En los últimos años, el desarrollo de tecnología de cohetes reutilizables se ha convertido en un tema candente en el campo aeroespacial mundial. Especialmente en el campo aeroespacial comercial, empresas de varios países se apresuran a desarrollar cohetes reutilizables que puedan despegar y aterrizar verticalmente. En este proceso, la altitud de 10 kilómetros parece haberse convertido en un "umbral" importante para verificar la repetibilidad de la tecnología de cohetes. Ya sea SpaceX de Estados Unidos, el cohete de verificación del Octavo Instituto o el VTVL-1 de Suzaku-3, la altitud de 10 kilómetros siempre aparece repetidamente en las pruebas.

Entonces, ¿por qué se eligió esta altura? ¿Qué significa esto para la validación de la tecnología de cohetes repetible? Después de superar este obstáculo, ¿el camino por delante será realmente sencillo? Hoy dedicaremos un rato a hablar de ello.

Lo primero que hay que responder es: ¿qué significa una altitud de 10 kilómetros? De hecho, durante el proceso de lanzamiento del cohete, la altura de 10 kilómetros no es un "hito" particularmente significativo. Ni siquiera ha atravesado la atmósfera y todavía se encuentra dentro de la troposfera terrestre. Sin embargo, para los cohetes reutilizables, esta es una altura crucial. En primer lugar, la atmósfera por debajo de los 10 kilómetros es más densa y la resistencia del aire es fuerte. En tal entorno, el cohete experimentará una tremenda presión y resistencia del aire tanto durante su ascenso como durante su descenso. Esto significa que el sistema de control de actitud del cohete, el sistema de control de estabilidad y el equipo auxiliar, como los timones de rejilla, deben soportar pruebas severas. Además, el cohete también experimentará "presión dinámica máxima" a esta altitud, que es la presión máxima ejercida sobre el cohete por las fuerzas aerodinámicas. Esta es una de las etapas más complejas del vuelo de un cohete y el cohete debe permanecer estable durante esta etapa para evitar daños estructurales o fallas. En segundo lugar, 10 kilómetros es la altura a la que el cohete debe experimentar cambios en las velocidades supersónicas y subsónicas durante el vuelo. Para los cohetes repetibles, esta también es una oportunidad para verificar las capacidades de control "transónico". La velocidad transónica se refiere al proceso en el que un cohete pasa de una velocidad subsónica, que es menor que la velocidad del sonido, a una velocidad supersónica, que excede la velocidad del sonido. En esta etapa, los cambios en el flujo de aire causarán enormes perturbaciones en la actitud y el sistema de control del cohete. Por lo tanto, una altitud de vuelo de 10 kilómetros no sólo puede probar la resistencia del cohete, sino también verificar la estabilidad y las capacidades de control preciso del cohete a velocidades transónicas. Esta altitud fue elegida como punto de prueba clave precisamente porque representa una prueba del rendimiento del cohete en condiciones extremas.

Entonces, ¿qué significa completar este vuelo de 10 kilómetros? Se puede decir que marca un avance importante en la tecnología de cohetes. En primer lugar, el regreso y el aterrizaje exitoso del cohete a tal altitud significa que tiene capacidades básicas de reutilización. Como enfatizó el equipo de diseño del Zhuque-3 de China, este éxito de vuelo muestra que los componentes centrales del cohete, como el motor y el timón de rejilla, pueden encajar con precisión y permanecer estables durante el proceso de retorno. Sin embargo, la superación exitosa de esta prueba de alto nivel no significa que no haya obstáculos por delante. Aunque el vuelo de 10 kilómetros verificó la adaptabilidad y las capacidades de control del cohete en algunos entornos complejos, todavía está lejos de ser un verdadero vuelo a nivel orbital. A mayores altitudes, los cohetes deben enfrentar desafíos más severos, especialmente las altas temperaturas y velocidades extremadamente altas durante el reingreso a la atmósfera. Para la tecnología de cohetes repetible de China, el éxito del vuelo de 10 kilómetros significa más que la verificación de la tecnología ha entrado en una etapa crítica. La tecnología de despegue y aterrizaje vertical del cohete ya ha logrado resultados preliminares, pero lo que debe resolverse en el futuro es cómo lograr la recuperación vertical a mayor altitud y lidiar con el enorme calor y energía cinética generados durante el reingreso. Por ejemplo, cómo protegerse eficazmente contra la alta temperatura que se genera al reingresar a la atmósfera; por ejemplo, cómo mejorar aún más la precisión del aterrizaje y el control de velocidad del cohete; y, por ejemplo, cómo hacer que la estructura del cohete sea lo suficientemente liviana pero lo suficientemente fuerte como para hacer frente a la pérdida por fatiga de múltiples usos, etc. Esperamos que a medida que la tecnología madure y aumente el número de vuelos, estos problemas se resuelvan gradualmente.

Cuando se trata del desarrollo y la situación actual de la tecnología de cohetes repetibles de mi país, un punto que no se puede pasar por alto son los logros de SpaceX. SpaceX se ha comprometido a desarrollar cohetes reutilizables desde principios de la década de 2000 y logró con éxito la recuperación vertical del cohete por primera vez en 2015. Desde entonces, SpaceX ha completado la recuperación y reutilización de cohetes de clase orbital muchas veces, cambiando por completo la estructura de costos de la industria aeroespacial. Por el contrario, la tecnología repetible de cohetes de China comenzó tarde. Aunque se han logrado avances importantes en los últimos años, todavía existe una cierta brecha con SpaceX. Tomando como ejemplo el Zhuque-3 VTVL-1, la prueba actual de China aún se encuentra en la etapa de despegue y aterrizaje vertical a una altitud de 10 kilómetros, mientras que SpaceX ya ha logrado la recuperación marítima y la reutilización de cohetes de clase orbital. Sin embargo, esto no significa que China Aerospace no tenga posibilidades de ponerse al día. China ha invertido muchos recursos en la investigación y el desarrollo de tecnología aeroespacial en los últimos años y ha logrado importantes avances en muchas pruebas. Desde una perspectiva temporal, el proceso práctico de los cohetes reutilizables de China puede tardar entre 5 y 10 años en alcanzar el nivel actual de SpaceX. Sin embargo, la enorme demanda del mercado chino y la inversión de las empresas privadas en innovación tecnológica acortarán aún más esta brecha.

En definitiva, la prueba de vuelo de 10 kilómetros no sólo es un paso importante en la verificación técnica, sino también la piedra angular de la futura exploración aeroespacial. Aunque mi país comenzó tarde en este campo, con continuas inversiones y acumulación de tecnología, se espera que alcance a SpaceX en un futuro cercano y comience nuestra propia era de industria aeroespacial reciclable.