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突破亚轨道运载火箭技术难关,民营火箭星途探索首飞成功

2019-12-26 09:12
亿欧网
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2019年12月 25 日 16 时 50分,酒泉卫星发射中心成功组织了“探索一号·中国科技城之星”商业亚轨道运载火箭首次飞行。“探索一号·中国科技城之星”运载火箭是北京星途探索科技有限公司自主研发的首型火箭。飞行中,火箭完成了全程机动飞行、大动压整流罩抛罩分离等动作。该型火箭可以广泛应用于超燃冲压发动机、导引头、航天产品准入考核等领域,也可为气象探测、微重力试验、卫星载荷试验等提供技术服务。

星途探索总工程师谢雪明介绍:“探索一号·中国科技城之星”最大载荷能力可以达到700kg,最高飞行速度可达10马赫,在30Km到50Km高度机动飞行,以最大的性价比,满足当前国内90%以上亚轨道飞行验证市场需求。”

克服分离干扰强的难题,抢占亚轨道空间

自从美苏太空竞赛开始,亚轨道飞行技术便成为各国关注的焦点。率先提出亚轨道飞行的美国,为了降低飞行风险,并为载人轨道飞行积累经验。目前,已有维珍银河公司的太空船2号及多家私营公司正在进行亚轨道载人飞行研究,而美国第一位航天员谢帕德实际在1961年所做的也是亚轨道飞行。

近些年,随着国内航天技术的进步,国内的民营火箭公司也开始瞄准亚轨道空间。中国科学院院士、国内液体火箭发动机燃烧理论研究创始人和开拓者庄逢辰曾表示:“亚轨道空间是极具开发价值的空间,目前这部分空间领域的开发尚处于起步阶段。亚轨道空间开发应用技术,可广泛应用于通信保障、气候预测、极端天气干预、太空旅行等领域,深化亚轨道空间资源开发利用,可以更好的服务国家、服务科研、服务大众。另外,探索一号亚轨道运载火箭以商业化的方式运作,符合新时代航天产业发展趋势,充分激发市场活力,功在助力提升我国航天产业的综合竞争力。”

基于对当前行业现状分析以及对未来应用市场的判断,星途探索制定了“以市场需求为导向、成熟技术快速转化应用、小步快跑快速迭代”的发展策略。并且,选择以亚轨道运载火箭为先导,小型固体运载火箭研制为牵引,优先突破多级火箭总体设计技术、电气综合集成技术和飞控优化技术,逐步掌握液体火箭发动机设计技术,降低自主研制运载火箭技术风险。

据了解,星途探索本次发射的“探索一号·中国科技城之星”采用了大动压条件下两半抛罩方案,克服了分离干扰强、技术风险高等技术难题,是目前国内民营火箭为亚轨道飞行提供的最佳解决方案。

跻身国内商业运载火箭第一序列,用更低成本形成持续服务能力

发射固体火箭证明商业化能力,液体火箭体现公司的持续服务能力。目前,国内民营火箭公司共有8家左右民营的商业火箭公司,选择固体燃料的公司占大多数。据悉,国内第一家发射成功的商业火箭公司星际荣耀和本次发射成功的星途探索均采用了固体燃料。

不可否认,固体火箭具备成本低、安全性好、易于保存的特点。不过,国家队的体运载火箭产品较为成熟,无论是技术成熟度、制造成本均占据了独特优势。与此同时,液体火箭可以采用搭车形式一次性全部发射大大缩短了时间周期,并且一次发射可靠性高、降低了发射风险成本。因此,液体火箭的优势较为明显。

液体火箭优势明显,为何民营火箭公司却纷纷先采用固体火箭?

不难理解,固体火箭技术较为成熟,民营航天首飞成功选择固体火箭较为稳妥。对于民营公司来说,首飞成功是对其技术实力的验证,并且能够检验该公司的商业化运营能力。

带载荷飞行,运载火箭点火顺利、飞行姿态平稳、落点准确,充分验证了星途探索团队的技术实力与发射经验。星途探索CEO梁建军告诉亿欧科创:“公司完成了从接受订单、产品研发、试验报备到完成飞行的全过程,这是对公司全流程能力的最终展示和验证。”

对于民营火箭公司来说,首发成功仅是万里长城第一步。民营公司想长期稳定持续运营,减低成本是每家民营公司必须要考虑的问题。而液体火箭在成本上有着不可撼动的优势,民营火箭公司也充分看到这一点。星际荣耀的JD-1发动机将装配在国内首枚可重复使用液氧甲烷运载火箭“双曲线二号”上;星途探索正在研发70ton推力液氧煤油发动机装配在小型液体运载火箭。

商业航天主打低成本,填补市场需求缺口

自从航天产业被推向市场,民间资本开始参与航天科研生产,商业航天和卫星商业化应用不断发展。以市场为导向的商业航天产业,“低成本”是商业航天参与者难以逾越的鸿沟,更是在未来激烈的市场竞争中立于不败之地的法宝。

商业航天的迅猛发展,不断带动着中小卫星的市场发展。火箭作为航天活动的唯一运输工具,市场规模随着卫星需求的增长也在不断扩容。根据公开数据统计,全球航天领域共执行114次发射任务,其中中国发射次数为39次首次超过美国。截止2019年12月25日,中国已进行33次火箭入轨发射,有望再次超越美国和俄罗斯登顶全球第一。

随着航天领域军民融合进一步深化,民用市场需求不断攀升,以通信、遥感、导航等领域表现最为热烈。其中,地轨宽带卫星的市场规模最大。根据SIA的数据,卫星组网费用占整个卫星产业链产值的7.5%左右,由此测算,预计低轨卫星通信产业规模将达到约4000亿元,我国亦将进入低轨卫星通信时代。

一般来说,地轨宽带卫星多为小型卫星,而且需要通过星座组网才可实现全球覆盖。低轨化、小型卫星、星座组网的需求推动着火箭发射需求不断攀升。在火箭供给方面,“国家队”需要完成政府、军方的发射任务。因此,民营火箭公司将会成为有效补充。

中国商业航天不断发展,民营火箭公司将借商业航天发展与军民融合之东风,成功填补中国中小型运载火箭市场的空缺,并通过技术创新不断降低发射成本,为中国商业航天事业的长远发展贡献应有的力量。

作者:张继文

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