一箭多星、入轨首射,中国民用航空距离SpaceX还有多远?
一箭多星、入軌首射,中國民用航空距離 SpaceX 還有多遠(yuǎn)?
北京時間 2019 年 7 月 25 日 13 時 00 分,中國民營火箭企業(yè)「星際榮耀」運(yùn)載火箭雙曲線一號(SQX-1 Y1)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功點(diǎn)火升空,按飛行時序?qū)⒍囝w衛(wèi)星及有效載荷精確送入預(yù)定 300 公里圓軌道。
星際榮耀官方表示,此次發(fā)射創(chuàng)造了中國商業(yè)航天的「三個首次」。即首次成功發(fā)射并高精度入軌;首次一箭多星發(fā)射入軌;首次實(shí)現(xiàn)太空廣告和視頻回傳。
事實(shí)上,每個行業(yè)都需要標(biāo)志性事件引發(fā)關(guān)注并帶來實(shí)質(zhì)性影響,商業(yè)航天領(lǐng)域亦是如此。北京理工大學(xué)宇航學(xué)院特聘教授張曉敏認(rèn)為,此次入軌發(fā)射的重要意義在于,我國民營商業(yè)航天運(yùn)載火箭真正具備了運(yùn)送載荷到太空的能力。
在此之前,民營火箭企業(yè)接連遭遇了兩次發(fā)射失利。第一次是在 2018 年 10 月,藍(lán)箭航天「朱雀一號」運(yùn)載火箭在發(fā)射升空后的 402 秒,三級出現(xiàn)異常,搭載的商業(yè)衛(wèi)星「未來號」未能按照預(yù)定計(jì)劃入軌。第二次發(fā)生于今年 3 月,零壹空間發(fā)射的 OS-M 運(yùn)載火箭,在一二級分離后,火箭姿態(tài)失穩(wěn),發(fā)射任務(wù)遺憾告終。
火箭發(fā)射失敗的案例并不罕見,但只要有一次發(fā)射失敗,就會對公司運(yùn)營帶來慘重?fù)p失。2015 年 6 月,獵鷹 9 號運(yùn)載火箭發(fā)生爆炸,讓 SpaceX 運(yùn)營虧損嚴(yán)重。
盡管火箭各項(xiàng)技術(shù)發(fā)展至今,發(fā)射成功的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于失敗的概率,但失敗的不只是一枚火箭這么簡單,其搭載的衛(wèi)星和空間載荷也全部損毀。更重要的是,一次失敗,便會讓客戶懷疑火箭的可靠性,從而取消掉后續(xù)計(jì)劃中,所有與之相關(guān)的發(fā)射訂單。
航空航天領(lǐng)域向來是以高難度、高風(fēng)險和高投入著稱。而種種因素又使得其受關(guān)注程度遠(yuǎn)高于其他行業(yè)。一旦發(fā)射失敗,勢必會讓市場信心受挫。尤其是商業(yè)航天,火箭失敗必然會影響投資人的熱情。有商業(yè)航天業(yè)內(nèi)人士曾斷言,在火箭入軌的時間節(jié)點(diǎn)上將淘汰一大批企業(yè)。
2019 年 7 月 25 日,甘肅酒泉,北京星際榮耀空間科技有限公司的雙曲線一號遙一(SQX-1 Y1) 長安歐尚號運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,實(shí)現(xiàn)了中國民營運(yùn)載火箭成功入軌零的突破。視覺中國
而星際榮耀運(yùn)載火箭的發(fā)射成功,重新點(diǎn)燃了民眾和投資人們中國商業(yè)航天的信心。2018 年 4 月 5 日,星際榮耀成功發(fā)射了「雙曲線一號」運(yùn)載火箭。雖是亞軌道的試驗(yàn)型火箭,沒有搭載載荷,但這次發(fā)射驗(yàn)證了諸多關(guān)鍵性技術(shù)。
據(jù)了解,最新發(fā)射的雙曲線一號運(yùn)載火箭是迄今中國民營航天起飛規(guī)模最大、運(yùn)載能力最強(qiáng)的運(yùn)載火箭:三固一液的四級串聯(lián)構(gòu)型,總長 20.8m,起飛總質(zhì)量 31 噸,500 千米 SSO 運(yùn)載能力為 260kg。
似乎,星際榮耀的加速度讓其運(yùn)載火箭離 SpaceX 越來越逼近了。
即便如此,大家中國商業(yè)航天的新期待,不應(yīng)局限于「中國版的 SpaceX」。實(shí)際上,星際榮耀并不愿為公司貼上這一標(biāo)簽。星際榮耀副總裁霍甲曾表示,公司和 SpaceX 最主要的差距,「不是技術(shù)而是商業(yè)氛圍,趕超他們只是時間的問題」。
不容忽視的一點(diǎn)是,SpaceX 早期經(jīng)歷的困難遠(yuǎn)超想象。在 2008 年之前,原本為數(shù)不多的幾次火箭發(fā)射,無一例外的全部宣告失敗,以至于 SpaceX 長期游離于生死存亡線,瀕臨破產(chǎn)。好在 NASA 雪中送炭般的 2.8 億美元融資到賬,用于 Merlin 發(fā)動機(jī)的升級和獵鷹 9 號的研發(fā)。
2015 年 6 月 28 日,美國卡納維拉爾,SpaceX 的獵鷹九號火箭搭載著龍飛船,向國際空間站運(yùn)送物質(zhì)并再次嘗試一級火箭回收,但火箭發(fā)射后不久便凌空爆炸。視覺中國
除了民間資本,SpaceX 能有今天的成就,與 NASA 密不可分。過去十余年,NASA 直接或間接提供給 Space X 的,既有航天人才,還有技術(shù)轉(zhuǎn)讓,當(dāng)然還少不了鈔票。
而中國民營商業(yè)航天的融資實(shí)力也并不欠缺。包括經(jīng)緯、華創(chuàng)、高榕、晨興、IDG、順為、源碼、險峰、明勢、復(fù)興、賽富等在內(nèi)的知名基金均在此賽道上有所布局。而創(chuàng)立于 2016 年 10 月的星際榮耀融資金額已超 7 億,系民用商業(yè)航天領(lǐng)域累計(jì)融資額最高的公司。
對比美國,馬斯克涉足商業(yè)航天是在 2002 年。和 SpaceX 同期誕生的,還有貝佐斯在 2000 年創(chuàng)立的藍(lán)色起源等企業(yè)。即使是 Oneweb 這樣的新興企業(yè),也早于中國民營商業(yè)航天企業(yè) 3 年成立。
此外在政策因素,美國《商業(yè)太空發(fā)射法案》早在 1984 年通過了國會審議。1990 年的《發(fā)射服務(wù)購買法案》、1994 年的《商業(yè)遙感法案》和 1998 年的《商業(yè)空間法》推出后,資本的助推促成了美國各類商業(yè)航天的創(chuàng)業(yè)機(jī)會。而中國商業(yè)航天得到扶持和發(fā)展,主要得益于 2015 年軍民融合政策的出臺實(shí)施。
綜上,中美商業(yè)航天的競賽,起跑點(diǎn)相隔 10 余年毫不為過。相比人類現(xiàn)役運(yùn)載能力最強(qiáng)的火箭——SpaceX 獵鷹重型運(yùn)載火箭,全高 70.01 米,芯級直徑 3.66 米,起飛質(zhì)量為 1420.788 噸,起飛推力相當(dāng)于 18 架波音 747 客機(jī)推力之總和,近地軌道運(yùn)載能力為 63.8 噸,中國民營火箭企業(yè)的運(yùn)載火箭任重道遠(yuǎn)。
可喜的是,作為太空的運(yùn)輸工具,行業(yè)參與者共同期盼的運(yùn)力更大、成本更低的中國民營運(yùn)載火箭正在醞釀之中。
無論是史上最強(qiáng)運(yùn)載力,還是垂直降落回收,抑或是星箭一體化設(shè)計(jì)的 Starlink,以及龍飛船載人計(jì)劃。中國民營火箭企業(yè)的各項(xiàng)步驟和計(jì)劃,大多與 SpaceX 殊途同歸。
星際榮耀公布了未來 4 年的計(jì)劃。首先是讓可回收火箭成為中國商業(yè)運(yùn)載火箭的標(biāo)配。其預(yù)計(jì)在 2021 年進(jìn)行首飛可重復(fù)使用的液體運(yùn)載火箭——雙曲線二號,發(fā)動機(jī)采用的是自研 15 噸級液氧/甲烷變推力火箭發(fā)動機(jī)——焦點(diǎn)一號,目前已經(jīng)完成了整機(jī) 200 秒長程試車。
然后,在 2023 年首飛的雙曲線三號液體運(yùn)載火箭,采用的是 100 噸級液氧/甲烷變推力火箭發(fā)動機(jī)——焦點(diǎn)二號。由此,星際榮耀將完成由固到液、由小到大的運(yùn)載火箭型譜的構(gòu)建。
而星際榮耀開啟商業(yè)化運(yùn)營的腳步正在臨近。目前,其已經(jīng)掌握了運(yùn)載火箭總體及系統(tǒng)集成、固體及姿軌控動力、電氣綜合、導(dǎo)航制導(dǎo)與控制、測試發(fā)射、總裝總測及核心單機(jī)等軟硬件核心技術(shù),具備了運(yùn)載火箭系統(tǒng)工程全流程、全要素的研發(fā)與發(fā)射服務(wù)能力,商業(yè)閉環(huán)的雛形基本形成。
若發(fā)展順利,中國商業(yè)航天一定是正向加速的。根據(jù)星際榮耀的計(jì)劃,預(yù)計(jì)到 2020 年年底,星際榮耀將完成雙曲線一號遙二至遙六運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù),形成小型固體運(yùn)載火箭的規(guī)模發(fā)射。但在商業(yè)航天這條投入周期長、風(fēng)險高、重資產(chǎn)的硬科技賽道中,這家備受期待的明日之星能否成為中國商業(yè)航天的代表,與 SpaceX 一決高下,還有段相對漫長的路途要走。
題圖:視覺中國
責(zé)任編輯:臥蟲
總結(jié)
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