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中國民企要發射外國衛星,火箭竟來自東風41洲際導彈

繼去年9月初發射台爆炸事故后, 1月15日,美國太空探索技術公司(SpaceX)進行了今年的首次發射任務,獵鷹9號火箭以一箭十星將銥星公司的10顆衛星一次性送入低地球軌道,並利用太平洋上的漂浮平台成功回收了一級火箭。

美國太空探索技術公司是由矽谷投資家埃隆·馬斯克在2002年創建的,總部位於加州。儘管該公司聲稱是個純商業的航天公司,但人員和技術構成其實就是美國國家航空航天局(NASA)的分身。由於沒有充足的預算,美國政府從NASA剝離出來以些人員、設備和技術儲備,打包賣給私人投資家。就像互聯網企業的風險投資一樣,能買的人都是有背景的,比如被譽為科技天才的埃隆·馬斯克,其實就是妥妥的風投商,獵鷹火箭用的都是NASA的技術儲備,自己研發不可能那麼快。這些金融財團搞航天科技,是通過風險投資的路子,實現資本的利益最大化。

獵鷹九號與的長征七號相仿,同為500多噸的火箭,但獵鷹九號性能更強,技術更先進,成本更低,無論是低軌道還是地球同步轉移軌道,獵鷹九號都比長征七號強得多。所以在技術上,長征七號還是落後於獵鷹九號的。

作為一家私人企業,SpaceX獵鷹系列火箭的價格和性能都相當牛,會對其他國家的商業發射產生巨大影響,航天有應對的能力嗎?

當然必須是有的,而且應對路線跟美國不約而同,那就是商業火箭發射民營化。

航天曾公開承認,由於體制機制的原因,沒法跟獵鷹火箭進行價格競爭。長征火箭有限公司總裁韓慶平在去年接受記者採訪時就說過,商業化火箭發射的關鍵問題是不斷降低成本,但目前航天的成本還是比較高,這個跟管理體制、運作模式有關係。軍工企業內部的創新和研發都是相對封閉的狀態,誰能做什麼,誰不能做什麼,誰跟誰配套協作,都有非常詳細和明確的內部分工,因而缺乏市場競爭動力。想要降低成本,就要打破傳統的模式,按照商業規則運作。

圖片:長征11號機動快速響應運載火箭首次發射,可見冷發射導彈剛剛彈出發射筒,主發動機還未點火。

圖片:東風41導彈想象圖

航天也在考慮通過改革來提高價格競爭力,與外國競爭。

就在獵鷹九號年度首次發射的前一天,的一家民營商業航天企業也接到了一個訂單,北京藍箭空間科技有限公司與丹麥GomSpace公司簽訂了一份火箭發射服務協議。這是國內民營商業航天企業承接的第一筆國際市場商業火箭發射訂單。北京藍箭將於2018年使用藍箭1號運載火箭發射丹麥公司的立方體衛星群。

翻閱北京藍箭公司的資料,發現這家公司是在2015年6月才註冊的,註冊資金僅有50萬元,那麼問題來了,這麼新,這麼小的一家公司,就能直接跟一個歐洲知名衛星公司簽訂發射合同么。這家歐洲公司為何如此信任一個成立還不到2年的企業。

其實我們看看以往的航天發射火箭時的新聞,就能發現倪端。

2015年9月25日,採用固體燃料發動機的新型運載火箭長征十一號在酒泉衛星發射中心首次發射成功,使具備快速發射衛星的能力。此次發射搭載的上海航天技術研究院研製的浦江一號衛星和科學院上海微小衛星工程中心研製的上科大二號衛星等數顆微小衛星。

上面是正式新聞,只是說了一部分載荷,其中最重要的載荷沒有公開報道,那就是天網-1星座,該星座由三顆衛星組成,這些衛星都基於立方體衛星構造,可實現星間無線網路通訊。

立方體衛星構造是目前國際上流行的標準衛星,即將衛星設計為邊長10厘米的標準立方體單元,此次發射的天網-1三星座,有兩顆是立方體-2U構型,意味著衛星由兩個立方體單元組成,有一顆是立方體-3U構型,即三個標準立方體單元。天網-1系統由上海微型衛星中心、丹麥GomSpace公司,葡萄牙Tekever公司和瑞典Nanospace公司聯合設計。

這裡出現了委託北京藍箭公司發射衛星的丹麥GomSpace公司。

GomSpace是一家丹麥宇航公司,具有一個強大的市場網路,合作夥伴遍及歐洲乃至全球,曾多次為美國航空航天總署(NASA)提供微小衛星系統和相關服務。其擁有成熟的微納衛星、立方星研製和生產能力,可為小衛星及微小衛星分系統研發提供整體解決方案。該公司曾透露:他們選擇北京藍箭的原因,除了有價格優勢,還有技術優勢,另外跟藍箭的技術團隊多年前就有認識和交流,信任他們的能力。

藍箭1號火箭的單次發射成本極為低廉,僅約為800萬美元。若將該價格與美國的SpaceX火箭相比,是什麼水平呢?獵鷹9號火箭的發射價格是6200萬美元,而研製中的獵鷹重型火箭的發射價格則高達9000萬美元。2010年,銥星公司與SpaceX簽署協議,分七次發射銥星公司70顆二代衛星,費用達4.5億美元,每顆衛星的發射費用接近450萬美元。如果藍箭1號火箭每次發射4~5顆衛星,那麼均攤每顆衛星的發射費用僅為160~200萬美元,只相當於SpaceX發射銥星的一半。

航天通過民營企業進行對外的商業發射,有很多好處。一是可以規避西方國家設置的技術壁壘,美國等西方國家經常以防止衛星技術外泄的理由限制衛星業主選擇作為發射服務商,而通過民營企業發射衛星,則可以最大限度的規避此類限制。二是可以消除以往航天的軍事背景,我們目前的航天體制,仍然是以軍事為主導,民營企業就可以主打民用這張牌。

我們再看看長征-11號火箭。這枚火箭跟北京藍箭公司有很大淵源。

長征11號火箭是長征運載火箭家族中的第一種固體運載火箭,由航天科技集團公司所屬運載火箭技術研究院(航天一院)研製,使用成熟的火(導)箭(彈)總體和固體發動機技術,具有設計簡潔成熟、發射操作簡捷、環境友好等特點。

圖片:長征11火箭模型

長征11火箭採用筒式機動冷發射,可整體貯存、操作簡單、成本低、發射周期短,可24小時快速發射,它最大的優勢是快速、便捷、靈活,可實現衛星快速組網和補網,能很好地滿足突發事件應急發射需求。其發射車也與東風41導彈發射車頗有淵源。

圖片:長征11火箭發射車模型

此前這個快速反應機動性發射車曾被誤認為是東風41導彈發射車,但該車的車軸數量明顯多於東風41,而且車長也比東風41導彈發射車更長。長征11號火箭獨特的運輸-起豎-發射三用車彈射發射方式,一般的說這種發射方式多用於固體中遠程和洲際導彈,這也可以從側面反映出它和彈道導彈技術的關係。

圖片:首次展示長征-11機動式運載火箭發射車

長征-11小型固體運載火箭由航天科技集團公司研製,採用了國際首創的星箭一體化技術,在國內首次採用柵格舵控制技術,是新一代具有快速集成、快速入軌能力的小型固體運載火箭,初步形成了亟需的空間快速響應能力。

該火箭是四級小型固體運載火箭,全長20.8米,起飛質量57.7噸,最大箭體直徑2米,有直徑1.6米和2米的兩種整流罩。主要用於將中小型航天器以一箭一星或一箭多星的模式發送至1000公里以下近地軌道及太陽同步軌道,具有較強任務適應性。該火箭的500公里太陽同步軌道運載能力為420公斤,500公里近地軌道運載能力為610公斤。其發射能力與小衛星發射需求十分匹配。

圖片:快舟11號運載火箭

介紹長征11號火箭的同時,我們還必須要了解下另一個航天巨頭——航天科工集團研製的神秘的快舟11號運載火箭。去年9月22日,航天科工集團四院九部研發的快舟11號固體運載火箭一級發動機地面試車成功,成為國內應用碳纖維複合殼體技術的尺寸最大、裝藥量最多的固體火箭發動機。該發動機直徑2.2米,總長9.7米,裝藥量45噸,具有高質量比、高比沖、大推力等特點。本次試車驗證了大尺寸碳纖維複合殼體、大流量噴管、大噸位裝葯等關鍵技術,實現了大尺寸碳纖維複合殼體發動機技術工程應用的跨越式提升。

快舟11號運載火箭計劃於2017年進行發射。有軍事專家稱,快舟11火箭的發動機是個亮點,可以聯想一下巨浪3潛射洲際導彈,另一個亮點是碳纖維外殼,也同樣從側面體現了第三代洲際導彈的技術水平。快舟11火箭發動機直徑比長征11火箭稍大,它們的最大區別是發動機外殼,快舟11使用碳纖維,成本比較高,性能更好。長征11採用金屬外殼,重量較大,成本較低。

那麼,北京藍箭公司使用的是什麼火箭呢。

這家公司CEO介紹:「北京藍箭自2015年成立以來,一直在加快自身核心開發能力的建設和火箭產業化的進程。因此,從成立之初,我們就確定採取『雙輪驅動』的策略,即產品開發和客戶資源拓展同步進行。預計於2017年6月完成載星發射前的重頭戲——火箭試射,成為民營火箭在的首例空間軌道飛行被載入史冊。

眾所周知,運載火箭屬於最高精尖的工業技術,的運載火箭和導彈技術經過了60年發展,才達到了如今的國際高度。要想具備運載火箭總體系統的研製和發射能力,需要擁有包括火箭的箭體結構系統、控制系統、分離系統及單機設備的設計等核心能力,同時還要貫通上下游產業鏈,具備運載火箭總裝製造、總體測試的保障條件和能力。而這些能力,北京藍箭公司在成立不到兩年時間裡就實現了,這真是令人不可思議......

下圖是2016年珠海航展上藍箭公司公布的藍箭1號火箭概念圖。藍箭-1號火箭起飛重量57.4噸,直徑2米,是4級固體燃料商業運載火箭,載荷400公斤,太陽同步軌道載荷500公斤。

圖片:藍箭-1號火箭概念圖

長征11號火箭和藍箭-1號火箭,發動機直徑均為2米,重量均為57噸。如此相似,不太可能是巧合,可以判斷,藍箭-1號火箭採用了長征11號火箭現成的固體火箭發動機,只是去掉發射筒,把長征11號火箭的冷發射,改為發射架熱發射形式。

再聯想到北京藍箭空間公司是在成立不到兩年的時間裡就推出了」新型「火箭,很可能屬於長征11號」刷漆「行為,或直接購買了長征11號的發動機。藍箭-1號的技術很可能來自於長征11號火箭。

圖片:在2016年珠海航展上展出的長征11火箭模型,妥妥的東風41導彈外形。

長征11號火箭具備星箭快速對接、全箭整體儲存和發射場快速發射的能力,發射長征11號火箭只需24小時準備時間,還具備全天候、無依託發射的能力,發射方式和造型酷似東風41洲際彈道導彈。有軍事專家分析稱,這款火箭的基礎就是東風41導彈。未來戰爭對衛星依賴較大,對火箭發射的響應速度要求很高,常規發射周期太長,發射基地容易遭受攻擊,採用機動發射車則安全快速,平時可將發射車與衛星製造好待命,必要時可24小時內將衛星送上天空。

圖片:長征11號快速響應火箭發射的首日封

空間快速響應是指發生戰爭或自然災害等突發事件,火箭發射車能夠在短時間內實現機動,完成測試併發射,不需要專門的火箭發射場,不需要勤務塔、不需要臍帶塔、不需要導流槽,連發射台都不需要,只要有一片平地就可以了。衛星入軌后,不需長時間在軌調整,能馬上執行預定任務。針對突發事件,運載器需要滿足機動性和快速性的要求,與液體火箭比較,具有密封發射筒、冷發射的固體火箭更適合作為空間快速響應任務的發射工具。

可以說,長征11號火箭,以及民營版的藍箭-1火箭,都是在東風31或東風41洲際戰略導彈的基礎上開發的軍民兩用經濟版。

本文為作者原創,未經授權不得轉載



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