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專訪|力箭一號(hào)總師史曉寧:中國民商火箭已具備參與國際發(fā)射市場競爭能力
11月11日,中科宇航力箭一號(hào)遙五運(yùn)載火箭在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)發(fā)射,采用“一箭15星”的方式,將試驗(yàn)二十六號(hào)A、B、C星,吉林一號(hào)高分05B星、平臺(tái)02A03星,云遙一號(hào)31星-36星,西光壹號(hào)04星、05星,阿曼智能遙感衛(wèi)星一號(hào)、天雁24星共15顆衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
力箭一號(hào)是由中國科學(xué)院力學(xué)研究所抓總、中科宇航公司參與研制的固體火箭,起飛重量135噸,起飛推力200噸,總長30米,芯級(jí)直徑2.65米,500公里太陽同步軌道運(yùn)載能力1500公斤。此次任務(wù)是力箭一號(hào)運(yùn)載火箭的第五次飛行,也是中國商業(yè)航天企業(yè)首次向國際用戶提供發(fā)射服務(wù),率先開啟商業(yè)航天國際化發(fā)射新篇章。
此次發(fā)射有何特點(diǎn)?“一箭15星”有哪些難點(diǎn)。對此澎湃新聞(www.dbgt.com.cn)專訪了力箭一號(hào)總設(shè)計(jì)師、中科宇航副總裁史曉寧。

力箭一號(hào)遙五運(yùn)載火箭點(diǎn)火瞬間。圖片來源:中科宇航。
首次使用3.35米直徑整流罩
澎湃新聞:據(jù)了解,此次力箭一號(hào)遙五運(yùn)載火箭使用了3.35米直徑整流罩,是否代表該火箭可以搭載更大的衛(wèi)星?
史曉寧:力箭一號(hào)在設(shè)計(jì)初期就是以3.35米直徑整流罩作為基線,開展了大量的分析和驗(yàn)證工作,前四次發(fā)射為了提高運(yùn)載能力,減少飛行阻力、減輕整流罩重量,采用了2.65米直徑的整流罩。
本次“一箭15星”發(fā)射的衛(wèi)星包絡(luò)較大,對整流罩內(nèi)部空間提出了更高的要求,經(jīng)過布局和分析,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)決定本次任務(wù)采用3.35米直徑整流罩。遙五發(fā)射任務(wù)圓滿成功,標(biāo)志著力箭一號(hào)大直徑整流罩構(gòu)型在前期地面試驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過了飛行試驗(yàn)的考核,為后續(xù)發(fā)射任務(wù)提供了一種新的配置選擇,力箭一號(hào)將根據(jù)每次任務(wù)衛(wèi)星對于運(yùn)載能力和整流罩包絡(luò)需求,靈活配置整流罩構(gòu)型。
澎湃新聞:力箭一號(hào)此前也多次進(jìn)行了“一箭多星”發(fā)射,此次“一箭15星”在衛(wèi)星分離方面有什么特點(diǎn)或者亮點(diǎn)嗎?“一箭多星”發(fā)射任務(wù)這種發(fā)射方式有哪些難點(diǎn)?
史曉寧:本次任務(wù)設(shè)置5次分離,各次分離之間設(shè)計(jì)了不同的姿態(tài)調(diào)整策略,通過衛(wèi)星布局和調(diào)姿動(dòng)態(tài)調(diào)整各衛(wèi)星分離方向,保證了衛(wèi)星分離后不發(fā)生碰撞,在保證各個(gè)衛(wèi)星高精度進(jìn)入目標(biāo)軌道的同時(shí),確保了星箭分離的安全性和可靠性。
同時(shí),本次發(fā)射任務(wù)在前四次發(fā)射任務(wù)的基礎(chǔ)上增加了星箭分離控制組合,最多可提供超過60路分離時(shí)序發(fā)送和采集能力,并在衛(wèi)星支架上配置兩臺(tái)高清晰度攝像裝置,便于觀察全部衛(wèi)星的分離狀態(tài)。力箭一號(hào)通過本次“一箭15星”任務(wù)的成功發(fā)射,進(jìn)一步拓展和驗(yàn)證了多星發(fā)射和分離技術(shù),后續(xù)可提供單次超過50顆星的應(yīng)用發(fā)射能力。
澎湃新聞:作為國內(nèi)唯一連續(xù)發(fā)射噸級(jí)以上載荷的商業(yè)火箭,力箭一號(hào)在技術(shù)創(chuàng)新和運(yùn)載能力上有哪些獨(dú)特之處?這種能力對于滿足國內(nèi)外客戶多樣化的衛(wèi)星發(fā)射需求有何重要意義?
史曉寧:力箭一號(hào)通過面向單機(jī)總體集成優(yōu)化、綜合航天電子技術(shù)、固液融合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、低成本可復(fù)用發(fā)射支持系統(tǒng)等技術(shù)創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了500千米太陽同步軌道1.5噸的運(yùn)載能力設(shè)計(jì)指標(biāo),很好地匹配了商業(yè)微納衛(wèi)星的拼車發(fā)射市場,同時(shí)通過技術(shù)創(chuàng)新和管理模式創(chuàng)新將每公斤載荷發(fā)射成本降低至1萬美元以下。同時(shí)為了更好匹配靈活度較高的國際發(fā)射市場,力箭一號(hào)拓展了星箭接口去任務(wù)化設(shè)計(jì)、滾動(dòng)備份批量生產(chǎn)及備份發(fā)射、遠(yuǎn)程一鍵式無人值守發(fā)射等技術(shù)和使用模式的創(chuàng)新。通過前五次成功發(fā)射,上述創(chuàng)新已經(jīng)過了充分的驗(yàn)證,標(biāo)志力箭一號(hào)已正式進(jìn)入滿足多樣化衛(wèi)星發(fā)射需求的快速、靈活、高密度發(fā)射階段。
澎湃新聞:現(xiàn)在火箭發(fā)射密度不斷提高,力箭一號(hào)火箭應(yīng)對高密度發(fā)射方面有沒有相應(yīng)的措施?
史曉寧:力箭一號(hào)目前在東風(fēng)商業(yè)航天創(chuàng)新試驗(yàn)區(qū)建有專用發(fā)射工位,目前也在建專用技術(shù)廠房,可以提供三發(fā)次的存儲(chǔ)和備份能力,計(jì)劃2025年中旬投入使用。同時(shí),力箭一號(hào)星箭接口采用了去任務(wù)化設(shè)計(jì),基礎(chǔ)級(jí)可提前生產(chǎn)和測試,衛(wèi)星完成測試交付運(yùn)載后,7天內(nèi)可實(shí)施發(fā)射。
澎湃新聞:力箭一號(hào)今年還有發(fā)射任務(wù)嗎?可否簡單介紹一下?
史曉寧:力箭一號(hào)今年還計(jì)劃有1-2次發(fā)射任務(wù),預(yù)計(jì)將超過10顆衛(wèi)星送入目標(biāo)軌道,包括科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)衛(wèi)星、低成本氣象探測衛(wèi)星、新型SAR載荷遙感衛(wèi)星、高精度光學(xué)遙感衛(wèi)星等,同時(shí)將利用每次發(fā)射任務(wù)剩余運(yùn)載能力提供公益性的搭載驗(yàn)證服務(wù),從而為空間科學(xué)和商業(yè)衛(wèi)星的發(fā)展提供支撐。
澎湃新聞:在神舟十九號(hào)載人飛船新聞發(fā)布會(huì)上,輕舟貨運(yùn)飛船在空間站低成本貨物運(yùn)輸系統(tǒng)總體方案征集中勝出,據(jù)稱該飛船將由力箭二號(hào)發(fā)射,目前這個(gè)火箭研制進(jìn)度如何?預(yù)計(jì)何時(shí)能夠完成并進(jìn)行首次發(fā)射?
史曉寧:力箭二號(hào)是面向未來我國大規(guī)模星座組網(wǎng)建設(shè)和響應(yīng)低成本貨物運(yùn)輸需求而打造的一款大運(yùn)力、高可靠、低成本的液體運(yùn)載火箭,將作為主選火箭承擔(dān)中國空間站輕舟貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)。目前,進(jìn)入工程研制階段的大型地面試驗(yàn)驗(yàn)證后期,計(jì)劃于明年9月首飛。

力箭一號(hào)遙五運(yùn)載火箭發(fā)射升空。圖片來源:中科宇航。
可重復(fù)使用火箭技術(shù)是商業(yè)航天降本增效的關(guān)鍵
澎湃新聞:這次力箭一號(hào)運(yùn)載火箭的第五次飛行搭載了一顆外國衛(wèi)星,這是中國商業(yè)運(yùn)載火箭首次發(fā)射外國衛(wèi)星,搭載外星發(fā)射有何重要意義?
史曉寧:本次任務(wù)成功發(fā)射的阿曼智能遙感衛(wèi)星是阿曼新一代人工智能企業(yè)的重要應(yīng)用項(xiàng)目,作為“一帶一路”倡議的響應(yīng)國家,選擇中科宇航自主研制的商業(yè)火箭力箭一號(hào)開展國際發(fā)射服務(wù),體現(xiàn)了國際發(fā)射市場對力箭一號(hào)運(yùn)載火箭性價(jià)比和產(chǎn)品可靠性的認(rèn)可,也體現(xiàn)了阿方在加強(qiáng)與中方商業(yè)航天領(lǐng)域的互信與合作的決心。
中國長城工業(yè)集團(tuán)有限公司作為發(fā)射服務(wù)項(xiàng)目總承包商為本次發(fā)射提供了發(fā)射服務(wù),也正式將力箭系列運(yùn)載火箭納入國際商業(yè)發(fā)射的業(yè)務(wù)序列。后續(xù)力箭系列運(yùn)載火箭將進(jìn)一步提高產(chǎn)品性價(jià)比和任務(wù)適應(yīng)性,為國際用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的發(fā)射服務(wù)。
澎湃新聞:中國商業(yè)航天企業(yè)首次向國際用戶提供發(fā)射服務(wù)面臨了哪些主要挑戰(zhàn)?又看到了哪些國際市場的發(fā)展機(jī)遇?
史曉寧:阿曼智能遙感衛(wèi)星原計(jì)劃搭載其他火箭在2024年9月實(shí)施發(fā)射,受其他衛(wèi)星進(jìn)度影響,發(fā)射計(jì)劃推遲到2025年,阿曼斯蘭公司要求衛(wèi)星在2024年內(nèi)發(fā)射,以滿足項(xiàng)目進(jìn)度需求。鑒于此,阿方?jīng)Q定采用中科宇航提供的力箭一號(hào)運(yùn)載火箭執(zhí)行此次發(fā)射任務(wù)。從確定參與本次發(fā)射任務(wù)到實(shí)施發(fā)射總時(shí)間不足6個(gè)月,時(shí)間比較緊湊,力箭一號(hào)技術(shù)團(tuán)隊(duì)針對該變化積極響應(yīng),采用機(jī)械接口轉(zhuǎn)接加分離時(shí)序動(dòng)態(tài)配置等措施保證了衛(wèi)星按期成功實(shí)施發(fā)射。
面對國際市場對發(fā)射成本、可靠性、任務(wù)快速響應(yīng)能力等新的需求,中科宇航力箭系列運(yùn)載火箭將進(jìn)一步拓展星箭機(jī)械和電氣接口適應(yīng)性、提高整流罩包絡(luò)空間、優(yōu)化衛(wèi)星力熱環(huán)境條件,并從供應(yīng)鏈體系和質(zhì)量管理創(chuàng)新、回收復(fù)用等技術(shù)創(chuàng)新、批量生產(chǎn)及發(fā)射能力拓展等方面開展規(guī)劃和布局。

力箭二號(hào)的最終目標(biāo)是要成為可重復(fù)使用運(yùn)載火箭,圖中左邊的火箭為力箭二號(hào)火箭的模型。澎湃新聞?dòng)浾?謝瑞強(qiáng) 圖
澎湃新聞:您如何看待未來幾年中國乃至全球商業(yè)航天的發(fā)展前景?
史曉寧:中國商業(yè)航天從2020年前的技術(shù)驗(yàn)證發(fā)射,到目前能夠提供以力箭一號(hào)為代表的噸級(jí)以上高可靠、高性價(jià)比的穩(wěn)定發(fā)射服務(wù),已經(jīng)從技術(shù)驗(yàn)證為主的1.0時(shí)代正式進(jìn)入應(yīng)用發(fā)射為主的2.0時(shí)代,也代表中國商業(yè)航天企業(yè)自主研制的火箭已具備參與國際發(fā)射市場競爭的能力。
目前以SpaceX獵鷹9火箭為代表的國際商業(yè)火箭陸續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新大幅降低發(fā)射成本,也給中國商業(yè)航天企業(yè)提出新的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對國際市場激烈競爭,提升全球航天發(fā)射服務(wù)能力,中科宇航計(jì)劃在2025年中推出高可靠大運(yùn)載能力的力箭二號(hào)中型液體火箭,從而為低成本空間貨物運(yùn)輸、大規(guī)模星座組網(wǎng)發(fā)射提供高性價(jià)比的發(fā)射服務(wù),力箭二號(hào)將作為主選火箭承擔(dān)中國空間站輕舟貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù);同時(shí)通過力鴻系列可重復(fù)使用飛行器的研制,在驗(yàn)證回收技術(shù)的同時(shí),拓展空間科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)、載人亞軌道旅行等新興市場。
澎湃新聞:從產(chǎn)業(yè)角度而言,作為新增長引擎,商業(yè)航天今年首次被寫入《政府工作報(bào)告》。同時(shí),多地也相繼發(fā)布商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)支持政策。您如何看待商業(yè)航天在我國的發(fā)展前景?在技術(shù)創(chuàng)新、場景應(yīng)用方面有哪些突破?
史曉寧:中國商業(yè)航天的快速發(fā)展已經(jīng)逐漸在國際市場上展現(xiàn)出強(qiáng)大的競爭力。力箭一號(hào)作為商業(yè)航天企業(yè)自主研發(fā)的運(yùn)載火箭,首次提供國際發(fā)射服務(wù),也代表了中國商業(yè)航天企業(yè)進(jìn)入國際發(fā)射市場的決心。近年來,商業(yè)航天領(lǐng)域支持政策頻繁落地,市場規(guī)模也迎來較快增長。從2019年到2024年,我國商業(yè)航天市場規(guī)模從不足千億增長至超過2萬億元,完成了跨越式增長。
可重復(fù)使用火箭技術(shù)是商業(yè)航天降本增效的關(guān)鍵,各商業(yè)航天企業(yè)陸續(xù)完成垂直起降技術(shù)驗(yàn)證,中科宇航力箭二號(hào)作為主選火箭將承擔(dān)中國空間站輕舟貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù),商業(yè)航天通過可重復(fù)使用技術(shù)創(chuàng)新、供應(yīng)鏈垂直整合等管理模式創(chuàng)新等方式降低空間運(yùn)輸和應(yīng)用的成本,主要應(yīng)用場景包括天地往返低成本載人及貨物運(yùn)輸、大規(guī)模星座組網(wǎng)發(fā)射等。
商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)了衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)增長,我國已規(guī)劃3個(gè)“萬星星座”計(jì)劃,總計(jì)將發(fā)射超3.7萬顆衛(wèi)星。目前商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸在于商業(yè)應(yīng)用場景的發(fā)展和火箭產(chǎn)能及發(fā)射能力的限制等。后續(xù)可通過增加發(fā)射工位建設(shè)、火箭回收及重復(fù)使用提高運(yùn)載火箭生產(chǎn)及發(fā)射的能力;另外通過提高火箭運(yùn)載能力、大規(guī)模低軌星座建設(shè)等方式為商業(yè)航天提供更多的應(yīng)用場景。





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