星河动力顺利完成火箭末段回收算法先期缩比验证

近日，星河动力航天公司在基于缩比平台的火箭末段垂直回收控制技术先期试验验证中取得阶段性进展，完成预装最优下降轨迹的跟踪着陆试验，验证平台在飞行过程中状态平稳，跟踪轨迹偏差、落点偏差、姿态偏差等各项指标均符合设计要求，达到了试验目的。后续还将继续开展基于凸优化的在线轨迹规划着陆试验，验证垂直回收着陆控制算法。

该缩比验证平台命名为“火鸟一号”，是智神星一号运载火箭垂直回收控制技术的缩比验证平台（航发动力），主要用于验证火箭垂直回收末段相关的导航、制导、控制技术与算法，并为未来相应产品研制提供技术探索与支撑。

公司规划的“火鸟”回收技术验证平台包含基于航发动力的“火鸟一号”缩比验证平台和基于自研液氧煤油火箭发动机的“火鸟六号”全尺寸验证平台。“智神星一号”回收使用的控制、单机、结构、发动机等技术将分阶段在“火鸟”系列验证平台上开展技术验证，在保障“智神星一号”试验入轨商业发射的同时，稳步推进回收技术研究和验证。

“智神星一号”是星河动力航天公司自主研制的中大型重复使用液体运载火箭，主要面向大型星座组网方面的市场需求，能提供不小于5吨的低轨运力，拓展捆绑构型低轨运力可达14吨，设计重复使用次数50次。

“智神星一号”是国内首个采用7机圆周并联回收构型的商业运载火箭，采用中心1台、周向均布6台、全双向摆动方案，结合公司自研的CQ-50液氧煤油发动机深度变推能力（35%~110%），不仅可满足垂直回收、重复使用的要求，同时也具备动力冗余能力，即在任意 1台发动机故障情况下其他6台发动机能够保证正常飞行入轨的能力。

图 | 智神星一号运载火箭

火箭回收过程的制导算法是回收工程几个核心技术问题之一，也是商业航天发展皇冠上的明珠，其技术原理与月球、火星软着陆制导算法类似。传统月球、火星软着陆算法一般采用离线规划轨迹、在线生成多项式等算法，存在偏差适应能力弱、推进剂消耗大等缺点，一定程度上阻碍了火箭回收技术的开发。

2005年，美国喷气推进实验室（JPL）首次发表了将凸优化算法应用于火星着陆器动力下降段制导的论文《A Powered Descent Guidance Algorithm for Mars Pinpoint Landing》，该论文解决了动力下降轨迹实时可靠在线规划问题，可实现能量消耗最优并适应较大的干扰偏差，较传统方法实现了技术跨越。该方法在2010年后开始应用于火箭回收制导规划，并取得了巨大成功，依托于相应技术演进，目前SpaceX公司的“猎鹰-9”火箭已实现超过200次的一子级回收，蓝色起源公司的“New Shepherd”亚轨道火箭也完成了超过10次软着陆回收。

此次试验，“火鸟一号”验证平台在飞行过程中状态平稳，各项指标均符合设计要求，达到了较好的技术考核验证效果。后续，星河动力航天公司将在此基础上，按计划推进包含回收轨迹在线规划算法在内的一系列关键技术验证工作，加速相关技术演进，加快可重复使用运载火箭的各项研制工作。

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星河动力航天

星河动力航天是国内领先的商业航天技术公司，是国家级专精特新小巨人企业、国家高新技术企业和中关村金种子企业。

公司主要为国内外航天领域客户提供高效、可靠的航天发射服务，先进的航天装备制造，高性能产品配套，和广泛的工程、技术、安全、系统集成等领域系统化解决方案。

公司核心产品包括“智神星”系列中型重复使用液体运载火箭、“谷神星”系列轻小型固体运载火箭等。

在航天发射业务方面，公司创造了国内首家实现连续六次发射成功、首家将商业组网卫星送入500km太阳同步轨道、首家掌握一箭多星发射能力等多个行业第一，将持续为国内外蓬勃发展的航天发射市场提供高可靠、高性价比的航天发射服务。

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