gè)不同傾倒姿勢、不同拍攝視角的視頻中，巨大的火箭在烈焰中轟然倒下的震撼場景。只不過，那是多年前的事，地點(diǎn)在地球另一側(cè)，火箭要換成獵鷹九號。

圖4 獵鷹九號某次著陸失敗（圖源：SpaceX）

無須諱言，獵鷹九號就是中國可回收火箭的范本和借鑒對象。不同在于，彼時(shí)獵鷹九號是孤獨(dú)求敗，而今天在中國則是百花齊放，多家并進(jìn)。

令人欣慰的是，此次星云一號雖然著陸失利，卻得到了媒體和公眾，包括那些最挑剔的網(wǎng)友的一致好評。在目前水軍泛濫、噴子遍地的網(wǎng)絡(luò)生態(tài)下，這是極其難得的。

這也表明，在航天領(lǐng)域由馬斯克倡導(dǎo)并成功實(shí)踐的試錯(cuò)迭代開發(fā)模式已經(jīng)被中國航天人、監(jiān)管部門、媒體和公眾所接納。我們也有理由認(rèn)為，新的試錯(cuò)文化已經(jīng)落地生根，它將和傳統(tǒng)的歸零體制相輔相成，為商業(yè)航天助力提速。

馬斯克可以將傳統(tǒng)定義上徹底失敗的星艦首飛說成成功。那么，深藍(lán)航天此次試驗(yàn)定義成一次成功更不應(yīng)為過，況且這次飛行的技術(shù)跨度和挑戰(zhàn)并不一般。

和深藍(lán)航天上一款回收試驗(yàn)箭星云M相比，此次星云一號箭體直徑從不到一米增加到3.35米，高度從7米增加到約21米，起飛推力從5噸級擴(kuò)大到60噸級。這個(gè)跨度頗具挑戰(zhàn)。自兩年多前星云M公里級回收試驗(yàn)后，航天科技八院和藍(lán)箭航天后來居上。現(xiàn)在，深藍(lán)航天不僅重回前三，而且在很多方面實(shí)現(xiàn)了超越。

星云一號是中國第一次可入軌運(yùn)載火箭的高空回收試驗(yàn)，也是世界上唯二直接采用入軌火箭一子級的回收試驗(yàn)箭。它和SpaceX 2014試飛的F9R Dev（曾名Grasshopper v1.1）非常相似，箭體直接采用入軌箭一子級，配置可折疊釋放的著陸腿，用三臺發(fā)動(dòng)機(jī)起飛，用一臺發(fā)動(dòng)機(jī)著陸。此次試飛，在國內(nèi)回收試驗(yàn)中首次實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)空中雙發(fā)關(guān)機(jī)轉(zhuǎn)單機(jī)。

圖5 SpaceX F9R Dev回收試驗(yàn)箭（圖源：SpaceX）

星云一號一子級試驗(yàn)箭配備三臺深藍(lán)航天全自主研制的雷霆-R液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。這是中國第一型90%以上主體結(jié)構(gòu)均采用高溫合金3D打印技術(shù)一體成型的可復(fù)用液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。本次試驗(yàn)也是國內(nèi)開式循環(huán)液氧煤油針?biāo)òl(fā)動(dòng)機(jī)的首次飛行試驗(yàn)。針?biāo)夹g(shù)作為解決煤油發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)推的最佳工程實(shí)踐，是開式循環(huán)液體發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)高峰之一。本次試驗(yàn)的中心發(fā)動(dòng)機(jī)在179秒飛行中全程進(jìn)行了推力調(diào)節(jié)，范圍為110%至58%，精度優(yōu)于1%。

圖6 雷霆-R液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)（圖源：深藍(lán)航天）

在控制技術(shù)方面，此次試驗(yàn)成功驗(yàn)證了高空垂直回收工況下、推進(jìn)劑不足1/5的淺箱晃動(dòng)狀態(tài)精確姿態(tài)控制。同時(shí)，使用基于動(dòng)基座的高精度自對準(zhǔn)技術(shù)，以及起飛滾轉(zhuǎn)變射向發(fā)射技術(shù)，可以在火箭不改變起豎安裝狀態(tài)情況下滿足全射向發(fā)射需求，未來可大大簡化對不同飛行任務(wù)的工作量并提升適應(yīng)性。此外還初步驗(yàn)證了基于最優(yōu)控制的回收航跡優(yōu)化和米級精度制導(dǎo)算法，為后續(xù)的入軌+回收最優(yōu)控制方法進(jìn)行了工程驗(yàn)證。

深藍(lán)航天稱，星云一號的著陸支腿是國內(nèi)首個(gè)進(jìn)入工程化應(yīng)用的著陸緩沖裝置產(chǎn)品。為滿足入軌級火箭苛刻的重量要求，該機(jī)構(gòu)采用了全碳纖維結(jié)構(gòu)制造。在付出重量不大于1.2噸、占火箭空重小于10%的代價(jià)下，可讓火箭一子級在含剩余推進(jìn)劑總重量不大于15噸、速度不大于3米/秒、姿態(tài)角不大于5°情況下，安全可靠軟著陸。

作為一家后起的民商火箭公司，首次全尺寸箭回收試驗(yàn)便實(shí)現(xiàn)了90%以上技術(shù)目標(biāo)，完成度遠(yuǎn)超星艦首飛，難道不是一個(gè)重大成就嗎？

不過，中國的火箭回收競賽已經(jīng)進(jìn)入白熱化狀態(tài)。除了深藍(lán)、藍(lán)箭和八院，星際榮耀、航天科工、航天科技一院、中科宇航、星河動(dòng)力等在緊追不舍。后面還有天兵科技、東方空間、空天引擎、箭元科技等等。他們也在摩拳擦掌，很快將加入回收試驗(yàn)俱樂部。

在世界航天史上，從來沒有出現(xiàn)過參與規(guī)模如此之大，同時(shí)又具有高度戰(zhàn)略意義和技術(shù)含量的市場競賽。冷戰(zhàn)時(shí)期的美蘇太空競賽和商業(yè)目標(biāo)背道而馳，而美洲大陸上SpaceX和藍(lán)源的不對稱“競賽”，其結(jié)果是一邊倒。我們完全有理由期待，基于完全競爭市場的中國可回收火箭競賽將會(huì)產(chǎn)生全球最具性價(jià)比的航天運(yùn)載工具。

在這樣一個(gè)完全競爭市場上，高效率的“試錯(cuò)迭代”必然會(huì)成為一種自然選擇。

十年前，獵鷹九號接二連三的著陸失敗畫面給全世界關(guān)注航天的觀眾們帶來了巨大的視覺沖擊。馬斯克為日趨保守的航天業(yè)帶來了一個(gè)嶄新的思路。SpaceX的成功證明，商業(yè)航天可以有不一樣的玩法，創(chuàng)新不可或缺。

SpaceX影響了全球航天進(jìn)程，但影響最甚的莫過于中國。在網(wǎng)上充斥著對馬斯克冷嘲熱諷的同時(shí)，商業(yè)航天的種子就已經(jīng)在有些人心中生根發(fā)芽了。2015年，緊閉幾十年的政策窗口打開，中國航天人的創(chuàng)業(yè)天賦被激發(fā)出來，中國商業(yè)航天從此開始一路狂奔。

幾十年來，我們對引進(jìn)、消化、吸收然后再創(chuàng)造這個(gè)套路早已駕輕就熟。中國的初創(chuàng)航天企業(yè)家們懷著和馬斯克相同的理想，不約而同地學(xué)習(xí)了獵鷹九號的技術(shù)思路，也很快擁抱了源于IT行業(yè)的頻繁試錯(cuò)、快速迭代的開發(fā)模式。站在巨人肩膀上，我們沒有必要重新發(fā)明輪子。

不過，試錯(cuò)的高效率是以高投入為代價(jià)換來的，需要承擔(dān)很大的風(fēng)險(xiǎn)。國家隊(duì)出于問責(zé)和歷史慣性，不太可能率先打破穩(wěn)妥可靠的歸零傳統(tǒng)。監(jiān)管機(jī)構(gòu)和資本對初創(chuàng)公司的信任度也需要逐步建立。通過早年的不懈努力，中國商業(yè)航天人證明了自己的能力和價(jià)值，試錯(cuò)模式獲得了監(jiān)管和資本的支持。這就是最近幾年來各火箭公司加速發(fā)展、液體火箭層出不窮、可回收火箭競賽不斷升溫的重要原因。

你可能已經(jīng)注意到了，9月份藍(lán)箭和深藍(lán)航天的兩次回收試驗(yàn)和6月30日天兵科技“試車變試飛”的事故只間隔了2個(gè)多月。這充分說明，中國的航天監(jiān)管部門不僅接受甚至鼓勵(lì)頻繁試錯(cuò)快速迭代的開發(fā)模式，并繼續(xù)對商業(yè)航天發(fā)展保持積極開放的態(tài)度，同時(shí)也有著很高的工作效率。這是可喜的進(jìn)步。

今年以來，東方空間、星際榮耀、中科宇航等多家火箭公司都獲得了大筆融資。而深藍(lán)航天自5月以來，在3個(gè)月內(nèi)就完成了B、B1、B2、B3四輪新的融資，鎖定資金十多億人民幣。在當(dāng)前風(fēng)投市場陷入低潮，新初創(chuàng)公司面臨融資困難的同時(shí)，頭部火箭公司依然能獲得資本的支持，堅(jiān)定不移走試錯(cuò)迭代的路線，讓我們對中國商業(yè)航天的未來充滿信心。

感謝馬斯克和SpaceX多年來通過獵鷹九號和星艦的頻繁試飛和引人注目的失敗所進(jìn)行的“試錯(cuò)”教育，讓我們的媒體和大眾能很自然地接受中國航天企業(yè)的試錯(cuò)失敗。我們從小就知道失敗是成功之母。但如果每次失敗都需要付出可觀的真金白銀，比如以往火箭發(fā)射失敗時(shí)，還是會(huì)有大把人跑出來唱衰。現(xiàn)在，他們的響應(yīng)者已經(jīng)越來越少了。

星云一號回收失利，各方反應(yīng)相當(dāng)正面，或?qū)⑦M(jìn)一步推升試錯(cuò)模式的接受度。試錯(cuò)一旦成為文化，效率必將大大提高，未來更加值得期待。

深藍(lán)航天在此次試驗(yàn)后宣布，將在本次試驗(yàn)總結(jié)以及技術(shù)故障歸零基礎(chǔ)上，11月份將再次執(zhí)行高空垂直回收任務(wù)。僅僅兩個(gè)月的迭代時(shí)間，這就是試錯(cuò)的效率。我們期待一次完美無缺的發(fā)射和回收。

我們也期待明年星云一號的入軌首飛。它的最大看點(diǎn)是首飛即回收，中國的第一次入軌火箭一級回收大概率將由星云一號實(shí)現(xiàn)。

圖7 國內(nèi)部分民營可回收火箭（非真實(shí)比例）（圖源：作者/相關(guān)火箭公司）

也不能低估其他競爭對手的實(shí)力。藍(lán)箭的朱雀三號、星河動(dòng)力的智神星一號、天兵科技的天龍三號都設(shè)計(jì)為一級可回收，都將在明年首飛。雖然首飛不回收，但這是走向回收的重要一步。而星際榮耀的雙曲線三號則和星云一號一樣，計(jì)劃首飛即回收。如果一切順利，它將趕在明年年底前發(fā)射和回收。

中國可回收火箭的競賽其實(shí)剛剛拉開序幕，精彩的高潮還在后面。誰能脫穎而出、力拔頭籌，誰能堅(jiān)持到底、笑傲江湖，都還是未知數(shù)。但有一點(diǎn)可以肯定，可回收火箭的實(shí)現(xiàn)和成熟將大幅降低長期以來居高不下的發(fā)射成本，將極大地推動(dòng)各種航天應(yīng)用的推廣和普及。我們仰望星空的種種夢想，從太空旅游到火星殖民，從巨型太陽能電站到月球基地，從小行星采礦到恒星際飛行，也將早日實(shí)現(xiàn)。

星云一號此次的高空垂直回收飛行試驗(yàn)定將作為一次“成功的失敗”載入中國商業(yè)航天發(fā)展史冊。后人們所能記住的，將是它的開拓精神和歷史意義。