中国马斯克进驻国家发射场幕后:不仅仅是一次发射

来源:新浪科技 2018-09-08 11:34:00

(SQX-1Z 升空画面 陈肖/摄)

“一方面,这说明民营火箭进入国家发射场这条路是走得通的,而且是便捷的;另一方面,这更代表了国家对民营商业航天的许可态度。”

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本文为寻找中国创客原创

记者 / 蔡浩爽

编辑 / 赵力

酒泉卫星发射中心新竖起的这座一人多高的发射台注定被历史铭记。

2018年9月5日13时整,民营航天公司星际荣耀自主研发的“双曲线1Z”(以下简称“SQX-1Z”)固体亚轨道探空火箭在这座发射台上成功发射。这是民营火箭首次在国家发射场升空,其信号意义不言而喻。

口子自此打开。两天后,9月7日中午12时10分03秒,又一枚民营固体亚轨道火箭——北京零壹空间科技有限公司(以下简称“零壹空间”)研发的OS-X1暨“重庆两江之星”号——在同一发射场点火发射;北京蓝箭空间科技有限公司(以下简称“蓝箭航天”)也对外公布,其将于今年10月在酒泉发射其第一枚入轨固体运载火箭“朱雀一号”。另据可靠消息,相关部门正研究在酒泉卫星发射中心建设一个商用发射基地。

(SQX-1Z 发射台 陈肖/摄)

2018年被称为中国商业航天元年。随着军民融合发展上升为国家战略,在政策红利、资本红利、技术红利的多重刺激下,一批像星际荣耀、蓝箭航天、零壹空间一样的创业公司把目光投向太空。如果说此前市场还对来自政策层面的态度有所迟疑,这两次位于国家发射场的发射无疑给资方和创业者吃了一颗定心丸。

48年前,中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”在酒泉卫星发射中心升空,彼时这里的名称还是“东风航天城”。近半个世纪后,这片戈壁再次见证中国航天新的里程碑。民营火箭走通了从设计、组织生产、后期发射服务及发射资源协调全流程,火箭终于成为一门讲得通的生意。

小步快跑,快速迭代

两天前在酒泉卫星发射基地升空的SQX-1Z,是星际荣耀发射的第二枚验证型号固体亚轨道探空火箭。今年4月5日,星际荣耀还在海南发射过一枚飞行高度为108公里的探空火箭SQX-1S。

SQX-1Z 长9.5米,直径1米,最高飞行高度175千米,最大飞行速度1600米/秒,飞行时长超过450秒。

星际荣耀负责人毛洪涛(化名)介绍,与5个月前发射的 SQX-1S 相比,SQX-1Z增加了电气系统、控制系统,完成了包括火箭组合导航、制导和控制方案验证。其中控制系统增加的栅格舵(就像鸟的翅膀一样,可以控制火箭的翻转、俯仰、偏航等动作)除了在火箭上升阶段控制箭体姿态外,在下降过程中也对落点进行了调节。“这就为未来可回收液体运载火箭的精确返回提供了一些先期的技术验证。”

此外,SQX-1Z 本次还搭载了一颗来自北京零重空间技术有限公司的立方星及两颗来自成都国星宇航科技有限公司的立方星,验证了星箭分离、整流罩分离等关键动作。“上一发(SQX-1S)相比,SQX-1Z集成化程度更高,技术含量也更高。”毛洪涛说。

(星箭分离 来源:零重空间)

尽管如此,与高达70米的 Space X 重型猎鹰火箭相比,高9.5米的SQX-1Z 就像是“小朋友”。这是因为,包括 SQX-1Z 在内成功发射的四枚民营火箭(星际荣耀的SQX-1Z、SQX-1S以及零壹空间的OS-X1、OS-X0)都还只是不能入轨的单体亚轨道火箭。

所谓亚轨道,是指距地面20到100公里的空域,超过这个高度就被认为是轨道飞行,而国际空间站的运行轨道在400公里左右。在亚轨道飞行时仍会受到地球引力的牵引,但在一定时间内(高于卡门线,即大气层与太空的界限,失去空气阻力时)可以体验到失重的感觉。

据介绍,亚轨道飞行与轨道飞行的最大区别在于,亚轨道不能环绕地球一周。从速度上来说,也就是发射初速度达不到环绕地球所必须的第一宇宙速度。因而亚轨道火箭不足以将卫星送入近地轨道。

(零壹空间 OS-X1型号火箭 零壹空间供图)

星际荣耀方面也明确表示,SQX-1S、SQX-1Z 是其研发的验证型号火箭,主要目的是为后续双曲线一号运载火箭的研制、发射及未来可回收液体运载火箭进行技术验证——星际荣耀成立初期就确定了这一快速迭代、小步快跑的研发路径。“航天项目的研发周期可以长达五年甚至十年,在此期间,电子元器件、新材料、新工艺等更新非常快。我们借鉴互联网行业小步快跑的模式,加快产品更新迭代。”

国际问题时事评论员、军事专家董健曾对记者表示,发射亚轨道火箭,是军民融合的不错开端。同时,董健介绍,亚轨道意味着不用达到第一宇宙速度,“不用打造得那么结实”,成本相对较低。用亚轨道火箭进行技术验证,也不会对初创公司的现金流造成太大压力。

开放国家发射场的意义有多大?

从酒泉卫星发射中心入口到 SQX-1Z 的发射工位,乘大巴需要40多分钟。在这里,星际荣耀近40名工作人员用了5天时间完成了从公路运输到总装总测到最后完成发射的全过程。

“这次发射对于星际荣耀来说挑战性并不大,但对于中国民营航天事业来说,具有显著的积极意义。”毛洪涛说。

这不仅是一次简单的亚轨道火箭发射,更是民营火箭进入国家发射场的首发。“一方面,这说明民营火箭进入国家发射场这条路是走得通的,而且是便捷的;另一方面,这更代表了国家对民营商业航天的许可态度。”

在此之前,民营商业公司想要发射火箭,只能以科研名义动用资源寻找场地。如星际荣耀在中科院位于海南的发射场完成了 SQX-1S 的发射任务,零壹空间在西北某靶场发射了 OS-X0。

除了信号意义外,国家发射场的开放也为资金并不那么宽裕的民营公司省下了新建发射场的巨额成本。

(东方红一号发射塔架 陈肖/摄)

毛洪涛介绍,火箭发射是一个庞大的系统工程,火箭本身只是其中一个部分,发射全流程中还涉及到装发、测试、转运、测控、保障等环节。“比如以这次亚轨道火箭发射为例,发射后的落点在哪?会不会砸到民房?立方星载荷怎么搜索、回收?”毛洪涛告诉记者,“这次发射,国家相关机关和发射场区领导在组织实施、指导、保障等环节给与了全面支持。”

效率和成本是创业公司的两大命门。国家发射场有成熟的厂房、转运轨道等基础设施,在发射准备、安装、测控、后勤保障等方面也有丰富的系统性经验,为民营公司节省了新建发射场的时间和成本。

火箭生意的核心逻辑

重型猎鹰火箭的发射,让国人逐渐了解了马斯克移民火星的太空梦。那么,中国民营航天的商业故事又该怎么讲?

作为当下进入太空的唯一运载工具,火箭生意的核心商业模式是提供运载服务,微小卫星则是现阶段的主要载荷。

通俗地解释,当火箭能够搭载着一个个微小卫星入轨后,便可形成微小卫星组网,实现通讯联网、天气预测、航空WIFI等方面的价值。

据零壹空间CEO舒畅介绍,全球主网计划卫星有5000颗,中国大约有1000颗。“我觉得中国会有一个千亿级的发射市场。”

研发运载火箭、把微小卫星运入近地轨道,是包括蓝箭航天、星际荣耀、零壹在内的民营公司的共同目标。

对于火箭发射服务而言,低成本、高可靠性是形成商业壁垒的核心。

此前,行业内曾有关于固体发动机VS液体发动机的技术路线之争,根本原因就在于发射成本。毛洪涛介绍,液氧甲烷动力系统具备良好的可重复使用性,可以做到燃料的多次填充、发动机的多次点火,且燃料具有一定的价格优势。“从商业角度来讲,液体发动机相对于固体更容易走重复使用道路,这也意味着它在成本和价格上更具优势。”

在可靠性方面,液体火箭发动机具有安全可靠、比冲性能高、启动工作平稳、易于批量生产等优点。

目前,第一梯队的民营火箭公司基本认同“固体起步、液体巩固”的技术路线。星际荣耀和蓝箭航天已完成10吨级推力液氧/甲烷发动机燃气发生器点火试验,百吨级液氧/甲烷发动机也在研制中;零壹空间也于今年3月宣布“拨液反固”,称液体发动机是航天产业“皇冠上的明珠”。

(蓝箭航天10吨级液体发动机试车)

目前,中国尚未有入轨民营运载火箭发射。8月20日,蓝箭航天宣布,其自主研发的“朱雀一号”运载火箭已总装完毕,预计于今年10月份发射。一旦成功,“朱雀一号”将成为中国民营航天史上第一枚入轨的运载火箭。

“作为初期的公司,在包装出性感的故事之前,首先还是要具备入轨的能力。”毛洪涛说。对于火箭而言,进入轨道之后才有把卫星、货物、人送入轨道的运载能力可言,有了运载能力,火箭才能真正产生商业价值。

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