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时间:2024-04-08 05:39:56
yb体育2024年1月11日13时30分,在山东海阳附近海域,数百人共同见证“引力一号”火箭发射。分离成功的刹那yb体育,在现场的一片惊呼声中,研发团队的工作人员相拥而泣,火箭的尾烟与七彩的焰火在空中交叠,为这次商业航天里程碑式的突破见礼。
这是我国太原卫星发射中心发射的引力一号(遥一)海澜之家号运载火箭,将云遥一号18星-20星共3颗卫星顺利送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
引力一号运载火箭由东方空间技术(山东)有限公司(以下简称:东方空间)自主研制,刷新了全球最大固体运载火箭、中国运力最大民商火箭、中国首型捆绑式民商火箭等多项纪录,标志着商业运载火箭自主创新取得重大进展,进一步丰富了我国运载火箭型谱。
前不久结束的2023年中央经济工作会议明确指出,打造若干战略性新兴产业,其中新增“商业航天”,引发广泛关注。而“引力一号”成功发射所实现的突破,不仅在于技术创新,更在于其探索出了中型运载火箭快速应急发射的解决方案,实现火箭全产业链降本增效,5公里内的“前店后厂”模式更具备可复制性,都为将来商业航天实现更高频次的发射带来了可能。
3年前,几个年轻人因共同的“航天梦”聚在一起,立项“引力一号”,开始向星辰大海进发。过去,一个中型运载火箭的研制时间往往需要7-8年,而引力一号仅用了3年。挑战与希望并存的旅程中,东方空间坚持自主创新,构建了自主可控的研发、试验、生产、发射能力,攻克了海陆通用中型运载火箭总体设计及试验技术、捆绑固体运载火箭多学科耦合优化设计技术、批量化-低成本-大承载中大型火箭结构及装置设计及制造技术、中型运载火箭多模快速响应发射技术4大关键技术群、17项关键技术,开展了23项大型地面试验、489项单项试验、1452次试验迭代。
作为国内首个捆绑构型的民商火箭,引力一号用小型火箭的身高实现了中型火箭的运载能力,同时适应了海上发射需求。除了运载能力大,引力一号的装载空间也大。顶部配备了直径4.2米、高9.3米的整流罩,与我国用于空间站运输的长征七号载货方案整流罩直径相当,是目前国内商业航天最大的一款整流罩,可以容纳更多数量、更大体积的卫星。
自设计之初,引力一号便充分考虑成本因素。箭体结构设计通过适宜快速批量化制造的设计,芯级和助推直径均为2.65米,柱段结构通过集中备料、模块化设计、标准化设计、设计源头简化制造工艺等方式大幅提升制造效率、降造成本。
基于技术的创新突破,引力一号得以用更低的成本实现更高的运载能力。同时,东方空间正在研发“引力二号”中大型可回收液体运载火箭,再用两年时间实现火箭可回收技术突破,进一步提升火箭运载能力至15-20吨,将发射成本降低至SpaceX水平。
除却火箭研发制造本身的突破性进展,“引力一号”在探索更高频次的发射模式上的成功,对行业更具有长远意义。
航天产业链极为庞大,涉及研制设计、火箭生产制造、流线转运、基础设施等方方面面。在东方空间联席CEO姚颂看来,目前商业航天的产业链几个环节相对“割裂”,尤其是生产和发射,中间要面临极为复杂的火箭运输过程,大幅增加成本的同时,也带来了诸多不确定性。
这种“割裂”督促东方空间探索打造出“一站式便捷发射”模式——围绕东方航天港集聚布局引力一号基础设施:5公里内可以完成火箭子级总装总测、全箭垂直总装总测、港口登船等流程,实现火箭发射的“前店后厂”,将以往转运过程上千公里的距离大幅缩短,极大缩短时间、降低成本。
未来在大幅缩短发射准备周期、具备发射工位扩展潜力的优势下,引力一号有望实现“一周一次”的发射支持能力。
不难看出,“引力一号”研发团队所针对性攻克的领域,恰恰是当下我国商业航天面临瓶颈的地方。
一直以来,发射工位严重不足是限制商业航天高频次发射的重要因素,“引力一号”发射为了突破工位的限制,选择了租用民船、海上发射的模式。相比在陆地上新建发射工位需要耗费大量土地,尤其是高密度发射需要大量工位,海上发射可节省大量土地资源。
“目前火箭发射的基础设施环节是相对滞后的。我们也一直在呼吁,希望能够多放开一些、多修一些火箭发射场和发射架。”姚颂表示。
过去,我国航天产业的基础设施与业务布局都基于安全战略而生,而随着经济发展、航天需求增多,需要慢慢转变为以发展战略为主。而商业航天作为其中的重要组成部分,已经完成技术验证阶段,逐步转入商业验证阶段。
“在很多人看来,航天是一个很难商业化的事。如何把创业的思路、企业经营的思路、产品化商业化的思路和航天结合起来,这件事本身就很难,也很有挑战。”在姚颂看来,引力一号的三年研发历程不仅是技术攻坚克难的探索,也是“探索航天新范式”的历程。这个年轻的团队,试图在技术创新、市场突破和新型模式探索上为行业注入新鲜的血液。
如今的东方空间看起来并不像一个“航天团队”,开放式工位、云端办公、高管员工平均年龄不到 35 岁,在传统航天业精益求精的积淀之上,加入充满激情与活力的新生力量,“新兴商业航天”初具雏形。
姚颂提到,目前我国商业航天行业人才储备还存在较大挑战,整体还是在依赖原来国家队培养的人才,人才梯队的建立还需要时间。“航天是一个综合性、系统性极强的行业,涉及各个学科,因此对人才的综合素质要求极高。”东方空间最初创立的两年,吸纳的均是有经验的研发人才,近两年才开始录用校招应届生,并着手建立完善的培训制度,逐步为行业培养专业航天人才。
“从东方走向空间,为东方建设空间”的理想,于东方空间团队的个体而言是圆自己的航天梦,而往大了说,更是成为“航天强国”的重要参与者。
“我们给自己定了几个目标,第一是先做到商业一流,第二能不能做到国内一流,第三是向世界一流迈进。”姚颂表示,商业航天与国家发展息息相关,制定规划也应该结合当下国内的技术水平、产业能力,与行业共同成长。
进入2024年,距美国太空探索技术公司(SpaceX)发布星链计划恰好过去10年,“未来真正的竞争在天上”已不是一句空话。
星链计划将在太空搭建由约4.2万颗卫星组成的“星链”网络,而地球近地轨道只能容纳大约6万颗卫星。可以预见,未来的太空会变得相当“拥挤”。
近年来全球火箭发射频次的快速增长亦佐证了这一点,2020年全球火箭发射总次数约120次,到2023年已接近250次,三年时间翻了一倍。
要增强进入太空的能力yb体育,一则需要运载能力更大的火箭,二要增加火箭的发射频次,实现总运量规模的显著提升。在国外,以星链计划为代表的商业发射已成为重要的增长驱动。
我国近年来针对商业航天的政策也不断开放,进一步释放政策红利。《北京市促进未来产业创新发展实施方案》《2023年河南省卫星及应用产业发展工作方案》《2023年成都市卫星互联网与卫星应用产业建圈强链工作要点》等都对商业航天产业部署规划。近期,上海印发《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划(2023-2025年)》,提出到2025年,形成从火箭、卫星、地面站到终端的全覆盖产业链。
2023-2028年被看作是中国商业航天产业的发展黄金期,据泰伯智库预测,2025年中国商业航天市场规模将达到2.8万亿元人民币。
大力发展商业航天,一方面是对国有航天的有效补充,共同应对卫星高频发射需求带来的运力挑战;另一方面,商业航天的兴起是航天市场发展到一定成熟度后开始产生细分领域的一个里程碑,其意义在于对航天任务的属性进行了分类,有助于用更加经济的视角来看待整个航天事业。
航天涵盖庞大的上下游产业链,几乎每个环节都能创造千亿级别的市场。如东方空间这样的新兴商业航天企业,若能凭借其专业性在商业航天产业链条的关键环节发挥引领作用,就有机会建立起有效的商业运营模式,不断把商业航天推向规模化、产业化。
同时,随着国家不断对商业航天释放政策红利,东方空间也在呼吁更多、更精准的政策扶持。一方面,前期行业产能少、边际效益较低、供应链成本高yb体育,需要国家加大资金扶持或奖励力度,以推动快速提高产能;另一方面,商业航天需要新建或开放更多的火箭发射场地,火箭在海上发射后,海上回收也需要开放更多区域便于打捞残骸。
“近年来遇到的投资方、媒体和政府领导,大家普遍都是鼓励的态度。”姚颂相信,政策的促进和行业发展必然是相互促进、相辅相成的,商业航天将会实现DNA式的螺旋上升。
正如新能源行业的发展,2014年新能源扶持政策开始试点,到2022年底补贴结束。近10年过去,新能源行业改变了经济结构,中国成为全球最大的汽车出口国。风起于青萍之末,也许十年之后回头再看,商业航天已成为改变中国乃至世界的重要力量。又一群年轻人的人生,也因此而不同。