新華社海南文昌2月12日電 長征十號低空演示驗證飛行試驗11日成功實施,承擔着我國載人登月重任的長征十號系列運載火箭技術驗證箭亮相文昌航天發射場。
「這次試驗,為長征十號系列火箭首飛奠定了重要基礎。」在接受新華社記者專訪時,中國航天科技集團楊樹濤表示,這枚火箭身兼三項使命:驗證夢舟飛船上升段最大動壓逃逸試驗條件、火箭多級並聯工作的可靠性以及返回段相關關鍵技術。
長十系列火箭家族一員
長十系列火箭是為我國載人月球探測工程、空間站應用與發展工程而研製的新一代載人運載火箭,包括長征十號、長征十號甲兩種構型,分別為三級帶捆綁式助推器、兩級無助推器構型。
遵循循序漸進、逐步驗證的思路,長十系列火箭圍繞「一級動力系統性能驗證+回收及重複使用驗證」兩條主線,提出了「三級試車+系留點火+低空飛+技術驗證飛行」四步走實施方案。
不同於常見的捆綁式火箭,執行這次任務的長十系列火箭技術驗證箭,全長約55米,相較於系留點火試驗時「長高」了近30米。楊樹濤介紹,這主要是因為增加了兩部分結構,一是貯箱以上的過渡艙、艙間段等結構,外部清晰可見柵格舵、掛索機構等回收機構,內部布置返回飛行控制所用的電氣設備、冷氣推力裝置瓶等;二是位於頂部的夢舟飛船逃逸塔和返回艙組合體。
此外,這枚技術驗證箭採用7台液氧煤油發動機並聯,推力近千噸,是我國目前單個模塊推力最大的火箭。未來,長征十號將在芯一級7台發動機基礎上,並聯兩個相同模塊,從而具備更大規模的運載能力。
最大動壓 送船逃逸
11日上午,火箭點火升空,到達飛船最大動壓逃逸條件,飛船接收火箭發出的逃逸指令,成功實施分離逃逸。
什麼是最大動壓?
「舉一個簡單的例子,當你站在房間裏,空氣從四面八方均勻地壓在你身上,這是靜壓。當你快速奔跑時,迎面而來的風會向後推你,這是動壓。」楊樹濤說。
火箭起飛後會不斷加速,大約在10至12公里高度時,火箭速度會超過音速,達到上升段最大動壓時刻。此時,巨大的氣流沖刷壓力包裹着細長的箭體結構,產生劇烈的噪聲和震動。為了降低氣動載荷,火箭一般會調整飛行姿態順風而行,就像人們在大風中會向前傾斜身體前行。
楊樹濤介紹,夢舟飛船塔返組合體就在這一時段與火箭分離。為確保逃逸安全,火箭和飛船系統進行了聯合設計攻關,優化分離逃逸的工作時序,精細設計逃逸過程中,火箭與飛船的相對位置、速度和角度關係。
我國首次全剖面一子級箭體海上濺落
飛船逃逸後,火箭繼續飛行至子級回收預定高度、速度後關機,進入返回着陸階段。楊樹濤介紹,這一階段又可細分為滑行調姿段、動力減速段、氣動減速段、着陸段。
首先是滑行調姿段,火箭在無動力向上滑行過程中不斷調整姿態——由頭部朝前至尾部朝前,以滿足後續發動機點火需要。約110公里高度時,火箭展開四片柵格舵,就像小鳥張開翅膀,為返回回收做好準備。
隨後是動力減速段,兩台發動機在高空二次點火,為箭體減速的同時,修正火箭飛行位置和姿態,為下一階段創造再入條件。
發動機關機進入氣動減速段,火箭依靠自身阻力及柵格舵氣動力進一步減速,通過擺動柵格舵進一步修正位置姿態。
最後是着陸段,3台發動機相繼點火,火箭向理論着陸點機動。在距離海平面約120米處,箭上掛索機構展開模擬與地面回收網系捕獲。距離海平面5米時,實現准懸停,箭體可控濺落於海面。
這是我國首次全剖面一子級箭體海上濺落。
火箭重複使用是未來大規模自由進出空間的必經之路
「可以說,這是一枚『三手』火箭。」楊樹濤笑着解釋道,2025年8月和9月,這枚技術驗證箭先後經歷兩次系留點火試驗,這次又完成低空飛行試驗,承擔了3次關鍵試驗任務。
楊樹濤介紹,第二次系留點火試驗後,他們完成了火箭發動機工作後的簡化維護處理、一次火箭全面體檢、少量一次性耗品更換,各項檢查合格。同一箭體多次試驗,不僅降低了研製成本,還積累了連續、真實的實驗數據,為後續火箭重複使用的檢修維護積累了寶貴經驗。
近年來,伴隨着國內外商業航天的蓬勃發展,可重複使用已成為新一代火箭的顯著特徵。長十系列火箭正是在這樣的背景下展開研製的。
據楊樹濤介紹,長十系列火箭將採用箭地協同的回收方案,即「箭上四個掛索機構+地面井字形網系回收裝置」,將箭上捕獲、緩衝及穩定等功能轉由地面網系實現,降低箭上複雜度,從而提升火箭運載能力。
「火箭重複使用能大幅度降低發射成本、提高發射頻次,是未來大規模自由進出空間的必經之路,也是我國航天強國建設的重要支撐。」楊樹濤說。(新華社記者劉藝、黃一宸、劉一諾)

