2026年8月19日07时35分,蓝箭航天朱雀三号遥二运载火箭成功发射,将鸿鹄03星送入预定轨道,其子级成功着陆甘肃民勤着陆场,实现了我国首次入轨级运载火箭一子级陆地回收,也是民营火箭首次液体火箭回收。祝贺中国蓝箭航天空间科技股份有限公司这一里程碑式的技术突破。在这些突破中一起来看看哪些高精度传感器在关键环节的应用,看看加速度传感器、冲击传感器等航天级产品,如何在火箭回收的“高空调姿、动力减速、支腿缓冲”等核心动作中,发挥的不可替代的作用。

图片来源:蓝箭航天
一、火箭回收中的传感器应用场景
1. 高空调姿阶段的姿态感知
火箭一子级分离后,需要在高空完成姿态调整,为后续动力减速和着陆做准备。这一过程中,超低温加速度传感器可稳定工作于-269℃超低温环境,覆盖高空阴影区的极低温工况,同时兼容125℃高温向阳面,宽温域低热释电效应大幅抑制温度变化带来的信号漂移。传感器实时采集火箭子级的三轴微加速度信号,为姿态控制系统提供精准反馈,解决深空低温下姿态传感漂移、轨道修正定位偏差放大的风险。(可参考森瑟科技914P低温加速传感器)
2. 动力减速段的冲击监测
火箭子级在动力减速阶段,发动机点火产生持续低频振动和数千g瞬时冲击。三轴冲击振动传感器采用抗辐射剪切压电陶瓷元件,搭配三模冗余电路设计,耐受长期电离辐射,抑制单粒子翻转造成的数据乱码。需宽频三轴同步采集能力,并可覆盖低频轨道振动至高频瞬时冲击,且温度耐受区间在-55℃~125℃、适配火箭向阳/背阳交替温变环境。在动力减速过程中,传感器实时采集展开冲击与在轨微振动,判断锁定结构是否完好,保障火箭子级长期稳定供电。(可参考森瑟科技535A三轴一体高性能冲击传感器)
3. 支腿缓冲着陆的冲击验证
火箭子级着陆瞬间,支腿缓冲机构需承受巨大冲击载荷。要求高冲击场景设计,量程须达5000g,可承受±50000g峰值冲击,满足碰撞、爆炸、装备测试等高冲击场景测量。其中对传感器明确要求核心敏感元件为环形剪切模式压电陶瓷,抗冲击性强,内部采用IEPE两线制设计,集成恒流激励与低阻抗信号传输,加极性反向保护,避免冲击损坏。在火箭着陆测试中,传感器可精准捕捉支腿缓冲过程中的瞬时冲击信号,验证缓冲机构的结构强度与可靠性。(可参考森瑟科技517A单轴冲击IEPE加速度传感器)
二、性能验证测试的重要性
1. 发射段结构健康监测
在火箭发射阶段,需传感器搭载于探测器推进舱、科学载荷舱,全程记录火箭起飞、整流罩分离、星箭分离冲击振动数据。通过精准验证火箭子级结构耐受强度,提前预判精密仪器是否存在内部损伤,为后续回收动作奠定数据基础。(可参考733A航空测试三轴IEPE加速度传感器)
2. 着陆冲击的频谱分析
火箭子级着陆时,需有大于60kHz谐振频率与3-30000Hz(±3dB)宽频带响应,且要求带电路的IEPE传感器要工作于环境温度-50~+162°C环境下,对冲击瞬时信号进行精准捕捉。 结合频谱分析技术,可计算着陆冲击的峰值加速度、持续时间、能量分布等关键参数,验证支腿缓冲机构的吸能效果,确保火箭子级安全着陆。(可参考517AH高频高温IEPE加速度传感器)
3. 长期在轨健康管理(PHM)
针对在轨数年的火箭子级舱体、推进系统等,需通过振动频谱变化预判管路泄漏、机构卡滞故障进行长期在线健康管理(PHM)。对反复在轨使用的传感器要求更加苛刻,其中传感器须使用内置辐射耐受采集芯片,解决普通传感器长期辐射后精度衰减、无法长期无人在轨监测的痛点,并且保障火箭从发射到回收全流程设备安全。(可参考734P三轴耐高温振动传感器内置辐射耐受采集芯片)
三、传感器在火箭回收中的核心价值
1. 极端环境适应性
火箭回收面临高低温剧烈交变(-270℃~150℃)、空间高能辐射、真空冲击等多重恶劣工况。森瑟科技传感器通过特种航天级材料选型、加固电路与冗余设计,实现-269℃超低温至125℃高温的宽温域工作,抗总电离剂量达3Mrad,耐受5000g发射冲击。
2. 多物理场融合感知
一体化融合传感器集成温度、微振动、辐射剂量感知模块,可同步采集火箭子级周边辐射强度、局部温度、舱体微振动等多维度数据。这种多物理场融合能力,为火箭回收过程中的环境综合评估提供完整原始数据,辅助解析太阳风与火箭相互作用机制。
3. 国产化替代与供应链安全
森瑟科技作为国内压电传感技术深耕企业,依托ISO9001、ilac MRA 、CNAS等质量体系,严控产品研发、生产、测试全流程,推动国产传感器替代。在火箭回收等关键领域,国产化传感器可避免进口产品的关税壁垒与交付风险,为航天任务稳定实施提供保障。
四、结语
朱雀三号火箭陆地回收的成功,标志着我国在可重复使用运载火箭领域取得重大突破。加速度传感器、冲击传感器等航天级产品,在火箭回收的“高空调姿、动力减速、支腿缓冲”等关键动作中,提供了精准、可靠的状态感知与闭环控制支撑。未来,随着可重复使用火箭技术的持续迭代,高性能航天传感器将在发射-回收-复用闭环中发挥更加关键的作用,推动我国航天事业迈向更高水平。
