深蓝航天完成液体火箭公里级垂直起降飞行试验。
■本报记者 张楠
神舟十四号载人飞船近日顺利发射，并成功对接空间站，展现了我国航天实力。
与此同时，大大小小的民营企业也在商业航天领域各辟蹊径，为梦想而努力。
江苏深蓝航天有限公司（简称深蓝航天）自主研发的“星云—M”1号试验箭日前完成了1公里级垂直起飞及降落（VTVL）飞行试验。火箭在爬升和下落的过程中同时进行了横向移动，最后降落至距离着陆场“靶心”位置不足0.5米的点位，实现该试验箭成功回收。
这是继美国太空探索技术公司（SpaceX）之后，全球第二家完成液氧煤油火箭垂直回收复用全部低空工程试验的公司。
实际上，深蓝航天早已被资本盯上——今年年初其刚获得由真成投资领投的2亿元A轮融资；今年4月中旬，又宣布完成A+轮融资，本轮融资由民银国际控股集团有限公司领投，真成投资等老股东跟投。
回收复用，降本增效
真成投资合伙人李剑威对深蓝航天信心十足。他对《中国科学报》表示，火箭回收复用是降低发射成本最直接、有效的措施之一，这一细分领域值得关注。此前，美国火箭入轨成本为1万~2万美元/公斤，在SpaceX研制的猎鹰9号火箭实现一级推进器回收后，成本骤减至约2000美元/公斤。
此外，该企业研发实力值得青睐。在火箭回收赛道上，深蓝航天本次公里级VTVL垂直回收飞行试验，标志着其仅用10个月3次的发射试验，就达到2012～2013年SpaceX一年约8次发射试验同等级成果。根据预期，深蓝航天可能在未来两年半时间实现入轨可回收。
李剑威说，在过去三四年间，SpaceX发射在轨卫星2000余颗，而我国迄今才发射了400余颗，差距巨大。“实现入轨可回收，意味着至少可以把商业火箭发射的入轨成本降低一个量级。”
两大难点，过程复杂
深蓝航天创始人霍亮向《中国科学报》介绍，此次执行公里级试验所使用的试验箭，已经执行过3次飞行任务、7次地面静态点火，分别于去年7月和10月实现了10米级的“蚱蜢跳”回收试验和百米级回收试验。
霍亮表示，实现火箭垂直回收有两大难点，一是发动机推力可调、能重复使用；二是控制系统精准无误。“火箭回收是个系统性问题，需要解决很多关键点，相互之间还要配合好，是个复杂的过程。”
首先，可回收火箭的发动机需要多次启动，大范围调节发动机推力，为此深蓝航天采用了针栓喷注技术，这也是发动机实现深度变推力的核心技术之一。不过，针栓喷注器的大部分研究工作都未公开，因此霍亮带领团队针对其在工程应用中出现最多的针栓头部烧蚀等问题着力攻关，正在实现针栓式喷注器的工程化。
“星云—M”配备的“雷霆—5”发动机，是国内首型使用3D打印技术、实现整机制造的针栓式液氧煤油发动机，真空推力可达50千牛，并且可以实现50%~100%的推力调节。
霍亮介绍说，在飞行控制上，还需要考虑导航定位、测高、风干扰、发动机振动、推力偏斜、质心偏移等。此外，“回收火箭的着陆装置、飞行姿态控制装置栅格舵等，也都是需要攻克的难点”。
“就像音乐家弹钢琴一样，不仅要把每个音都弹准，还要让整首乐曲流畅、协调，这才可能成就一场优美的演奏。”在霍亮眼中，可回收火箭可谓是一件艺术品。
周期虽长，回报可期
霍亮坦言，目前深蓝航天在火箭回收复用上仍处于起步阶段，相当于SpaceX在2013年左右的水准。但他表示，“我国整体航天实力日新月异，细分领域拥有广阔的成长空间。”
如今，关注这一产业的创业者和资本方如“雨后春笋”般涌现，有“一哄而上”的态势。此时，投资人如何保持清醒的头脑？
李剑威建议，要想参与商业航天标的，一定要对国外技术路径深入研究，对技术趋势形成深度判断，“要专注创新突破，但不要重复建设”。
除了认准目标外还要有足够耐心，因为这一领域投资回报周期较长。“按照规划，如果能够在2025年实现火箭入轨可回收，产生的回报大概在千万元量级。”李剑威说。
霍亮透露，下一阶段，深蓝航天将采用与入轨火箭完全相同的全尺寸试验火箭，继续进行高空回收试验，力求最终实现入轨火箭一子级的可控回收和重复使用。
对于火箭回收复用的未来，霍亮认为，比较理想的中期目标是近地轨道入轨成本大幅降低，“按人和装备100公斤的重量计算，我们去一次太空的成本约8000元人民币，往返一次1.6万元人民币，跟飞一趟美国的机票价格差不多”。
远期目标就是要实现星际探索。“SpaceX已经预期2040年做星际航天试验了。我们也一定能做到。”霍亮对太空产业未来充满期待。
