近几年来在国际上极受瞩目的民营商业火箭活动进展迅速,中国也积极参与了这项先进科技风潮。9月5日在山东海阳及附近海域,星河动力航太科技公司的穀神星一号海射型运载火箭成功地将天启星座21-24星共4颗卫星送入800km预定轨道,创下中国首次由民营企业在海上实施发射卫星成功的记录。
据《界面新闻》报导,由于技术难度高,全球仅有少数几个国家具备实施海上发射卫星的能力,对民间企业来说,难度就更高了。中国大陆的星河动力航太科技股份有限公司则创造了民营商业火箭新纪录,首次在海上平台发射卫星。
报导说,这次发射的穀神星一号运载火箭是星河动力自主研製的4级轻型商业运载火箭,其1、2、3级採用固体动力,4级採用轨道控制和姿态控制一体化液体动力。运载火箭直径1.4米,全长约20米。
报导引述专家指出,不同于陆地发射,在海上发射卫星具有灵活性强、任务适应性好、发射经济性优等特点,可灵活选择发射点和落区,满足各种轨道有效载荷发射需求,有效解决外界长期关注的落区安全问题。但由于技术难度高,全球仅有少数几个国家具备实施海上发射卫星的能力。
2019年6月,中国在黄海海域使用长征11号运载火箭,成功完成「一箭七星」海上发射技术试验,这是中国首次海上航太发射取得成功,这也标誌着中国成为世界上继美俄后第3个掌握海射技术的国家。
报导指出,星河动力此次发射是全球首次无依託陆海通用机动平台发射,也是首次固体火箭海上无导向热发射,以及中国国内商业航太首次进入800km倾斜轨道。
星河动力表示,按照该公司计画,未来穀神星一号运载火箭海上发射次数将逐步递增。
本次发射载荷天启星座21星-24星是由北京国电高科公司研製的低轨资料获取卫星,是天启星座的组成部分,计画由38颗卫星和若干地面站组成的「低轨卫星物联网星座」,计划于2024年完成部署运营,可为物联网相关行业用户及「军民融合」等国家战略提供覆盖全球的服务。
文章来源:国内民营火箭首次海上发射成功
在中国天宫太空站完成3舱完整构型后,关注中国太空探测发展的人士开始把下一个焦点放在长征9号超重型运载火箭的研製上。从日前珠海中国航展上展出的模型显示,其总体构型已基本确定会大量採用火箭回收与圆柱体结构等新设计概念。长征9号预计于2030年实现首飞,其运载能力将直追美国SpaceX星舰的超重型火箭,足以将整个天宫太空站送进太空。
今年第14届珠海航展上展示了许多航空航天装备的实物与模型,其中最受关注的是一座有如擎天巨柱般的火箭长征9号模型,放在它身旁的目前中国最大火箭长征5号相比之下,两者体型相差数倍,可以想见如果看到长征9号的实体将会有极强烈震撼的感受。
曾经担任长征9号总设计师的中国工程院龙乐豪院士指出,长征5号直径5米、高50多米,而长征9号直径10.6米、高度114米,几乎是长征5号4倍体积。其近地轨运载能力为150吨,足可把整个天宫太空站送入太空。长征9号运载能力将超过美国土星5号,也超过了美国太空发射系统(SLS)重型火箭,将会把中国火箭运载能力推上世界最前列。
目前长征9号总体构型方案已基本确定,1级火箭是24台推力240吨的液氧煤油发动机,2级火箭则是4台120吨的氢氧发动机,3级为1台120吨氢氧发动机。这3级发动机均已经进行热火试验,预计8-10年内进行首飞。
从这次展出的长征9号模型看来,已定案的构型其箭体与美国SpaceX的星舰(Star Ship)相似,除了运力强大之外,还能重複使用。从进度上看,长征9号进度比星舰慢得多,除了立项的时间较晚之外,多次变更构型方案,也影响了计划进度。
长征9号在2016年9月就已经立项,目前1、2、3级发动机都已接近完成阶段,火箭壳体、整流罩以及级间环等也都下线。不过航天科技集团高层官员透露,首飞之前的试验火箭或许与珠海航展上的柱型单体无助推构型不同,可能採用4具助推火箭结构。因为4具助推火箭结构是长征5号的构型,也是长征9号最初的构型,它的多数部件已研製完成,初期的测试如果採用这种结构,就可能会在2026年进行首飞。
大陆专家们在长征9号构型讨论中曾有过几种不同的方案,这2年变化尤其多,可能是受到SpaceX星舰测试结果的影响。去年龙乐豪提出单体柱型结构,之后在体型、燃料与发动机型号都有新的方案,最近他在接受央视专访时又提及首飞时间8-10年内,若从珠海展出模型观察,应该是已经放弃原来的4助推火箭构型,确定了单体柱型结构,如此一来在外型上就会与 SpaceX星舰更像。
分析人士认为,不断更改长征9号构型受到外国太空工程发展的影响很大,近几年火箭构型的变化趋势主要朝向可回收重複使用的方向发展,最主要目的是节省经费。珠海展出长征号9号模型在柱体中间周围有4格状栅舵,即是为了回收1级火箭所做的设计。按已公布资料,将使用绳索拦截阻降技术来回收有20多台发动机组成的1级火箭。众所周知,回收火箭是马斯克的SpaceX可以用最低廉的价格进行发射任务的关键,这项技术让它成为全球最有竞争力的私营太空企业。
不只是火箭回收的概念,长征9号箭体结构也从最初的2、3级发动机粗细不同变更为相同直径的直筒外型,外型上更像星舰,因此有些人直呼这根本是「中国版星舰」。若按网路上龙乐豪院士简报档提供的参数,新版长征9号直径是10.6米、高度是114米,从体积上看是比马斯克的星舰直径9米、高度119米更粗。长征9号发射总重量为4122吨,近地轨道运载能力在100~160吨之间,远地轨或星际转移轨道的运载能力在35~53吨之间,现在既然已公开展示模型,很有可能已是成熟且确定的方案。
长征9号将是中国设计和製造的最大型的火箭,不少人认为它可能会是像美国土星5号一样成为中国首具载人登月火箭。但另有消息称,中国主力登月火箭是正在研製的新一代CZ-5DY载人火箭,至于长征9号,由于其运载量大,将以月球基地运输与近地轨道大型航天器发射任务为主,或者延续至未来的火星探测任务。无论如何,长征9号将是中国在未来十几年内与美国争夺太空探测领导权的重要工具,对中国太空事业具有时代性的意义。
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