2024-09-29
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文/chen lan、observer.comコラムニスト
今年の9月、次々と襲来する台風と同様に、民間航空宇宙界も活況を呈している。わずか10日後、私たちは再び重量級ロケットの回収試験飛行を目撃しました。
江蘇ディープブルー航空宇宙有限公司は9月22日13時40分、内モンゴル自治区の「ディープブルー航空宇宙エジナバナー宇宙港」で星雲1号の初の高高度垂直回収飛行試験を実施した。しかし残念なことに、ロケットは最後の瞬間で失敗し、ほぼ完璧な飛行が残念なことに転倒して火災に終わりました。
図 1 飛行中の nebula-1 回収テスト矢 (出典: deep blue aerospace)
図 2 ネビュラ 1 回収試験の矢は着火後に発火し、地面に落下した (出典: deep blue aerospace)
公式プレスリリースには、「飛行試験の最終着陸段階でリサイクル可能な一段ロケット本体に異常が発生し、試験ミッションは完全には成功しなかった」と述べられている。 「nebula-1 first high-altitude垂直回復飛行試験概要」によると、今回の飛行試験では全部で11の主要な試験検証課題があり、そのうち10課題が正常に完了し、停止と着陸が完了しなかったのは1課題のみだった。 。
図 3 nebula-1 試験ロケット回収ミッションの完了 (出典: deep blue aerospace)
実際、多くの航空宇宙愛好家にとって、これは非常によく知られた写真です。巨大なロケットが炎の中で墜落する衝撃的なシーンを、さまざまな転倒位置やさまざまな撮影角度で撮影したビデオで、私たちは今でも覚えているはずです。しかし、それは何年も前のことであり、その場所は地球の裏側であり、ロケットはファルコン9に置き換えられる予定でした。
図 4 着陸に失敗したファルコン 9 (出典: spacex)
言うまでもなく、ファルコン 9 は中国のリサイクル可能なロケットのモデルでありリファレンスです。違うのは、当時ファルコン9は孤独で敗北を求めていたが、今の中国では百花が咲き、多くの企業が同時に進出していることだ。
嬉しいのは、今回ネビュラ1号は着陸には失敗したものの、最も批判的なネチズンを含むメディアや国民から満場一致で賞賛を得たことだ。荒らしが蔓延し、どこにでも荒らしが存在する現在のインターネット エコシステムでは、これは非常にまれです。
これはまた、マスク氏が提唱し、航空宇宙分野で実践して成功した試行錯誤の反復開発モデルが中国の宇宙飛行士、規制当局、メディア、一般大衆に受け入れられていることを示している。また、新しい試行錯誤文化が根付き、従来のゼロに戻すシステムを補完し、商業航空宇宙の加速に役立つと考える理由もあります。
従来の定義では完全な失敗だった宇宙船の初飛行を、マスク氏は成功と呼ぶことができる。したがって、ディープ・ブルー・エアロスペースのこのテストは成功したと定義しても過言ではありません。さらに、この飛行の技術的範囲と課題は普通のものではありません。
ディープ・ブルー・エアロスペース社の最後に回収された試験ロケットであるネビュラmと比較すると、ネビュラ1ロケットの直径は1メートル未満から3.35メートルに増加し、高さは7メートルから約21メートルに増加しており、 -オフ推力は5トンから3.35メートルクラスに拡大されました。このスパンは非常に困難です。 2 年以上前の星雲 m キロメートル回収テスト以来、第 8 航空宇宙科学技術アカデミーとブルー アロー エアロスペースが追いつきました。現在、ディープ ブルー エアロスペースはトップ 3 に戻っただけでなく、多くの面でトップ 3 を上回りました。
nebula-1は、中国初の軌道投入可能なロケットの高高度回収試験であり、また、軌道投入可能なロケットのサブステージを直接使用する世界で唯一の回収試験ロケットでもある。 。これは、2014年にspacexによってテストされたf9r dev（以前はgrasshopper v1.1として知られていた）と非常によく似ています。ロケット本体は軌道ロケットの第1段を直接使用し、折りたたみ可能な着陸脚と解放着陸脚を備え、3つのエンジンを使用して着陸します。オフになり、着陸には 1 つのエンジンが使用されます。今回の試験飛行では、国内の復旧試験としては初めて、空中でエンジンを停止して単発エンジンにすることが行われた。
図 5 spacex f9r 開発回復テストの矢印 (出典: spacex)
nebula-1 サブステージ試験ロケットには、ディープ ブルー エアロスペース社が完全に独立して開発した 3 基の thunder-r 液体酸素ケロシン エンジンが搭載されています。これは中国初の再利用可能な液体ロケットエンジンであり、主要構造の90％以上が高温合金3dプリンティング技術を使用して一体的に形成されている。この試験は、中国におけるオープンサイクル液体酸素灯油ニードルボルトエンジンの初の飛行試験でもある。灯油エンジンの推力調整の問題を解決するための最良のエンジニアリング手法として、ピンボルト技術はオープンサイクル液体エンジンの技術的頂点の 1 つです。このテストの中心エンジンは、179 秒の飛行を通じて 110% から 58% の範囲で推力調整を 1% 以上の精度で実行しました。
図 6 thunder-r 液体酸素ケロシン エンジン (出典: deep blue aerospace)
制御技術面では、今回の試験により、推進剤を1/5以下の燃料で高高度垂直回復条件下で浅層タンクの揺れ状態を正確に制御できることを実証することができました。同時に、移動ベースと離陸ロールツーインジェクション打ち上げ技術に基づく高精度の自動調心技術の使用により、ロケットの直立設置状態を変えることなく、全方向への打ち上げ要件を満たすことができます。将来的には、さまざまな飛行ミッションの準備が大幅に簡素化され、適応性が向上します。また、最適制御に基づく回収軌道最適化とメーターレベルの高精度誘導アルゴリズムを事前検証し、その後の軌道投入＋回収最適制御手法について工学的検証を実施した。
ディープ・ブルー・エアロスペース社は、ネビュラ1号の着陸脚は中国でエンジニアリング用途に参入した最初の着陸緩衝装置製品であると述べた。軌道段階ロケットの厳しい重量要件を満たすために、機構は全炭素繊維構造で製造されています。重さは 1.2 トン以下で、ロケットの空重量の 10% 未満を占める代わりに、残りの推進剤を含むロケットの最初のサブステージの総重量は 15 トン以下で、速度はそれ以上ではありません。速度が 3 メートル/秒以下、姿勢角が 5 ° 以下の場合、安全で信頼性が高く、ソフトランディングが可能です。
新興の民間・商業ロケット会社として、初の本格的な矢回収実験で技術目標の90％以上を達成し、その完成度は宇宙船の初飛行をはるかに超えた大きな成果ではないでしょうか。
しかし、中国のロケット回収競争は激化している。ディープブルー、ブルーアロー、第八アカデミーに加え、スターグローリー、航空宇宙科学産業、第一航空宇宙科学技術アカデミー、中国航空宇宙科学技術、ギャラクシーパワーなどが猛追している。 tianbing technology、eastern space、aerospace engine、arrow technologyなどもあります。彼らも準備を進めており、まもなくリサイクルパイロットクラブに参加する予定です。
世界の航空宇宙産業の歴史において、高い戦略的意義と技術的内容を伴う、これほど大規模な市場競争はかつてありませんでした。冷戦中の米国とソ連の間の宇宙開発競争は商業目的に反し、アメリカ大陸におけるスペースxとブルーオリジンの間の非対称的な「競争」は一方的な結果をもたらした。完全な競争市場に基づく中国のリサイクル可能なロケット競争によって、世界で最も費用対効果の高い宇宙打ち上げロケットが生産されると期待する十分な理由があります。
このような完全競争市場では、必然的に効率的な「試行錯誤の繰り返し」が自然な選択となります。
10 年前、ファルコン 9 の相次ぐ着陸失敗の映像は、世界中の航空宇宙関係者に大きな視覚的影響を与えました。マスク氏は保守化が進む航空宇宙業界に新たなアイデアをもたらした。 spacex の成功は、商業航空宇宙にはさまざまな遊び方があり、イノベーションが不可欠であることを証明しています。
spacex は世界の航空宇宙プロセスに影響を与えてきましたが、中国ほど大きな影響を与えた企業はありません。インターネットはマスク氏に対する皮肉で満ちているが、商業航空宇宙の芽はすでに一部の人々の心に根付いている。 2015年、数十年間閉ざされていた政策の窓口が開かれ、中国の航空宇宙関係者の起業家としての才能が刺激され、それ以来中国の民間航空宇宙産業は激しく動き始めた。
何十年もの間、私たちは輸入し、消化し、吸収し、そして再創造することに熟達してきました。マスクと同じ理想を持ち、中国の新興航空宇宙起業家たちは常にファルコン 9 の技術的アイデアを学び、it 業界から派生した頻繁な試行錯誤と迅速な反復の開発モデルをすぐに受け入れました。巨人の肩の上に立っているので、車輪を再発明する必要はありません。
ただし、試行錯誤を効率的に行うには多額の投資が必要であり、大きなリスクを負うことが必要です。説明責任と歴史的な慣性により、代表チームが安全で信頼できるゼロ点調整の伝統を最初に破る可能性は低い。スタートアップに対する規制当局と資本の信頼も徐々に確立する必要がある。初期のたゆまぬ努力を通じて、中国の民間宇宙飛行士はその能力と価値を証明し、試行錯誤のモデルは規制や資本の支援を得てきた。これが、近年ロケット企業が開発を加速し、液体ロケットが次々に登場し、リサイクル可能なロケットをめぐる競争が激化し続けている重要な理由である。
9月に行われたブルー・アローとディープ・ブルー・エアロスペースの2つのリサイクル試験と、6月30日の天賓科技の「試験運用から試験飛行へ」の事故の間には、わずか2か月しかなかったことに気づいたかもしれない。これは、中国の航空宇宙規制当局が、頻繁な試行錯誤と迅速な反復という開発モデルを受け入れ、奨励しているだけでなく、商業航空宇宙開発に対して積極的でオープンな姿勢を維持し続けており、また高い作業効率を持っていることを十分に示しています。これは歓迎すべき進歩です。
今年以来、東方宇宙、インターステラー・グローリー、中国科技航天など多くのロケット企業が多額の融資を受けている。 5月以来、ディープ・ブルー・エアロスペースは3か月以内に4つの新たな資金調達ラウンドb、b1、b2、b3を完了し、10億元以上の資金を確保した。現在のベンチャーキャピタル市場は低迷しており、新興企業は資金調達困難に直面しているが、大手ロケット企業は依然として資本支援を得て、揺るぎなく試行錯誤を繰り返す道をたどることができ、それが私たちに中国の民間航空宇宙の将来への自信を与えている。業界。
頻繁な試験飛行やファルコン9やスターシップの注目度の高い失敗を通じて、マスクとスペースxが長年にわたって「試行錯誤」を教育してきたおかげで、我が国のメディアと国民は中国の航空宇宙企業の試行錯誤を自然に受け入れることができるようになった。私たちは幼い頃から、失敗は成功の母であることを知っています。しかし、過去にロケット打ち上げが失敗したときのように、失敗するたびにかなりの金額を実際に支払う必要がある場合、悪口を言いに走る人は依然としてたくさんいるだろう。現在、彼らの対応者はますます少なくなっています。
nebula-1 の回収は失敗しましたが、関係者全員からの反応は非常に好意的であったため、試行錯誤モデルの受け入れがさらに進む可能性があります。トライアンドエラーが文化になれば効率も大幅に向上し、今後がさらに楽しみになるでしょう。
ディープ・ブルー・エアロスペース社は、この試験の後、この試験の概要と技術的欠陥のゼロ調整に基づいて、11月に再び高高度垂直回収ミッションを実施すると発表した。反復時間はわずか 2 か月、これは試行錯誤の効率です。完璧な打ち上げと回復を期待しています。
私たちは来年、nebula-1 が軌道上に初飛行することも楽しみにしています。その最大の魅力は、初飛行直後に回収されることであるが、中国初の軌道ロケット第1段回収は、ネビュラ1号によって達成される可能性が高い。
図 7 国内民間所有のリサイクル可能なロケットの一部 (実寸ではありません) (出典: 著者/関連ロケット会社)
また、他の競合他社の強さを過小評価すべきではありません。ブルーアローの「suzaku 3」、galaxy powerの「pallas 1」、tianbing technologyの「tianlong 3」はすべて第1レベルのリサイクルが可能になるように設計されており、来年初飛行する予定だ。最初の飛行は回復しないが、これは回復に向けた重要な一歩である。インターステラー・グローリーのハイパボリック3については、ネビュラ1と同様、初飛行時に回収される予定である。すべてが順調に進めば、来年末までに打ち上げられ回収される予定だ。
中国のリサイクル可能なロケットの競争は実際には始まったばかりで、エキサイティングなクライマックスはまだ来ていない。誰が頭角を現して先頭に立ち、誰が最後まで粘り強く世界に誇れるのか、まだ分からない。しかし、一つ確かなことは、リサイクル可能なロケットの実現と成熟により、長年にわたる高額な打ち上げコストが大幅に削減され、さまざまな航空宇宙用途の促進と普及が大きく促進されるということです。宇宙旅行から火星の植民地化、巨大太陽光発電所から月面基地、小惑星採掘から星間飛行に至るまで、星を見上げる私たちのさまざまな夢も、間もなく実現するでしょう。
星雲1号の高高度垂直回収飛行試験は、中国の商業航空宇宙開発の歴史において「成功した失敗」として記録されるだろう。後世の人々が記憶に残るのは、その開拓精神と歴史的意義でしょう。
