中国民营火箭首次发射入轨的槽点在哪里? 中国航天,火箭,,民营

文/李赓

中国民营航天今天又前进了一小步。

今天(7月26日)下午1点,北京星际荣耀空间科技有限公司(下称“星际荣耀”)的“双曲线一号”遥一长安欧尚号运载火箭(下称“SQX-1 Y1”)在中国酒泉卫星发射中心成功发射,按飞行时序将多颗卫星及有效载荷精确送入预定300公里圆轨道,发射任务取得圆满成功,实现了中国民营运载火箭零的突破。

中国民营火箭首次发射入轨的槽点在哪里?-第1张图片-天网之家

对,中国民营运载火箭总算是带着卫星入轨成功了。

如果你记性不错的话,一定记得去年10月底我们对国内民营运载火箭一则报道《首枚民营运载火箭未能入轨,你应该知道的更多》,当时报道中的火箭来自国内另外一家民营航天公司“蓝箭”,火箭名叫做“朱雀一号”。由于那一次火箭发射因为最后一级火箭发动机不正常工作,没有能进入轨道。

所以严格算来,这一次星际荣耀成功将“双曲线一号”送入轨道,就成功拿下了“中国民营火箭首次发射入轨”的荣耀。

中国民营火箭首次发射入轨的槽点在哪里?-第2张图片-天网之家

跟去年10月的“朱雀一号”相似,这次星际荣耀也采用了“固体+液体”火箭发动机的设计方案。整体采用“三固一液”的四级串联构型,比“朱雀一号”多一级固体发动机。两者最后一级都采用了液体火箭发动机,因为只有液体发动机才能在太空中重复点火,以便通过发动机调整,将卫星载荷送入不同的轨道中。

根据官方给出的参数,“双曲线一号”直径1.4米,总长20.8米,起飞质量31吨,近地轨道运载能力大于300公斤(300公里圆轨道),500公里太阳同步轨道(SSO)运载能力能够达到260公斤。高于去年“朱雀一号”的直径1.35米,长度19米,起飞重量27吨、近地轨道300公斤(200公里圆轨道)、500公里太阳同步轨道(SSO)200公斤。

这些全面超越的参数,也让“双曲线一号”成为了中国民营航天起飞规模最大、运载能力最强的运载火箭。

至于本次发射载荷的具体信息,官方信息中也有所提及,包括航天科工空间工程发展有限公司和北京理工大学的两颗卫星,搭载了国星宇航星时代-6载荷、西瓜创客载荷和某试验验证载荷等三个末子级载荷,以及长安欧尚汽车和金六福一坛好酒的两个商业配重。300公斤载荷具体如何分配暂时不清楚,但显然这批载荷应该都属于“微卫星”(10-100公斤)、甚至是“纳卫星”(1-10公斤)的范畴。

值得一提的是本次发射任务由长安欧尚汽车独家冠名,官方稿件中还特别标注“金六福一坛好酒为本次发射任务庆功宴唯一指定用酒”,反正我是没听说过这个酒。

最后是技术上的创新,此次星际荣耀官方在稿件中其实列明了11点技术创新,其中最亮眼的是第二条:“采用变后掠前缘栅格舵+RCS复合控制技术,有效降低了运载火箭研发成本,为双曲线二号重复使用液体运载火箭返回技术进行了先期验证。”

这种设计让人不由得联想到SpaceX在Falcon 9火箭上同样适用的栅格翼,这种结构能够极大地增加控制翼作用翼面,能够更好地在低速状态下产生气动力来控制火箭的姿态。但即便是SpaceX,也是在实际回收尝试中,以不断“摔火箭”的代价才最终完善了相应的控制算法,相信星际荣耀未来也需要在实际的可回收火箭上进行进一步的实际测试。

关键是下一步?

中国民营火箭首次发射入轨的槽点在哪里?-第3张图片-天网之家

长征四号乙运载火箭,新华社记者曹阳摄

首先必须要说明的是,其实在商业航天领域,固体发动机一直都不是最优选择。

简单来说,固体燃料火箭发动机的优点是体积小、便于贮存、发射准备时间短,缺点是大多数情况下不能多次重复点燃,发动机的比冲(发动机运载能力的关键指标)也低于液体发动机,燃料相对也没有那么环保,最关键的是尺寸有限制,因为燃料需要物理切割,造不大。

所以在一般情况下,固体燃料发动机都主要应用于短中距导弹武器,战术、战略、洲际导弹等武器中。不过近些年来,因为卫星小型化的趋势,也出现了很多用固体燃料火箭发动机打造的运载火箭。

中国民营火箭首次发射入轨的槽点在哪里?-第4张图片-天网之家

中国航天科工集团的快舟一号甲火箭(如果看着觉得眼熟绝对是你自己的问题)

典型的包括中国的“快舟系列”,还有今年6月初才从海上发射的“长征十一号”。

其中“快舟系列”已经拥有了“快舟一号”、“快舟一号甲”、“快舟二号”等型号,其中“快舟一号甲”直径1.4米,整体构造为“两固一液”的三级布局,能够将200公斤载荷送入700公里高度的太阳同步轨道。目前整个“快舟系列”截至目前已经完成了数字发射任务,很多载荷都来自民营航天公司。

中国民营火箭首次发射入轨的槽点在哪里?-第5张图片-天网之家

海上发射的长征十一号火箭,采用冷发射技术

而“长征十一号”则要更大一些,直径2米,长度20.9米,结构为“三固一液”的布局,能够将750公斤载荷送入200公里近地轨道,或者将500公斤载荷送入700公里高度的太阳同步轨道。假如未来长征十一号能够通过海上发射平台在更接近赤道的区域发射,相信其运载能力还会更高。

显然,中国国家队在固体发动机火箭领域已经拥有了不少布局。

虽然俗话说“条条大路通罗马”,但无论如何在民营航天这个领域,全球的公司都必须深刻思考SpaceX所走出的这条路径。其中基本有这么几个关键点值得借鉴:

1、虽然卫星持续小型化,但是中型卫星依旧是运载火箭最大的商业市场。类似于“猎鹰9号”这样的中型运载火箭既能发射小型卫星,又能发射中型卫星,还能覆盖大部分的卫星轨道,这实际上是一个商业航天中市场的基础选择权。

2、民营航天的发展道路,一定是液发。虽然SpaceX历史中因为液发曾经数次影响发射、甚至在发射位置上爆炸。但是液发牵扯到的是民营航天最关键的成本问题,后者是民营航天浪潮的立身之本。更不要提SpaceX开创的火箭回收利用,因为只有液体火箭发动机才能够实现回收(需要再点火),也只有液体燃料才能够重新加注使用。

3、民营航天公司想要真正成功,必须有清晰而明确的路线。SpaceX之所以能够如此成功,其“猎鹰系列”的路线图功不可没。为了实现后来“猎鹰9号”的可回收、甚至是“重型猎鹰”,SpaceX首先干的是打造“Merlin”液体火箭发动机,后者成为了整个“猎鹰系列”关键动力装置。而在通过“猎鹰一号”火箭展示了发动机技术之后,SpaceX直接就打造了“猎鹰9号 1.0”,虽然它不仅不能回收,性能还不如现在完美版“猎鹰9号”的一半,但是关键性的9台“Merlin”动力组合当时就已经出现了。

在民营航天这个我们已经明显落后的领域,我们依旧面临许多挑战,尚未成功,仍需努力。

新浪科技

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