商业探索宇宙新篇章
2024-06-28王晓予
王晓予
这枚火箭由国内民营火箭公司“东方空间”自主研制,是国内首个运载能力达到4.2吨级/500千米SSO的民商火箭。它的出现,将国内现有最大固体运载火箭能力提升3倍,为我国商业航天市场应用提供了更强的助推力。
值得一提的是,引力一号遥一商业运载火箭采用国内创新的全固体捆绑设计,用小型火箭的身高实现了中型火箭的运载能力。这种设计使其成为国内首个捆绑式构型的民商火箭,具备海上发射的能力,满足了中低轨卫星星座组网发射的多样化需求。引力一号刷新了迄今全球运力最大固体运载火箭、迄今国内运力最大民商火箭等亮眼纪录。其运载能力处于目前中低轨卫星星座组网发射运力需求主流区间,不仅可以支持百公斤级卫星的“一箭30星”,实现“一箭一轨”或“一箭半轨”发射,助力星座组网工作的高效推进,还可以发射3/4吨重量的小型货运飞船、超大型卫星等。
“引力一号作为一型中型捆绑运载火箭,在专业耦合程度、大型壳段生产,乃至日常使用流程及保障方面,都与小型火箭差异巨大。引力一号追求创新性和可靠性的统一,集中体现为系统创新、单元可靠:通过2.65米级固体发动机模块化、组合化捆绑设计,实现运载能力的跨越;优化飞行时序,解决固体助推器不同步导致的分离难题,有效保证助推分离过程及控制的可靠性;通过构型优化,大幅降低‘三垂发射模式保障要求,提高地面使用过程的效率、可靠性和安全性。”东方空间联席CEO、引力一号总设计师兼总指挥布向伟介绍。
引力一号的成功发射并非一帆风顺,它面临了无数的困难和挑战,也包含了无数人的心血。东方空间引力一号研制团队约100人,自2021年3月立项以来高效开展研制工作,攻克了海陆通用中型运载火箭总体设计及试验技术、捆绑固体运载火箭多学科耦合优化设计技术、批量化—低成本—大承载中大型火箭结构及装置设计及制造技术、中型运载火箭多模快速响应发射技术4大关键技术群、17项关键技术,开展了23项大型地面试验、489项单项试验、1452次试验迭代。
“商业航天现在已经从技术验证阶段逐步转入商业验证阶段。降低火箭发射成本是一个系统工程,需要在研制设计、火箭生产制造、流线转运、基础设施等方面进行全方位的考虑优化。”东方空间副总裁彭昊旻介绍,“引力一号作为6.5吨运力的中型运载火箭,实现了运力的规模效益,单位发射成本相比小型火箭降低50%以上。”
除了“一站式”发射体系建设大幅缩短了引力一号发射准备流程、降低过程成本之外,引力一号自设计之初便充分考虑成本因素。箭体结构设计通过适宜快速批量化制造的设计,芯级和助推直径均为2.65米,柱段结构通过集中备料、模块化设计、标准化设计、设计源头简化制造工艺等方式大幅提升制造效率,降低了制造成本。
此外,引力一号创新采用了适应公路运输(传统是铁轨运输)的灵活机动的垂直转运模式,扩充了我国中型运载火箭海上机动发射能力,进一步丰富了我国火箭海上发射支持技术和能力。这也为后续更大体积和重量的液体运载火箭海上发射、海上回收提供了良好的借鉴和参考。
据了解,在三年高效研制出引力一号遥一商业运载火箭,进一步快速扩充我国进入空间能力的同时,东方空间正同步研发“引力二号”中大型可回收液体运载火箭,并计划用两年时间攻克可回收技术,进一步提升火箭运载能力至15~20吨,让发射成本降低至国际领先水平,助力航天产业蓬勃发展。
中国民营航天企业的快速发展和不断创新,正在为中国商业航天事业注入新的活力。随着更多优秀企业的涌现和技术的突破,中国商业航天将在未来的深空探索中发挥更加重要的作用。同时,我们也应该认识到,中国商业航天仍然面临许多挑战和机遇,需要不断努力和创新,以实现更大的突破和发展。