1月23日12時03分,力箭一號遙三商業(yè)運載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,將搭載的5顆衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道。這次飛行試驗任務(wù)是力箭一號運載火箭的第3次飛行。
力箭系列運載火箭是中科宇航公司研發(fā)的核心產(chǎn)品。近年來,隨著我國商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,衛(wèi)星發(fā)射需求與日俱增。面對新機遇、新挑戰(zhàn),中科宇航公司創(chuàng)新推出一箭多星發(fā)射模式,在節(jié)省成本的同時,極大地提升了研制效率、發(fā)射效率,滿足了高密度發(fā)射的市場需求。
“通過持續(xù)創(chuàng)新,我們希望衛(wèi)星發(fā)射保持固定的發(fā)射頻率并最大限度搭載更多衛(wèi)星。”中科宇航副總裁李新宇說,中科宇航堅持自主研發(fā)技術(shù)路線,形成批量化生產(chǎn)能力,不斷開拓商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)鏈,一步步把逐夢蒼穹的夢想變成現(xiàn)實。
緊盯需求創(chuàng)新
乘坐航天器進入離地100公里的軌道,換個視角一窺浩瀚宇宙的面貌,體驗航天員起飛超重、降落失重的感覺……不遠的將來,人們將可以如此體驗太空旅游。這一項目的實施者正是中科宇航。
“該體驗項目預(yù)計用時10分鐘,完成一次天地往返的旅游,其中太空滯留時間約100秒。”李新宇告訴記者,實現(xiàn)太空旅游的關(guān)鍵是可變推力、可重復(fù)使用的液體發(fā)動機,其可靠性必須達到載人航天的標準。
探索浩瀚宇宙,發(fā)展航天事業(yè),是中科宇航不懈追求的航天夢。2018年12月,公司成立。2022年7月,首型火箭力箭一號成功發(fā)射,具備運載能力大、入軌精度高、設(shè)計可靠性高、響應(yīng)速度快、發(fā)射效率高等特點。
如今,力箭一號已連續(xù)3次成功發(fā)射,將37顆衛(wèi)星共3.5噸載荷精準送入預(yù)定軌道。其中,力箭一號遙二運載火箭成功發(fā)射一箭26星,打破了當時我國一箭多星發(fā)射紀錄。
面向大規(guī)模星座組網(wǎng)建設(shè)、響應(yīng)低成本貨物運輸需求,中科宇航正在研制中型液體運載火箭力箭二號,具備太陽同步軌道、近地軌道、轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射能力。目前,力箭二號已進入工程研制階段的大型地面試驗驗證期,將于2025年執(zhí)行首飛任務(wù)。
在液體發(fā)動機技術(shù)日漸成熟的基礎(chǔ)上,中科宇航開始研制太空旅游飛行器,這是一款可重復(fù)使用通用化亞軌道往返運輸平臺,具備實施載人飛行和空間科學試驗的能力。“按計劃,我們會在2030年實現(xiàn)成熟的、天地往返的亞軌道太空旅游。”李新宇說。
今年1月份發(fā)布的《北京市加快商業(yè)航天創(chuàng)新發(fā)展行動方案(2024—2028年)》提出,探索航班化發(fā)射服務(wù)模式。隨著衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)步伐加快,中科宇航積極推進商業(yè)運載火箭航班化發(fā)射,今年力箭一號計劃實施5次發(fā)射任務(wù)。“所謂航班化,就是像航班一樣實現(xiàn)定時發(fā)射,用一箭多星滿足批量發(fā)射衛(wèi)星、盡快組網(wǎng)的需求。”李新宇告訴記者,中科宇航正在發(fā)射場籌備建設(shè)專有技術(shù)廠房,具備10發(fā)火箭的存儲能力以及每年發(fā)射30次的能力。
技術(shù)先行一步
在中科宇航試驗中心,研制人員正在進行力箭一號遙五運載火箭電氣系統(tǒng)的綜合匹配試驗。火箭發(fā)射是一個系統(tǒng)性工程,任何一個環(huán)節(jié)錯漏都可能導(dǎo)致失敗。火箭發(fā)射前,研制人員需要對全套軟硬件,按照箭上飛行狀態(tài)進行匹配性、正確性測試。
這個占地面積近萬平方米的試驗中心,整體挑高達到12米以上,安置著半實物仿真試驗平臺、航電綜合試驗平臺以及運載火箭綜合試驗平臺,覆蓋了運載火箭研制的各項試驗需求,具備中型運載火箭總裝、測試能力。這些試驗平臺為運載火箭研制快速迭代提供了可靠支撐。
技術(shù)研發(fā)是一個循序漸進的過程。在試驗中心,每發(fā)火箭大約用兩周時間完成電氣系統(tǒng)綜合匹配試驗。之后,研制人員要進行發(fā)火試驗、電磁兼容試驗,保證火箭發(fā)射過程中逐級正確分離,在電磁干擾下能夠正常工作。最后,研制人員還要遙測地面站開機,模擬真實的發(fā)射過程。
“一箭多星技術(shù)日益成熟,實現(xiàn)航班化發(fā)射的關(guān)鍵在于分離。火箭飛行中要進行多次分離,級數(shù)越多,對可靠性要求就越高。”李新宇告訴記者,對研制人員來說,分離要突破幾個難點:一是火工品要可靠工作,按計劃和時序完成星箭分離;二是滿足多顆衛(wèi)星按不同時序?qū)崿F(xiàn)分離遠近場的安全性可靠性要求;三是星箭分離時,將對衛(wèi)星的影響降至最小,使其在分離后安全準確可靠地進入預(yù)定軌道。
火箭最重要的零部件非發(fā)動機莫屬。作為這種運載工具的“心臟”,可重復(fù)使用液體發(fā)動機對火箭技術(shù)飛躍、成本降低都具有非常重要的意義。“為集中攻關(guān)可重復(fù)使用液體發(fā)動機,北京正在搭建可重復(fù)使用技術(shù)中心。我們作為牽頭企業(yè)之一,組織技術(shù)中心實體化運行。”李新宇說,“通過強強聯(lián)合,中大型可重復(fù)使用火箭有望于2027年取得突破。”
“硬”技術(shù)離不開“軟”實力支撐。中科宇航近400名員工中,碩士及以上學歷占60%以上,核心團隊擁有平均10年運載火箭研制經(jīng)驗,專注突破可重復(fù)使用關(guān)鍵技術(shù)。
加強探索實踐
立足于持續(xù)拓展商業(yè)航天應(yīng)用場景,中科宇航的業(yè)務(wù)范圍逐漸覆蓋系列化運載火箭研發(fā)、定制化宇航發(fā)射、亞軌道太空旅游等。李新宇說,近年來,我國商業(yè)航天不斷發(fā)力,民營商業(yè)運載火箭研制步入“快車道”。中科宇航依托中國科學院和空天飛行科技中心的科研力量及資源優(yōu)勢,進行有益探索,構(gòu)建商業(yè)航天生態(tài)鏈。
當前,國內(nèi)商業(yè)航天市場競爭激烈,降本增效的需求日益迫切。面對快速增長的發(fā)射訂單,中科宇航持續(xù)提升運載火箭工藝水平、生產(chǎn)能力、發(fā)射服務(wù)能力。公司大力開展技術(shù)改進,比如,把衛(wèi)星支架由鋁材料改為復(fù)合材料,在滿足強度要求的前提下,減重約30%,提高運載能力約50公斤。同時,通過批次訂貨多次付款、進一步降低采購價格等方式,公司從管理、供應(yīng)鏈等方面降本增效,生產(chǎn)能力明顯提升。未來,火箭在發(fā)射場30天的工作周期有望進一步縮短。
從力箭一號首飛實現(xiàn)“零的突破”,到具備年產(chǎn)30發(fā)次的運載火箭總裝測試能力,中科宇航“形成高密度、航班化發(fā)射”的目標基本實現(xiàn)。在公司的任務(wù)清單中,還有更多值得期待的內(nèi)容——力箭二號總指揮楊浩亮介紹,公司在研的力箭二號液體運載火箭預(yù)計于2025年首飛,2027年完成火箭一級和助推器回收;公司還計劃開展亞軌道載人旅行業(yè)務(wù)。(記者 楊學聰)
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