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中国商业火箭“大跃进” 势在“超美”步步紧逼
www.creaders.net | 2019-11-24 23:33:54  多维 | 0条评论 | 查看/发表评论
  

近日,美国太空探索技术公司(SpaceX)下一代火箭Starship测试版本在得克萨斯州进行地面测试时发生爆裂而失败。据悉,该公司正致力于利用这艘飞船把货物和人员运送到月球和火星等深空目的地。

而在太平洋彼岸中国那一边,却是另一番光景。中国航天科工航天三江集团研制的快舟一号甲固体火箭在11月13日和17日完成两次发射。其5天两射的频率,以及累计5次商业发射零失败的纪录,被视为中国火箭商业化的可观开端。

火箭是太空探索的一项关键支撑。而中美两国在火箭发展方面,逐渐呈现出并驾齐驱、各有千秋的场面。显然,中美两国航天火箭事业都在商业化,而商业化也正是中国航天火箭目前的一个重要特征。除此之外,火箭的重复使用乃至形成常态化的天地往返运输工具,则是另一个引人畅想的前景。

中国火箭商业化“大跃进”

在近现代太空探索进程里,中国是一位后来者。从西欧,到美苏,再到美国一骑绝尘,但中国奋起直追也已有半个多世纪的历程,而且已然成长到能够与美国相比也不遑多让的另一个“航天大国”。各类齐全、成本低廉、成功率高的火箭技术,是中国航天高歌猛进的一个关键驱动。

双曲线一号遥一运载火箭是首个成功入轨的民造商业火箭。(微博@新华视点)



星际荣耀是中国5家从事商业运载火箭研制发射的企业之一。(微博@新华视点)



即使是民营火箭也需在国营发射厂发射。(微博@新华视点)



中国航天已有半个多世纪的历程。(VCG)



美国航天仍然走在中国前边。(VCG)

长征系列是中国官方主打运载火箭,承担了中国绝大多数的运载任务。目前共有长征一号、长征二号、长征三号、长征四号、长征五号、长征六号、长征七号和长征十一号8个系列,退役、现役和在研型号共有21个,其中可用于近地轨道发射的有16种,可用于中高轨道发射的有8种,其发射能力分别是:近地轨道25吨,太阳同步轨道15吨,地球同步转移轨道14吨,基本覆盖了各种地球轨道的不同航天器的发射需要。

根据《2016中国的航天》白皮书介绍,2011年至2016年11月,长征系列运载火箭共完成86次发射任务,将100多个航天器成功送入预定轨道,发射成功率达到97.67%.

随着信息电子技术的发展,卫星体积不断减小,制作成本不断降低,商业卫星的需求大幅增加。预计未来10年,仅中国就将发射微纳卫星1,382颗,2028年微纳卫星产业总规模将超过2,000亿元。

进入21世纪第2个10年,私人宇宙开发商如SpaceX于美国兴起,中国火箭事业紧随其后走向商业化。其标志性事件集中发生在2016年,当年武汉国家航天产业基地亦获国务院批复,中国航天科技集团旗下中国长征火箭有限公司、中国航天科工集团公司旗下航天科工火箭技术有限公司、北京星际荣耀空间科技有限公司成立。再加上2015年成立的零壹空间、北京蓝箭空间科技有限公司,从而形成中国火箭商业化研制和发射领域“五企竞技”的局面。

中国长征火箭公司拥有民间背景,该公司的成立让中国主打火箭长征系列正式走向企业化,其目标之一是实现资产证券化,预计2020年在主板上市。长征十一号运载火箭被认为将成为未来中国商业航天发射的主力军之一。据翻,相较于以往政府营运,平均发射服务成本可望降低超30%、最短履约周期压缩近八成。

11月下旬5天之内两射的快舟一号甲火箭即是航天科工火箭技术有限公司所研发。这已是该型号火箭累计第5次商业发射,保持100%的成功率。在8月17日,由中国长征火箭有限公司研制的捷龙一号在酒泉卫星发射中心完成“一箭三星”。稍早前的7月25日,由北京星际荣耀空间科技有限公司研制的双曲线一号遥一运载火箭也在酒泉发射成功。

值得一提的是,5家火箭研制发射商业企业里,北京星际荣耀空间科技是一家中国民营太空火箭公司。其在2019年7月发射的入轨卫星也实现了中国民营运载火箭的突破。

从2016年的竞相试水,到2019年的竞相射箭,中国火箭商业化在短短3年时间里便取得“大跃进”般的巨大进展,背后自然有中国航天半个多世纪的技术和人才积累。如星际荣耀的创始团队成员大多来自中国国营的航天科技集团。更值得关注的是,在投身商业化之后,又会如何激活中国航天火箭发展的潜力?

星际荣耀副总裁霍甲认为,星际荣耀和SpaceX主要的差距,不是技术而是整个商业氛围。由技术转向商业,这才是最关键的。不过他也表示,赶上并超过SpaceX只是时间问题,“这个行业未来不可能是只有一个SpaceX的,也许有一天突然你回头发现我们已经超过SpaceX了。”

天地往返运输常态化

据霍甲透露,目前他们已在研制更新、更先进的火箭——双曲线二号,计划于2021年执行首次入轨发射服务,或将填补中国可重复使用液体运载火箭的空白。

可重复使用,正是人类火箭技术发展的一个方向。如果能够实现这一点,一是可以大幅降低成本,二是有望实现天地运输的常态化。由此创造出的航天需求,以及天地双向的联结,或将引发太空探索新一轮质变。

霍甲还称,双曲线二号一子级可重复使用多次,能为火箭节省70%以上的制造成本。实现低成本的一个重要途径就是使用液体燃料。据专家介绍液体燃料成本最低可低到固体燃料成本的百分之一,在长航程航天中,液体燃料的优势不言而喻。

除此之外,火箭回收则另一个重要的课题,不仅能降低材料制造成本,而且是实现太空对地联通的关键一环。SpaceX蚱蜢项目自2011年末开始的一系列垂直回收火箭试验,皆是在探索和改进这项技术,直至2016年4月8日猎鹰9FT火箭第一级隐隐降落到海上无人回收平台。由此,美国成为全球唯一实现火箭重复使用的国家。

从这一时间差也可窥见中美火箭技术的差距。而美国在2016年的成功,或许正是当年中国航天大举商业化的原因之一。

据长三甲系列运载火箭副总设计师李聃透露,目前火箭次级的回收、可重复利用技术已经受到广泛的关注,中国也在可重复利用航天器上面花费了很大的力量进行研究,除了像猎鹰次级/助推级垂直降落技术以外,中国还在搞伞降回收技术。言下之意就是中国现在正展开两条腿快跑模式,几种可重复使用技术都有研究,未来中国的火箭将可以达到所有芯级以及助推级均可重复使用的阶段。

太空探索是一个需要想象和热情的事业,处于人类认识和社会发展的前沿,是一个国家综合国力驱动和知识智慧汇聚激荡之地。

以火箭技术为支撑的航天活动,未必不会成为像“互联网+”那般的存在样态,构成太空旅游、科研、采矿、生产,乃至居住生活的新模式。这种场景的实现或许还需要几十年才会出现,但是鉴于互联网也不过是近半个世纪里的“新事物”,火箭技术与航天活动也有可能成为人类技术进步的新的爆发点。对于这方面的技术进步,确实不宜基于当下的现实限制自己的想象。

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