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探索 | 一箭五星,民营火箭首次连续发射成功!我国商业航天迎来新突破
2021/12/14 15:50  新华报业网  

  交汇点讯 12月7日12时12分30秒,星河动力航天公司在酒泉卫星发射中心成功发射谷神星一号(遥二)运载火箭,顺利将五颗商业卫星精确送入500公里太阳同步轨道。本次发射,实现了国内民营火箭的首次连续发射成功和首次一箭多星商业发射的新突破。

  火箭是航天工程的核心和基础,火箭运载能力有多强,航天的舞台就有多大。近年来,我国商业航空领域不断创新,民营企业逐步成长为推动我国航天产业发展的坚实力量,承载着地球人类憧憬太空的梦想,向着星辰大海进发。

  视觉中国 供图

  一箭多星 多项试验将得到全球首次在轨验证

  谷神星一号运载火箭是星河动力航天自主研制的四级小型商业运载火箭,可为商业微小卫星提供质优价廉的定制化发射服务。火箭直径1.4米,全长约20米,起飞重量约33吨,500公里太阳同步轨道运载能力300公斤。

  “此次成功发射标志着谷神星一号火箭的技术状态日趋成熟,在国内民营商业运载火箭型号中率先迈入了商业化发射交付的新阶段。”星河动力航天CEO刘百奇在接受媒体采访时如是说。

  记者了解到,谷神星一号(遥二)运载火箭共发射五颗商业卫星,分别为长光卫星公司的“天津大学一号”红外观测卫星、天仪研究院的“宝酝号”和“丽泽一号”科学试验卫星、中科星睿的“金紫荆五号”遥感卫星、零重空间的“金紫荆一号03”遥感卫星。同时,火箭还搭载了平安银行两大战略项目“星云物联计划”及“数字口袋”的太空纪念载荷,以及一块储存着平安银行数字资产的储存卡共同进入了太空。

  值得一提的是,此次发射的小卫星之一“宝酝号”,将开展多项试验的全球首次在轨验证。“宝酝号”卫星为一颗20公斤级空间科学实验卫星,主要搭载了卫星智能服务与计算平台载荷和GNSS掩星探测载荷。同时,“宝酝号”卫星还搭载了由天津云遥宇航科技有限公司研发的GNSS掩星探测载荷,将完成0至60公里大气层及100至800公里电离层探测工作,为全球气象预报及地震预报提供原始数据服务。

  此次发射实现了民营火箭的首次连续发射成功,也实现了一箭多星发射的突破,距离商业火箭产业化目标更近一步。刘百奇表示,要实现商业火箭真正的产业化,需要解决的不是入轨也不是轨道打多高的问题,而是要实现火箭连续、稳定发射成功和低成本、大规模的批量制造。

  主体多元 我国商业航天行业呈现增长态势

  商业航天,顾名思义一手“抓”商业,一手“抓”航天。即采用市场化机制以获取商业利润为首要目标而开展的航天活动。

  2015年,我国航天工业首次打开了面向民营资本的大门,一大批民营创业型企业以此为始,逐步成长为推动我国航天产业创新发展的新力量,并依托体制束缚较少,商业模式灵活等优势抢占先机,有效地与国家队形成差异化格局。

  2020年,国家发改委明确将卫星互联网首次纳入新基建的通信网络基础设施范畴。伴随国家大力推动军民融合以及“互联网+航天”的产业升级变革,我国商业航天行业呈现高速增长态势。

  截至2020年底,我国已注册商业航天企业数量超161家。其中包括以零壹空间、星际荣耀、蓝箭航天等为代表的商业火箭企业,以及以微纳星空、银河航天、天仪研究院等为代表的商业卫星企业。我国商业航天行业呈现出主体多元、模式多样的竞争格局。

  “2016至2018年,零壹空间相继完成火箭推进剂标准发动机试验、绝热层烧蚀试验、燃气舵试验、整机试车等一系列研发工作,攻克了火箭固体动力核心技术,造出了中国首枚民营自研商用固体火箭发动机。2019年至今,零壹空间打造出了零壹火箭、零壹电子、零壹动力三大技术平台,研制出了五大神兽指系列产品。”零壹空间董事会秘书舒炼告诉记者,国内民营商业火箭企业目前还都处于初级阶段,急需构建稳定的入轨能力和规模化发射能力。“高性价比、低成本运营、快速响应是商业火箭发射实现长久发展的关键要素。”

  从商业火箭动力系统来看,总部位于江苏南通的深蓝航天主要致力于研制液氧煤油运载火箭产品及其回收复用技术;蓝箭航天主要致力于研制以液氧甲烷作为推进剂的新型动力火箭产品;星际荣耀目前也采用液氧甲烷发动机,深耕可回收领域……

  商业航天领域科技含量高、准入门槛高、投资回报周期长,民营企业的创立不可凭借一时之勇,而是必须建立在深厚积淀和准确研判的基础之上。能否探索出一条适合自身的发展道路,是航天民企生存发展的关键。航天科技集团八院科技委秘书长潘军曾对媒体表示,商业航天竞争日趋激烈,低成本高可靠的航天产品将成为市场的热点。提供有针对性的增值服务,将成为未来三年内航天应用不可逆转的趋势。

  后发先至 关键在于深耕技术创新

  诚然,在我国,商业航天产业发展势如破竹,但由于起步较晚等原因,与世界发达国家相比,存在的差距不可小觑。

  “我们必须要做好关键核心技术攻关,深耕技术创新,打造属于企业自身的独特优势。”舒炼表示,商业航天企业获得长足发展,真正需要突破的是“卡脖子”技术问题。

  中国科学院国家空间科学中心研究员、博士生导师周炳红在接受《科技周刊》记者采访时表示,现在已经有不少民营企业实现了固体火箭的首飞,航天科技集团、航天科工集团也有用于商业发射的火箭。“解决了有无问题,商业发射还需进一步解决的是成本问题。”

  周炳红认为,目前来看,降低成本一方面是要组织新的运载火箭研发方式,采用类似于SpaceX公司的扁平化管理模式,以及先满足顶层需求、不断试错、快速迭代的系统工程方法,减少研发费用。另一方面则是采取可重复使用的液体火箭技术路线,降低单次发射成本。

  “当前各民营运载火箭公司正在攻关液体运载火箭,一两年内会相继实现首飞。”周炳红提出,民营火箭还有两个方面需要进步,“一方面是提高运载火箭的性能,包括运载系数和可靠性;另一方面是逐步实现第一级火箭的回收和重复使用、整流罩的重复使用以及发展第二级火箭的回收和重复使用技术。解决好这两方面的企业就会占有先机。”

  在周炳红看来,SpaceX公司正在研发的可重复使用运载火箭值得关注。记者了解到,当前,中国运载火箭研究院正在发展可重复使用的长征8号运载火箭,上海航天研究院正在发展可重复使用的长征6号的运载火箭。在长三角地区,有民营企业正在研制用液氧和甲烷作为推进剂的可重复使用运载火箭。“可以期待,在不远的将来,我们会陆续听到中国可重复使用运载火箭试验的消息。”

  商业航天 助力星际旅行从科幻走向现实

  未来,随着更多航天技术进入民用,越来越多的人类将有机会走出地球。而商业航天最大的魅力与想象力,则是使航天更贴近于大众的生活——梦想并不仅仅是征服星辰大海,更要飞入“寻常百姓家”。

  早在2018年,中国长征火箭公司正式组建成立后,即提出相关的太空旅游规划,计划总共分三步,第一步便是在2024年之前,执行中国首次平民太空旅游项目,实现短途的亚轨道飞行;最终目标是在2035年之前,打造单次能容纳10至20人的长途旅游团。

  记者了解到,继维珍银河、蓝色起源、SpaceX等公司陆续实现太空旅游后,北京时间12月8日21时40分,载有俄罗斯航天员亚历山大·米苏尔金与两名日本太空游客的“联盟MS-20”号飞船与国际空间站已经完成对接,这也意味着俄罗斯已经恢复了太空旅游业务。

  太空时代已开启了60多年,但至今为止只有大约600人真正离开了地球大气层,其中游客数量不足10人。但随着载人航天技术的不断进步,太空旅游成本将逐渐下降,星际旅行正从科幻走向现实。未来,普通人也可以完成一次太空旅行体验,亲眼看看美丽的地球和外太空。

  太空旅游要实现真正的普及,有两大难点需要解决——安全性与成本。据了解,目前太空船票最便宜也需要数十万美元,要实现规模化的太空旅游,降低成本是其中的关键,太空船票的成本直接来源于飞行器成本,因此如何进一步降低太空飞行器的成本,将是太空旅游大规模普及的关键点。“在降低太空旅游的成本的同时,还必须要保障其安全性,因为无法保障游客的安全,普及这种新型的旅游方式就无从谈起。”舒炼说。

  星际旅行并不仅止步于太空一轮游,登陆其他星球、深空旅行也将是航天技术民用的一个疯狂但又富有前景的发展方向。今年5月,马斯克曾公开表示,SpaceX可能在2024年让其星际飞船登陆火星。商业航天,无远弗届。未来,载人绕月飞行、洲际旅行、清理太空垃圾等等,都将成为商业火箭公司美好的发展前景。

  新华日报·交汇点记者 叶真 王甜

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责编:顾志铭

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