中国民企要发射外国卫星 火箭或来自东风41洲际导弹

2017年03月07日 10:37 新浪军事 微博
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  继去年9月初发射台爆炸事故后, 1月15日,美国太空探索技术公司(SpaceX)进行了今年的首次发射任务,猎鹰9号火箭以一箭十星将铱星公司的10颗卫星一次性送入低地球轨道,并利用太平洋上的漂浮平台成功回收了一级火箭。

  美国太空探索技术公司是由硅谷投资家埃隆·马斯克在2002年创建的,总部位于加州。尽管该公司声称是个纯商业的航天公司,但人员和技术构成其实就是美国国家航空航天局(NASA)的分身。由于没有充足的预算,美国政府从NASA剥离出来以些人员、设备和技术储备,打包卖给私人投资家。就像互联网企业的风险投资一样,能买的人都是有背景的,比如被誉为科技天才的埃隆·马斯克,其实就是妥妥的风投商,猎鹰火箭用的都是NASA的技术储备,自己研发不可能那么快。这些金融财团搞航天科技,是通过风险投资的路子,实现资本的利益最大化。

  猎鹰九号年度首次发射

  猎鹰九号与我国的长征七号相仿,同为500多吨的火箭,但猎鹰九号性能更强,技术更先进,成本更低,无论是低轨道还是地球同步转移轨道,猎鹰九号都比长征七号强得多。所以在技术上,长征七号还是落后于猎鹰九号的。

  作为一家私人企业,SpaceX猎鹰系列火箭的价格和性能都相当牛,会对其他国家的商业发射产生巨大影响,中国航天有应对的能力吗?

  当然必须是有的,而且应对路线跟美国不约而同,那就是商业火箭发射民营化。

  中国航天曾公开承认,由于体制机制的原因,没法跟猎鹰火箭进行价格竞争。中国长征火箭有限公司总裁韩庆平在去年接受记者采访时就说过,商业化火箭发射的关键问题是不断降低成本,但目前中国航天的成本还是比较高,这个跟管理体制、运作模式有关系。军工企业内部的创新和研发都是相对封闭的状态,谁能做什么,谁不能做什么,谁跟谁配套协作,都有非常详细和明确的内部分工,因而缺乏市场竞争动力。想要降低成本,就要打破传统的模式,按照商业规则运作。

  图片:长征11号机动快速响应运载火箭首次发射,可见冷发射导弹刚刚弹出发射筒,主发动机还未点火。
  图片:东风41导弹想象图

  中国航天也在考虑通过改革来提高价格竞争力,与外国竞争。

  就在猎鹰九号年度首次发射的前一天,中国的一家民营商业航天企业也接到了一个订单,北京蓝箭空间科技有限公司与丹麦GomSpace公司签订了一份火箭发射服务协议。这是国内民营商业航天企业承接的第一笔国际市场商业火箭发射订单。北京蓝箭将于2018年使用蓝箭1号运载火箭发射丹麦公司的立方体卫星群。

  翻阅北京蓝箭公司的资料,发现这家公司是在2015年6月才注册的,注册资金仅有50万元,那么问题来了,这么新,这么小的一家公司,就能直接跟一个欧洲知名卫星公司签订发射合同么。这家欧洲公司为何如此信任一个成立还不到2年的中国企业。

  其实我们看看以往的中国航天发射火箭时的新闻,就能发现倪端。

  2015年9月25日,采用固体燃料发动机的我国新型运载火箭长征十一号在酒泉卫星发射中心首次发射成功,使我国具备快速发射卫星的能力。此次发射搭载的上海航天技术研究院研制的浦江一号卫星和中国科学院上海微小卫星工程中心研制的上科大二号卫星等数颗微小卫星。

  上面是正式新闻,只是说了一部分载荷,其中最重要的载荷没有公开报道,那就是天网-1星座,该星座由三颗卫星组成,这些卫星都基于立方体卫星构造,可实现星间无线网络通讯。

  立方体卫星构造是目前国际上流行的标准卫星,即将卫星设计为边长10厘米的标准立方体单元,此次发射的天网-1三星座,有两颗是立方体-2U构型,意味着卫星由两个立方体单元组成,有一颗是立方体-3U构型,即三个标准立方体单元。天网-1系统由上海微型卫星中心、丹麦GomSpace公司,葡萄牙Tekever公司和瑞典Nanospace公司联合设计。

  这里出现了委托北京蓝箭公司发射卫星的丹麦GomSpace公司。

  GomSpace是一家丹麦宇航公司,具有一个强大的市场网络,合作伙伴遍及欧洲乃至全球,曾多次为美国航空航天总署(NASA)提供微小卫星系统和相关服务。其拥有成熟的微纳卫星、立方星研制和生产能力,可为小卫星及微小卫星分系统研发提供整体解决方案。该公司曾透露:他们选择北京蓝箭的原因,除了有价格优势,还有技术优势,另外跟蓝箭的技术团队多年前就有认识和交流,信任他们的能力。

  蓝箭1号火箭的单次发射成本极为低廉,仅约为800万美元。若将该价格与美国的SpaceX火箭相比,是什么水平呢?猎鹰9号火箭的发射价格是6200万美元,而研制中的猎鹰重型火箭的发射价格则高达9000万美元。2010年,铱星公司与SpaceX签署协议,分七次发射铱星公司70颗二代卫星,费用达4.5亿美元,每颗卫星的发射费用接近450万美元。如果蓝箭1号火箭每次发射4~5颗卫星,那么均摊每颗卫星的发射费用仅为160~200万美元,只相当于SpaceX发射铱星的一半。

  中国航天通过民营企业进行对外的商业发射,有很多好处。一是可以规避西方国家设置的技术壁垒,美国等西方国家经常以防止卫星技术外泄的理由限制卫星业主选择中国作为发射服务商,而通过民营企业发射卫星,则可以最大限度的规避此类限制。二是可以消除以往中国航天的军事背景,我们目前的航天体制,仍然是以军事为主导,民营企业就可以主打民用这张牌。

  我们再看看长征-11号火箭。这枚火箭跟北京蓝箭公司有很大渊源。

  长征11号火箭是我国长征运载火箭家族中的第一种固体运载火箭,由中国航天科技集团公司所属中国运载火箭技术研究院(航天一院)研制,使用成熟的火(导)箭(弹)总体和固体发动机技术,具有设计简洁成熟、发射操作简捷、环境友好等特点。

  图片:长征11火箭模型

  长征11火箭采用筒式机动冷发射,可整体贮存、操作简单、成本低、发射周期短,可24小时快速发射,它最大的优势是快速、便捷、灵活,可实现卫星快速组网和补网,能很好地满足突发事件应急发射需求。其发射车也与东风41导弹发射车颇有渊源。

  图片:长征11火箭发射车模型

  此前这个快速反应机动性发射车曾被误认为是东风41导弹发射车,但该车的车轴数量明显多于东风41,而且车长也比东风41导弹发射车更长。长征11号火箭独特的运输-起竖-发射三用车弹射发射方式,一般的说这种发射方式多用于固体中远程和洲际导弹,这也可以从侧面反映出它和弹道导弹技术的关系。

  图片:中国首次展示长征-11机动式运载火箭发射车

  长征-11小型固体运载火箭由中国航天科技集团公司研制,采用了国际首创的星箭一体化技术,在国内首次采用栅格舵控制技术,是我国新一代具有快速集成、快速入轨能力的小型固体运载火箭,初步形成了我国亟需的空间快速响应能力。

  该火箭是四级小型固体运载火箭,全长20.8米,起飞质量57.7吨,最大箭体直径2米,有直径1.6米和2米的两种整流罩。主要用于将中小型航天器以一箭一星或一箭多星的模式发送至1000公里以下近地轨道及太阳同步轨道,具有较强任务适应性。该火箭的500公里太阳同步轨道运载能力为420公斤,500公里近地轨道运载能力为610公斤。其发射能力与小卫星发射需求十分匹配。

  图片:快舟11号运载火箭

  介绍长征11号火箭的同时,我们还必须要了解下中国另一个航天巨头——中国航天科工集团研制的神秘的快舟11号运载火箭。去年9月22日,中国航天科工集团四院九部研发的快舟11号固体运载火箭一级发动机地面试车成功,成为国内应用碳纤维复合壳体技术的尺寸最大、装药量最多的固体火箭发动机。该发动机直径2.2米,总长9.7米,装药量45吨,具有高质量比、高比冲、大推力等特点。本次试车验证了大尺寸碳纤维复合壳体、大流量喷管、大吨位装药等关键技术,实现了大尺寸碳纤维复合壳体发动机技术工程应用的跨越式提升。

  快舟11号运载火箭计划于2017年进行发射。有军事专家称,快舟11火箭的发动机是个亮点,可以联想一下巨浪3潜射洲际导弹,另一个亮点是碳纤维外壳,也同样从侧面体现了我国第三代洲际导弹的技术水平。快舟11火箭发动机直径比长征11火箭稍大,它们的最大区别是发动机外壳,快舟11使用碳纤维,成本比较高,性能更好。长征11采用金属外壳,重量较大,成本较低。

  那么,北京蓝箭公司使用的是什么火箭呢。

  这家公司CEO介绍:“北京蓝箭自2015年成立以来,一直在加快自身核心开发能力的建设和火箭产业化的进程。因此,从成立之初,我们就确定采取‘双轮驱动’的策略,即产品开发和客户资源拓展同步进行。预计于2017年6月完成载星发射前的重头戏——火箭试射,成为民营火箭在中国的首例空间轨道飞行被载入史册。

  众所周知,运载火箭属于最高精尖的工业技术,我国的运载火箭和导弹技术经过了60年发展,才达到了如今的国际高度。要想具备运载火箭总体系统的研制和发射能力,需要拥有包括火箭的箭体结构系统、控制系统、分离系统及单机设备的设计等核心能力,同时还要贯通上下游产业链,具备运载火箭总装制造、总体测试的保障条件和能力。而这些能力,北京蓝箭公司在成立不到两年时间里就实现了,这真是令人不可思议。。。。。。

  下图是2016年珠海航展上蓝箭公司公布的蓝箭1号火箭概念图。蓝箭-1号火箭起飞重量57.4吨,直径2米,是4级固体燃料商业运载火箭,载荷400公斤,太阳同步轨道载荷500公斤。

  图片:蓝箭-1号火箭概念图

  长征11号火箭和蓝箭-1号火箭,发动机直径均为2米,重量均为57吨。如此相似,不太可能是巧合,可以判断,蓝箭-1号火箭采用了长征11号火箭现成的固体火箭发动机,只是去掉发射筒,把长征11号火箭的冷发射,改为发射架热发射形式。

  再联想到北京蓝箭空间公司是在成立不到两年的时间里就推出了”新型“火箭,很可能属于长征11号”刷漆“行为,或直接购买了长征11号的发动机。蓝箭-1号的技术很可能来自于长征11号火箭。

  图片:在2016年珠海航展上展出的长征11火箭模型,妥妥的东风41导弹外形。

  长征11号火箭具备星箭快速对接、全箭整体储存和发射场快速发射的能力,发射长征11号火箭只需24小时准备时间,还具备全天候、无依托发射的能力,发射方式和造型酷似东风41洲际弹道导弹。有军事专家分析称,这款火箭的基础就是东风41导弹。未来战争对卫星依赖较大,对火箭发射的响应速度要求很高,常规发射周期太长,发射基地容易遭受攻击,采用机动发射车则安全快速,平时可将发射车与卫星制造好待命,必要时可24小时内将卫星送上天空。

  图片:长征11号快速响应火箭发射的首日封

  空间快速响应是指发生战争或自然灾害等突发事件,火箭发射车能够在短时间内实现机动,完成测试并发射,不需要专门的火箭发射场,不需要勤务塔、不需要脐带塔、不需要导流槽,连发射台都不需要,只要有一片平地就可以了。卫星入轨后,不需长时间在轨调整,能马上执行预定任务。针对突发事件,运载器需要满足机动性和快速性的要求,与液体火箭比较,具有密封发射筒、冷发射的固体火箭更适合作为空间快速响应任务的发射工具。

  可以说,长征11号火箭,以及民营版的蓝箭-1火箭,都是在东风31或东风41洲际战略导弹的基础上开发的军民两用经济版。(作者署名:科罗廖夫)

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