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陈蓝 | 盘点2023中国航天:大航天时代正在到来
蓝箭在遥三发射成功后发布了大型可复用甲烷火箭朱雀三号。朱雀三号同样对标猎鹰九号,采用不锈钢箭体,直径4.5米,箭长76.6米,起飞重量约660吨,起飞推力约900吨,一次性任务低轨运载能力达21.3吨,航区回收任务达18.3吨。预定2025年首飞。
除了天兵和蓝箭,国内各家民商火箭公司都在紧锣密鼓地研制液体发动机和可复用液体火箭。11月2日和12月10日,星际荣耀的双曲线二号全尺寸一子级验证箭两次圆满完成垂直发射及回收,飞行高度分别为178米和343米。双曲线二号使用焦点一号15吨级液氧甲烷发动机。星际荣耀成为蓝箭后国内第二家试飞甲烷火箭的民商航天公司。稍早的9月27日,用于双曲线三号可复用大型火箭的焦点二号百吨级变推力液氧甲烷发动机(海平面推力85吨)也完成了全系统试车。
图5 双曲线二号垂直回收试验(图源:星际荣耀)
星河动力2023年度完成了苍穹50液氧煤油发动机多项试车考核。智神星一号可复用液体火箭完成了多项大型地面试验,已于5月17总装下线,计划于2024年内实施入轨首飞。年底C/C+轮11亿融资的完成,将助力其可复用液体中型箭一步到位的目标。
深蓝航天在2022年完成了缩比液体验证箭垂直发射回收试验后,2023年继续取得进展。它的20吨级雷霆R1液氧煤油发动机已完成多次全系统试车。10月,雷霆R1完成首次额定工况 420 秒长程试车,计划2024年进行星云一号火箭一子级垂直回收飞行验证,并在年内进行轨道发射。
12月15日,东方空间自研原力-85百吨级液氧煤油发动机半系统热试车成功,计划2025年发射引力二号液体火箭。6月中,宇航推进70吨级沧龙一号液氧甲烷发动机完成数次系统级点火测试。7月,天回航天百吨级混合循环液体火箭发动机“红龙一号”半系统热试车圆满成功。12月,中科宇航液体动力系统试验中心在广州开工建设。
十年间冒出这么多火箭公司,如今一同涌入液体火箭赛道,不断发布的研发进展令人眼花缭乱,颇有春秋战国群雄逐鹿的味道。可复用液体火箭不仅是中国商业火箭公司的共同目标,也已经成为中国商业航天下半场的入场券。
但并不是所有公司都放弃了固体火箭。坚持固液并举战略的星河动力2023年成为首家具备高密度发射能力的民商航天公司。谷神星一号小固体火箭年内一共发射7次,并首次实现海射。9月下旬,谷神星一号首度发射失利,但仅用两个多月便复飞成功,充分展示了实力。
图6 谷神星一号海上发射(图源:星河动力)
2023也是星际荣耀的转机之年。双曲线一号4月成功复飞,12月再下一城。6月,国内最大固体箭力箭一号再次发射取得成功,一箭26星创中国纪录。东方空间研制成功全球首款捆绑式全固体火箭,即将发射,可望超越欧洲织女星C成为世界最大固体火箭。
顺便说,固体火箭具备快速发射能力,战略意义重大,国家层面不可放弃。国家队长征十一等固体箭肯定是国防市场主力,但民商小固体可以成为极为重要的补充和备份。另一方面,国家队的快舟和捷龙固体火箭也是面向商业市场研制的。它们和民商小固体在商业市场同场竞技,一起卷生卷死,必定能将固体火箭成本降到全球最低。中国航天生态和美国大相径庭,小固体火箭的繁荣景象在美国不可能出现。
商业卫星领域,2023年是稳步发展的一年。国家级巨型低轨通信星座紧锣密鼓准备中。多颗卫星互联网技术试验卫星的入轨和在轨测试,拉开了中国版星链建设的序幕。7月,银河航天灵犀03星成为中国第一颗入轨的柔性太阳翼平板式通信卫星,将验证下一代低轨宽带卫星通信技术。依托银河航天低轨宽带通信卫星,中国信息通信研究院和银河航天合作开展试验,实现了低轨卫星网络与地面5G网络深度融合,迈出了中国天地网络通用技术攻关的关键一步。
图7 银河航天平板卫星(图源:银河航天)
8月,华为Mate 60 Pro手机发布,在中国电信支持下实现消费级手机直连天通卫星。这是本年度商业卫星通信领域最大新闻。11月,中国电信宣布将提供第二种直连卫星服务 - 天启终端直连卫星服务。国电高科的天启物联网(窄带通信)星座本年度有多次发射,组网已过半,多个行业已开展应用。
此外,和德宇航发射多颗和德三号卫星,交通VDES(海事定位广播)卫星系统组网持续进行中。云遥、天目掩星气象卫星星座建设顺利,新型气象探测手段进入实用。椭圆时空发射星池一号多颗卫星,通导遥一体化星座技术开始在轨实验。这些进展延续了近年的趋势,即商业卫星应用从单颗试验性小卫星,发展为多星细分应用,现在已到了规模化星座阶段。
国家级巨型星座和多个民商星座创造了中国航天史上前所未有的巨大需求,给中国商业航天尤其是民营航天提供了极为难得的机会,将惠及产业链上下游所有环节。
海南商业航天发射场便应这样的需求而生。经过一年半高速建设,发射场一号工位于2023年12月29日正式完工。2024年6月,长八改火箭将在此工位首飞。它是国内首个不设导流槽,而以导流锥等设施替代的发射工位。一周前的12月22日,能适配19型商业火箭的二号工位导流槽完成封顶,将于2024年年底前投入使用,首发极有可能是航天科技八院3.8米直径的新火箭。
图8 海南商业航天场鸟瞰(左一号工位,右二号工位)(图源:新华社)
在不远处的文昌航天发射中心,执行载人登月任务的长征十号发射台也即将动工。不久的未来,海南文昌或将和卡纳维拉尔角相媲美。文昌的繁忙景象是2023年中国航天的缩影:国家队和民营企业并驾齐驱,一起重塑中国航天的明天。一个通向星辰大海、欣欣向荣的崭新产业已经呼之欲出。
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- 责任编辑: 史岱君
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