突破亞軌道運載火箭技術難關,民營火箭星途探索首飛成功
2019年12月 25 日 16 時 50分,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功組織了“探索一號·中國科技城之星”商業(yè)亞軌道運載火箭首次飛行!疤剿饕惶枴ぶ袊萍汲侵恰边\載火箭是北京星途探索科技有限公司自主研發(fā)的首型火箭。飛行中,火箭完成了全程機動飛行、大動壓整流罩拋罩分離等動作。該型火箭可以廣泛應用于超燃沖壓發(fā)動機、導引頭、航天產品準入考核等領域,也可為氣象探測、微重力試驗、衛(wèi)星載荷試驗等提供技術服務。
星途探索總工程師謝雪明介紹:“探索一號·中國科技城之星”最大載荷能力可以達到700kg,最高飛行速度可達10馬赫,在30Km到50Km高度機動飛行,以最大的性價比,滿足當前國內90%以上亞軌道飛行驗證市場需求!
克服分離干擾強的難題,搶占亞軌道空間
自從美蘇太空競賽開始,亞軌道飛行技術便成為各國關注的焦點。率先提出亞軌道飛行的美國,為了降低飛行風險,并為載人軌道飛行積累經驗。目前,已有維珍銀河公司的太空船2號及多家私營公司正在進行亞軌道載人飛行研究,而美國第一位航天員謝帕德實際在1961年所做的也是亞軌道飛行。
近些年,隨著國內航天技術的進步,國內的民營火箭公司也開始瞄準亞軌道空間。中國科學院院士、國內液體火箭發(fā)動機燃燒理論研究創(chuàng)始人和開拓者莊逢辰曾表示:“亞軌道空間是極具開發(fā)價值的空間,目前這部分空間領域的開發(fā)尚處于起步階段。亞軌道空間開發(fā)應用技術,可廣泛應用于通信保障、氣候預測、極端天氣干預、太空旅行等領域,深化亞軌道空間資源開發(fā)利用,可以更好的服務國家、服務科研、服務大眾。另外,探索一號亞軌道運載火箭以商業(yè)化的方式運作,符合新時代航天產業(yè)發(fā)展趨勢,充分激發(fā)市場活力,功在助力提升我國航天產業(yè)的綜合競爭力!
基于對當前行業(yè)現(xiàn)狀分析以及對未來應用市場的判斷,星途探索制定了“以市場需求為導向、成熟技術快速轉化應用、小步快跑快速迭代”的發(fā)展策略。并且,選擇以亞軌道運載火箭為先導,小型固體運載火箭研制為牽引,優(yōu)先突破多級火箭總體設計技術、電氣綜合集成技術和飛控優(yōu)化技術,逐步掌握液體火箭發(fā)動機設計技術,降低自主研制運載火箭技術風險。
據(jù)了解,星途探索本次發(fā)射的“探索一號·中國科技城之星”采用了大動壓條件下兩半拋罩方案,克服了分離干擾強、技術風險高等技術難題,是目前國內民營火箭為亞軌道飛行提供的最佳解決方案。
躋身國內商業(yè)運載火箭第一序列,用更低成本形成持續(xù)服務能力
發(fā)射固體火箭證明商業(yè)化能力,液體火箭體現(xiàn)公司的持續(xù)服務能力。目前,國內民營火箭公司共有8家左右民營的商業(yè)火箭公司,選擇固體燃料的公司占大多數(shù)。據(jù)悉,國內第一家發(fā)射成功的商業(yè)火箭公司星際榮耀和本次發(fā)射成功的星途探索均采用了固體燃料。
不可否認,固體火箭具備成本低、安全性好、易于保存的特點。不過,國家隊的體運載火箭產品較為成熟,無論是技術成熟度、制造成本均占據(jù)了獨特優(yōu)勢。與此同時,液體火箭可以采用搭車形式一次性全部發(fā)射大大縮短了時間周期,并且一次發(fā)射可靠性高、降低了發(fā)射風險成本。因此,液體火箭的優(yōu)勢較為明顯。
液體火箭優(yōu)勢明顯,為何民營火箭公司卻紛紛先采用固體火箭?
不難理解,固體火箭技術較為成熟,民營航天首飛成功選擇固體火箭較為穩(wěn)妥。對于民營公司來說,首飛成功是對其技術實力的驗證,并且能夠檢驗該公司的商業(yè)化運營能力。
帶載荷飛行,運載火箭點火順利、飛行姿態(tài)平穩(wěn)、落點準確,充分驗證了星途探索團隊的技術實力與發(fā)射經驗。星途探索CEO梁建軍告訴億歐科創(chuàng):“公司完成了從接受訂單、產品研發(fā)、試驗報備到完成飛行的全過程,這是對公司全流程能力的最終展示和驗證!
對于民營火箭公司來說,首發(fā)成功僅是萬里長城第一步。民營公司想長期穩(wěn)定持續(xù)運營,減低成本是每家民營公司必須要考慮的問題。而液體火箭在成本上有著不可撼動的優(yōu)勢,民營火箭公司也充分看到這一點。星際榮耀的JD-1發(fā)動機將裝配在國內首枚可重復使用液氧甲烷運載火箭“雙曲線二號”上;星途探索正在研發(fā)70ton推力液氧煤油發(fā)動機裝配在小型液體運載火箭。
商業(yè)航天主打低成本,填補市場需求缺口
自從航天產業(yè)被推向市場,民間資本開始參與航天科研生產,商業(yè)航天和衛(wèi)星商業(yè)化應用不斷發(fā)展。以市場為導向的商業(yè)航天產業(yè),“低成本”是商業(yè)航天參與者難以逾越的鴻溝,更是在未來激烈的市場競爭中立于不敗之地的法寶。
商業(yè)航天的迅猛發(fā)展,不斷帶動著中小衛(wèi)星的市場發(fā)展;鸺鳛楹教旎顒拥奈ㄒ贿\輸工具,市場規(guī)模隨著衛(wèi)星需求的增長也在不斷擴容。根據(jù)公開數(shù)據(jù)統(tǒng)計,全球航天領域共執(zhí)行114次發(fā)射任務,其中中國發(fā)射次數(shù)為39次首次超過美國。截止2019年12月25日,中國已進行33次火箭入軌發(fā)射,有望再次超越美國和俄羅斯登頂全球第一。
隨著航天領域軍民融合進一步深化,民用市場需求不斷攀升,以通信、遙感、導航等領域表現(xiàn)最為熱烈。其中,地軌寬帶衛(wèi)星的市場規(guī)模最大。根據(jù)SIA的數(shù)據(jù),衛(wèi)星組網費用占整個衛(wèi)星產業(yè)鏈產值的7.5%左右,由此測算,預計低軌衛(wèi)星通信產業(yè)規(guī)模將達到約4000億元,我國亦將進入低軌衛(wèi)星通信時代。
一般來說,地軌寬帶衛(wèi)星多為小型衛(wèi)星,而且需要通過星座組網才可實現(xiàn)全球覆蓋。低軌化、小型衛(wèi)星、星座組網的需求推動著火箭發(fā)射需求不斷攀升。在火箭供給方面,“國家隊”需要完成政府、軍方的發(fā)射任務。因此,民營火箭公司將會成為有效補充。
中國商業(yè)航天不斷發(fā)展,民營火箭公司將借商業(yè)航天發(fā)展與軍民融合之東風,成功填補中國中小型運載火箭市場的空缺,并通過技術創(chuàng)新不斷降低發(fā)射成本,為中國商業(yè)航天事業(yè)的長遠發(fā)展貢獻應有的力量。
作者:張繼文
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