中國網(wǎng):2024年1月23日12時3分,力箭一號遙三固體運載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,采用“一箭五星”的方式,將5顆衛(wèi)星順利送入預定軌道,飛行試驗任務(wù)獲得圓滿成功,該批衛(wèi)星主要用于科學研究、空間探測、環(huán)保普查等領(lǐng)域。此次任務(wù)是力箭一號運載火箭的第3次飛行,也是首次挑戰(zhàn)低溫發(fā)射。截至目前,力箭一號運載火箭已連續(xù)三次發(fā)射取得成功,將37顆衛(wèi)星送入預定軌道。作為目前我國商業(yè)運載火箭領(lǐng)域具有核心競爭力的中型固體運載火箭,力箭一號也是我國商業(yè)航天主力火箭之一,可有效滿足中低軌道商業(yè)發(fā)射市場需求,同時具備滿足市場多樣化需求的快速響應能力。力箭一號遙三運載火箭有何技術(shù)迭代?技術(shù)水平在國內(nèi)外處于何種位置?商業(yè)航天在中國航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展中能發(fā)揮怎樣的作用?本期節(jié)目邀請中科宇航副總裁、力箭一號總設(shè)計師史曉寧與廣大網(wǎng)友交流。
中國網(wǎng):本次力箭一號遙三運載火箭的成功發(fā)射對于我國商業(yè)航天領(lǐng)域而言具有哪些意義?
史曉寧:力箭一號是2022年實現(xiàn)首次發(fā)射,在2023年完成了第二次發(fā)射,2024年1月23日完成了遙三的發(fā)射。
遙三的發(fā)射,對于中科宇航來講是兩方面的突破,第一個是我們廣州的產(chǎn)業(yè)基地自主總裝、測試、集成的第一批火箭,也是我們開始這種高密度發(fā)射的開端,同時也是整個低成本,包括產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化的商業(yè)航天發(fā)射的起始。
另外,對于我國商業(yè)航天來講,因為商業(yè)航天最主要的目的還是降低成本,同時實現(xiàn)高可靠的商業(yè)發(fā)射,通過商業(yè)化去改變?nèi)嗣竦纳,讓航天更貼近大家的生活,所以,還是要低成本和商業(yè)化。
力箭一號遙三運載火箭也是通過工業(yè)化去降低成本,去批量化生產(chǎn),快速響應、快速執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。遙三火箭是在遙一、遙二,在力箭一號驗證關(guān)鍵技術(shù)成熟度的基礎(chǔ)上第一次實現(xiàn)應用發(fā)射,也是我國應用商業(yè)發(fā)射的開端。
中國網(wǎng):這次火箭的發(fā)射是力箭一號第三次成功發(fā)射,相比前兩發(fā)火箭而言,這一發(fā)火箭有哪些技術(shù)迭代以及技術(shù)亮點呢?
史曉寧:第一個就是去任務(wù)化設(shè)計,這也是面向后面高密度發(fā)射做的一項技術(shù)創(chuàng)新,就是把火箭的接口和衛(wèi)星的接口做分開設(shè)計,后面火箭基礎(chǔ)級可以隨時做總裝測試,隨時去執(zhí)行發(fā)射。不管是哪一批的衛(wèi)星,我們可以實現(xiàn)這種去任務(wù)化、高密度發(fā)射,這方面也是我們設(shè)計了衛(wèi)星單獨的控制器,對衛(wèi)星的星箭分離、包括星箭分離控制采集的一種獨立控制器,不用去跟火箭耦合的設(shè)計。
第二,我們也是在遙一和遙二基礎(chǔ)上減少了很多測量的設(shè)備,因為遙一、遙二主要還是考核關(guān)鍵技術(shù),考核火箭的技術(shù)方案。遙三開始進入到應用發(fā)射,所以,我們在基礎(chǔ)上減少了很多的測量設(shè)備,做了一個減遙測處理,這個也是為了一個是提高運載能力,另外一個也是降低整個火箭的研制成本。
第三,主要的技術(shù)創(chuàng)新包括應用創(chuàng)新就是這一發(fā)火箭是首次實現(xiàn)批量生產(chǎn)、批量制造,是第一批在廣州的產(chǎn)業(yè)基地批量生產(chǎn)的火箭,為后續(xù)批量生產(chǎn)低成本(火箭)提供了一個良好的開端。
中國網(wǎng):我們關(guān)注到,前兩發(fā)火箭的發(fā)射時間都選擇在六、七月份,而這次遙三的發(fā)射選擇在了寒冬,甚至要經(jīng)歷零下二十度左右的嚴寒的考驗。那么這一發(fā)射時間的選擇是出于什么樣的考慮?這對于火箭發(fā)射會帶來哪些技術(shù)挑戰(zhàn)?
史曉寧:像主持人說的,我們力箭一號遙一和遙二都是選擇在夏季發(fā)射,夏季是溫度比較適宜的季節(jié)。遙三火箭(發(fā)射)是在一月份,是在酒泉最冷的季節(jié)去發(fā)射,這個主要出于兩方面的考慮:第一個,因為力箭一號是作為應用發(fā)射的一款火箭,要適應不同的發(fā)射環(huán)境。在技術(shù)方案考核比較充分的基礎(chǔ)上,各種環(huán)境的適應性也要進行考核,所以,遙三當時選擇了冬季發(fā)射,在一月份最冷的時候發(fā)射也是出于這種環(huán)境適應性的考核。第二,因為遙三是第一次實現(xiàn)衛(wèi)星采購整箭執(zhí)行發(fā)射,所以,我們也是根據(jù)衛(wèi)星客戶的需求,選擇了這一發(fā)火箭發(fā)射的時間。因為衛(wèi)星在軌執(zhí)行任務(wù)有一個窗口,這個時間也是它比較合適的一個窗口。所以,我們基于這兩方面的考慮選擇了一月份來執(zhí)行發(fā)射。
中國網(wǎng):除了嚴冬狀態(tài)之外,在技術(shù)上是否還有其它的難點?
史曉寧:選擇冬季發(fā)射,我們當時做了很多工作,包括我們箭上和地面產(chǎn)品是不是能夠適應這種零下二十度以上的低溫環(huán)境。另外一個比較重要的是衛(wèi)星,因為衛(wèi)星上有很多高精密的設(shè)備,載荷的設(shè)備,包括一些光學鏡頭,這些都對溫度和濕度的要求比較高。因為溫度和濕度是互相制約、互相影響的參數(shù),所以,會為我們的火箭和衛(wèi)星提供一個保溫廠房,這個廠房是可以移動的,這也是力箭一號的一個技術(shù)創(chuàng)新。
首先通過廠房為火箭、衛(wèi)星和裝載衛(wèi)星的整流罩提供一個常溫、恒濕的環(huán)境,同時我們也會給衛(wèi)星提供二十度的恒溫恒濕的環(huán)境。所以,我們也會根據(jù)火箭環(huán)境的變化,包括有的時候火箭要離開廠房做測試、要回到廠房,根據(jù)環(huán)境變化去動態(tài)調(diào)整空調(diào)和廠房的溫濕度。所以,我們也是設(shè)置了動態(tài)調(diào)整的能力。
為了這次低溫發(fā)射,為了衛(wèi)星和我們箭上產(chǎn)品,我們進行了這種動態(tài)的溫濕度控制的技術(shù)創(chuàng)新。
中國網(wǎng):目前,力箭一號的技術(shù)水平在國內(nèi)外處于什么樣的位置?是否與國際先進的固體火箭的技術(shù)水平存在差距?
史曉寧:力箭一號是2019年正式立項開始研制,當時定位就是一款低成本、高可靠、適配商業(yè)市場的運載火箭,所以,當時選擇固體火箭我覺得是兩方面的考慮。第一,因為現(xiàn)在商業(yè)火箭降成本主要的方式就是工業(yè)化,包括美國SpaceX公司做的獵鷹9號的回收復用,其實也是工業(yè)化降成本的一種方式,通過火箭的回收、批量發(fā)射去降低成本。力箭一號之所以選擇固體,還是通過固體火箭這種快速集成的設(shè)計,快速迭代的生產(chǎn)來實現(xiàn)工業(yè)化的降成本。所以,我覺得力箭一號跟國際上像SpaceX的獵鷹9號火箭相比,它的目的都是實現(xiàn)高可靠、低成本、商業(yè)發(fā)射的能力。
從技術(shù)水平和適應商業(yè)發(fā)射能力的情況來看,目前來講還是有一定的差距,因為獵鷹9號的回收復用可以大幅降低單次發(fā)射成本,我們和SpaceX相比還有一定的差距,但是已經(jīng)把這個差距從量級縮短到了基本上是接近的一個程度。所以,我覺得力箭一號無論從技術(shù)上還是從市場適應性方面在國際和國內(nèi)都是處于一種領(lǐng)先的水平。
中國網(wǎng):隨著力箭一號三次的成功發(fā)射,這是否意味著從今年開始力箭一號可以更加頻繁的發(fā)射,源源不斷的送“星”上天?
史曉寧:力箭一號從第一發(fā)到第三發(fā)一共送了37顆衛(wèi)星入軌,送的所有的上行的載荷質(zhì)量超過三噸。這個紀錄也是對我們國家商業(yè)航天發(fā)展的一個很直觀的反映,從一開始做很多的技術(shù)驗證,到現(xiàn)在可以實現(xiàn)批量的應用發(fā)射,我覺得這是一個非常進步的現(xiàn)象。
目前力箭一號遙三是第一批自主批量生產(chǎn)、研制、總裝集成的火箭。后續(xù)今年這五發(fā)火箭目前已經(jīng)基本上都完成了投產(chǎn),陸續(xù)會交付驗收,完成總裝測試。所以,火箭是做好了準備。
中國網(wǎng):目前中科宇航在北京新設(shè)立了一個大型的試驗室,那么請您介紹一下這一試驗室將會承擔哪些試驗任務(wù)?
史曉寧:我們在北京的南六環(huán)有試驗中心,這個試驗中心主要有承載兩方面任務(wù)的能力。第一就是我們力箭一號批量的力學環(huán)境試驗的能力,試驗中心也是承接很多力學環(huán)境試驗,包括振動、模態(tài)、相關(guān)的沖擊這種力學環(huán)境的試驗。第二,我們在研的力箭二號液體運載火箭也是面向未來低軌互聯(lián)網(wǎng)星座組網(wǎng)發(fā)射的大型的液體火箭,運載能力達到8噸以上的量級,還有很多液體火箭獨有的低溫、管路、閥門相關(guān)研制的試驗,所以,我們這個試驗中心也會承擔力箭二號很多研制試驗的工作。
中國網(wǎng):時值新春佳節(jié),我們也關(guān)注到了,此次力箭一號遙三運載火箭涂裝了由國家文化和旅游部主辦的“歡樂春節(jié)”的活動標識和吉祥物——“吉祥龍”的形象,而同時正在空間站執(zhí)行任務(wù)的航天員也收到了同款的吉祥物。那么我們想請您介紹一下,這次搭載是如何促成合作的?
史曉寧:“歡樂春節(jié)”活動是我們國家文化和旅游部在海外開展的歡度春節(jié)的一項活動,從2010年開始應該已經(jīng)持續(xù)十三、四年的時間了,也是很有特點的一項活動。因為春節(jié)是我們國家的傳統(tǒng)節(jié)日,也是利用這種“歡樂春節(jié)”的活動跟海外的、全世界各國的友人共同分享我們春節(jié)的喜悅,同時宣傳我們國家的傳統(tǒng)文化,也是跟世界各國的人民和我們海外的華人華僑共度歡慶的節(jié)日。
力箭一號遙三的發(fā)射正值龍年的春節(jié)前夕。我們通過力箭一號的發(fā)射,通過這次航天發(fā)射任務(wù),通過文旅部的“歡樂春節(jié)”的活動,更好地去宣傳我們國家航天發(fā)展的技術(shù)水平,同時更多地推廣我們商業(yè)航天目前的發(fā)展現(xiàn)狀。通過力箭一號遙三的發(fā)射成功,為我們龍年春節(jié)提前送上祝福。
中國網(wǎng):我們也感受到,近年來,我國航天發(fā)射保持著高增長,更多的民營企業(yè)不斷地參與到了航天發(fā)射中來,可以說我們的商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)進入了發(fā)展快車道。那么我們想請您介紹一下商業(yè)航天在中國航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展中能發(fā)揮怎樣的作用?您又是如何看待商業(yè)航天發(fā)展的前景?
史曉寧:因為商業(yè)肯定是面向商業(yè)應用、面向百姓的大眾的生活,所以,我覺得肯定是從應用端出發(fā)。從商業(yè)航天有現(xiàn)在這種繁榮的情況來看,主要的體現(xiàn)在幾個方面:第一個就是通信事業(yè)的發(fā)展,我覺得我們通信行業(yè)從最早的2G、到3G、到現(xiàn)在的4G、5G,未來的衛(wèi)星低軌互聯(lián)網(wǎng)星座組網(wǎng),可以把我們的通信行業(yè)提升到一個新的發(fā)展的場景。所以,我覺得第一個就是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,包括衛(wèi)星通信的發(fā)展,這是促生商業(yè)航天發(fā)展的第一個因素。
第二個是商業(yè)航天如果可靠性提高了,未來可以做載人的旅游飛行,包括洲際的運輸,包括像空間站的貨運,這個都是可以通過商業(yè)航天來實現(xiàn)的。
我覺得主要還是應用的發(fā)展。應用的發(fā)展促生了火箭、衛(wèi)星和飛船的全產(chǎn)業(yè)鏈的商業(yè)化。我覺得商業(yè)航天可能更接地氣,因為國家的航天更多的是推進我們國家航天事業(yè)的進步。從國家的戰(zhàn)略角度去出發(fā),去推進航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步。商業(yè)航天更多的是面向大眾的生活,通過航天技術(shù)改變大眾的生活,包括我們未來的無人駕駛,包括萬物互聯(lián),其實都跟商業(yè)航天有關(guān)。所以,我覺得商業(yè)航天可能更接近我們這種生活。
中國網(wǎng):下一步,中科宇航將會在哪些商業(yè)航天領(lǐng)域進行規(guī)劃和布局呢?
史曉寧:中科宇航后面的布局,我覺得體現(xiàn)在幾個方面。第一個是力箭一號的高密度發(fā)射。因為力箭一號經(jīng)過前三發(fā)的考核,經(jīng)過了技術(shù)方案包括環(huán)境適應性的考核,后面具備了商業(yè)化批產(chǎn)發(fā)射能力,同時驗證了我們這個產(chǎn)業(yè)基地的批量發(fā)射、批量生產(chǎn)的能力,為更多的商業(yè)載荷包括商業(yè)市場提供發(fā)射服務(wù),這是第一個方面。第二個方面我們正在研發(fā)的力箭二號液體火箭是運載能力更大、經(jīng)濟性更好的一款火箭,它對標的這個細分市場也不一樣,它主要對標互聯(lián)網(wǎng)星座組網(wǎng)發(fā)射。因為力箭一號主要還是小衛(wèi)星拼車發(fā)射和早期的技術(shù)驗證星的發(fā)射服務(wù)。力箭二號更多的是面向應用市場,低軌互聯(lián)網(wǎng)星座應用組網(wǎng)發(fā)射,力箭二號的運載能力大概是在8噸以上,同時,通過這種集束化設(shè)計、通用模塊化設(shè)計,去進一步降低成本,進一步提高火箭的工業(yè)化的特性。力箭二號也是計劃在2025年實現(xiàn)首次發(fā)射,目前包括火箭的方案,箭上的產(chǎn)品和主要的地面試驗已經(jīng)陸續(xù)正在開展和完成,這是第二個方面。
第三個方面,我們正在預先研究、預先開發(fā)的太空旅游的產(chǎn)業(yè),這個主要是面向未來的亞軌道旅游,可以提供6到7人亞軌道失重(體驗)的旅游服務(wù),為我們后面包括體驗這種軌道空間的旅游環(huán)境,以及未來實現(xiàn)洲際快速運輸提供一個很好的運載平臺。
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