中國故事丨揮“箭”星河的民間推力
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12月10日17時07分,,星際榮耀公司自主研發(fā)的液氧甲烷可重復(fù)使用驗證火箭雙曲線二號在位于中國西北荒漠的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空,,約1分鐘后,火箭在目標(biāo)著陸點(diǎn)平穩(wěn)精確著陸,,火箭狀態(tài)安全恢復(fù),,飛行試驗任務(wù)取得圓滿成功,。
該火箭于11月初完成了首次垂直起降飛行試驗,,12月10日的飛行是其第二次飛行復(fù)用,實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)首次液氧甲烷火箭的重復(fù)使用,。
幾天前,,藍(lán)箭航天公司的朱雀二號遙三運(yùn)載火箭和星河動力公司的谷神星一號遙九運(yùn)載火箭也在同一片荒漠中成功發(fā)射,分別代表著全球首款連續(xù)發(fā)射成功的液氧甲烷火箭邁入規(guī)?;虡I(yè)發(fā)射新階段以及國內(nèi)民營火箭公司首次成功實(shí)施晨昏軌道發(fā)射任務(wù),,在2023年中國民營火箭刷新的多項記錄上再添新績。
火箭的能力有多大,,航天的舞臺就有多大,。在長征系列運(yùn)載火箭完成第500次發(fā)射之際,中國的商業(yè)航天也蓄勢待發(fā),,一枚枚民營火箭“箭”在弦上,,助力中國航天事業(yè)進(jìn)一步走向市場化、產(chǎn)業(yè)化,。
打造高性價比的太空之旅
2017年,,35歲的夏東坤已經(jīng)是中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院的資深技術(shù)人員,但是這一年他決定放下“鐵飯碗”,,和同事劉百奇一同踏入民營火箭的“藍(lán)海”,。
他們二人的信心來自對中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的敏銳觀察——一方面,國內(nèi)各個商業(yè)航天公司,、地方政府紛紛推出了以通信,、遙感為應(yīng)用的多個衛(wèi)星星座計劃,衛(wèi)星發(fā)射需求會在未來一段時間內(nèi)急劇增長;另一方面,,“國家隊”的火箭運(yùn)載能力無法滿足方方面面的需要,。
“國家在2014年出臺多項政策,鼓勵民間資本參與國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),。我們有信心靠自己積累的經(jīng)驗研發(fā)出高性價比的火箭,,就想走出來大膽闖一闖。”夏東坤說,。
2018年,,劉百奇、夏東坤等一起創(chuàng)辦了星河動力公司,,該公司提供新型商業(yè)化運(yùn)載火箭發(fā)射服務(wù),,并發(fā)布了“谷神星”“智神星”商業(yè)運(yùn)載火箭研制計劃。
12月5日7時33分,,谷神星一號遙九運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。新華社發(fā)(汪江波 攝)
“谷神星和智神星是人類于19世紀(jì)初最早發(fā)現(xiàn)的兩顆小行星,,對當(dāng)時的人來說,,它們是遙不可及的,。如今,人類的探測器已經(jīng)到訪過谷神星,。我們希望自己造的火箭也能讓之前看似遙遠(yuǎn)的太空離日常生活更近,。”夏東坤說。
火箭高昂的發(fā)射成本,,是阻礙人類大規(guī)模進(jìn)入太空的“攔路虎”,,而運(yùn)載火箭的可重復(fù)使用是降低發(fā)射成本的最重要手段。北京星際榮耀空間科技股份有限公司液體型號總設(shè)計師季海波說,,實(shí)現(xiàn)運(yùn)載火箭的可回收,,是國內(nèi)外商業(yè)航天追求最高投入產(chǎn)出比的必經(jīng)之路,雙曲線二號驗證火箭復(fù)用飛行的成功為中國商業(yè)航天掌握可回收技術(shù)打下基礎(chǔ),。
同樣意識到火箭可重復(fù)使用重要性的還有藍(lán)箭航天空間科技股份有限公司動力研發(fā)部總經(jīng)理劉磊,,2017年,他從北京航天動力研究所加入藍(lán)箭航天,。
“我剛加入的時候,馬斯克的可重復(fù)使用火箭已經(jīng)開始發(fā)射運(yùn)營了,。我當(dāng)時就想:美國人能搞成,,為什么我們中國人不行?并且當(dāng)時商業(yè)航天公司還是在打地基的狀態(tài),可以自由發(fā)揮的余地更多,。”劉磊表示相信,,在他退休之前,能夠?qū)崿F(xiàn)坐著自己造的火箭去太空旅行的夢想,。
探索中國的可重復(fù)使用火箭
星際榮耀公司雙曲線二號近期的兩次成功發(fā)射驗證了該火箭的快速重復(fù)使用能力,。季海波說,這意味著星際榮耀初步掌握了重復(fù)使用火箭低空返回與著陸和重復(fù)使用的一系列關(guān)鍵技術(shù),。
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11月2日,,星際榮耀公司研發(fā)的液氧甲烷可重復(fù)使用驗證火箭雙曲線二號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空。約1分鐘后,,火箭在目標(biāo)著陸點(diǎn)平穩(wěn)精確著陸,,火箭狀態(tài)安全恢復(fù),飛行試驗任務(wù)取得圓滿成功,。
根據(jù)使用推進(jìn)劑的不同,,火箭通常可分為固體火箭和液體火箭,。相較于固體火箭,,液體火箭具備比沖高、推力可調(diào),、可多次啟動等優(yōu)點(diǎn),,是可回收運(yùn)載火箭的更優(yōu)選擇,。
劉磊說,甲烷成本低廉,、采購方便,,液氧甲烷不易結(jié)焦積碳的特性有利于發(fā)動機(jī)和火箭的維護(hù),是打造可重復(fù)使用火箭的可行路徑之一,。
“得出這個結(jié)論后,,雖然我們明白自己是在走一條別人沒有走過的路,需要花費(fèi)更多時間,,背負(fù)更多壓力,,但目標(biāo)自始至終沒有改變。”劉磊說,。
經(jīng)過一系列準(zhǔn)備工作,,藍(lán)箭航天團(tuán)隊于2023年7月12日迎來了朱雀二號遙二運(yùn)載火箭的成功發(fā)射。在眾人齊聲吶喊的倒計時結(jié)束后,,火箭底部的烈焰熊熊噴射,,形成4道明亮的光束,將火箭送上天空,?;鸺齼?nèi)部以液氧甲烷為動力的“天鵲”發(fā)動機(jī),為藍(lán)箭公司掌握可回收技術(shù)打下基礎(chǔ),。
“藍(lán)箭航天從2015年成立到實(shí)現(xiàn)成功發(fā)射用了八年時間,,可謂是八年磨一‘箭’。” 劉磊說,。
在朱雀二號遙三運(yùn)載火箭成功發(fā)射后,,藍(lán)箭航天公布了朱雀三號可重復(fù)使用液氧甲烷運(yùn)載火箭的研制計劃。朱雀三號一級設(shè)計復(fù)用次數(shù)將不少于20次,,運(yùn)載能力較強(qiáng),,可助力大規(guī)模星座組網(wǎng)任務(wù)。
帶動產(chǎn)業(yè)鏈良性發(fā)展的“箭頭”
火箭是進(jìn)入太空,、開發(fā)太空的最主要工具,,現(xiàn)階段民營火箭公司的主要客戶是商業(yè)衛(wèi)星公司。“我們更多的是瞄準(zhǔn)商業(yè)市場的應(yīng)用,,去解決客戶的痛點(diǎn),,客戶需要什么,我們就去研發(fā)什么,。”夏東坤說,。
北京國電高科科技有限公司是一家以研發(fā)低軌衛(wèi)星為主的商業(yè)航天公司,這家公司與星河動力的合作始于谷神星一號的首發(fā)箭,。
“首發(fā)箭發(fā)射失利的風(fēng)險較高,,一般來說衛(wèi)星企業(yè)不愿意使用首發(fā)箭,,但我們公司對星河動力的技術(shù)部門較為了解,對他們很信任,,果然第一次合作就旗開得勝,,為之后的合作打下了良好的基礎(chǔ)。”國電高科相關(guān)負(fù)責(zé)人裴瑤說,。
裴瑤表示,,公司在選擇火箭時既看重穩(wěn)定性也關(guān)注性價比,“國家隊”的大運(yùn)力火箭固然可以發(fā)射商業(yè)低軌小衛(wèi)星,,但“起步價”較高,,而民營火箭公司研制了能精準(zhǔn)匹配這部分需求的小運(yùn)力、低軌發(fā)射的火箭,,發(fā)射價格可大為降低,,為衛(wèi)星公司提供了多一種選擇。
近年來,,北京國電高科科技有限公司通過民營火箭發(fā)射了8顆低軌窄帶通信衛(wèi)星,。這些衛(wèi)星可解決地基信號覆蓋不到的區(qū)域內(nèi)的物體信息回傳,在山水林田湖草沙,、地質(zhì)災(zāi)害,、病蟲害和特高壓線路等領(lǐng)域的監(jiān)測上發(fā)揮作用。
商業(yè)火箭與衛(wèi)星都是中國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,,目前,該市場規(guī)模已超萬億元,,國內(nèi)已注冊并有效經(jīng)營的商業(yè)航天企業(yè)數(shù)量超過400家,。
12月9日7時39分,朱雀二號遙三運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,,發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功,。新華社發(fā)(汪江波 攝)
藍(lán)箭航天在浙江布局了兩個智能制造基地,分別開展火箭總裝測試,、發(fā)動機(jī)制造和熱試車工作,,朱雀二號火箭配套所需的零部件有很大一部分也來自浙江。
“火箭的制造處于我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈的上游,,火箭發(fā)射位于中游,,火箭公司通過不斷研發(fā)與改進(jìn),能夠摸索出一套適用于全產(chǎn)業(yè)鏈的標(biāo)準(zhǔn)化流程,,帶動商業(yè)航天走向良性循環(huán)軌道,,使商業(yè)航天的普及度越來越高。”劉磊說,。
(原標(biāo)題:中國故事丨揮“箭”星河的民間推力)
【責(zé)任編輯:黃奕宏】
【內(nèi)容審核:孫令衛(wèi)】
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