C114訊 2月6日消息(苡臻)日前,在第九屆中國航空創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽系列活動上,航天科工火箭技術(shù)有限公司副總師范威發(fā)表題為《商業(yè)運載火箭發(fā)展態(tài)勢及未來展望》的主旨演講,指出了中美商業(yè)運載火箭發(fā)展現(xiàn)狀及差距,并提出對于我國的發(fā)展建議。
中美兩國商業(yè)運載火箭發(fā)展現(xiàn)狀
范威指出,從美國商業(yè)運載火箭發(fā)展情況來看,埃隆·馬斯克于2002成立了Space X公司,而且要研制可重復(fù)使用火箭,將火箭的發(fā)射成本降低一個數(shù)量級。Space X的第一型商業(yè)火箭獵鷹1號火箭在多次失敗后最終成功,驗證了通過飛行試驗進行技術(shù)快速迭代的策略是可行的,從而有效提升了研發(fā)效率。
與此同時,美國軍方和政府對技術(shù)創(chuàng)新中的失敗十分寬容,使得公司能夠快速發(fā)現(xiàn)并解決問題,提升研發(fā)效率。SpaceX于2015年實現(xiàn)了人類歷史上首次火箭垂直著陸,全面驗證了火箭回收技術(shù)。
從我國商業(yè)火箭發(fā)展情況來看,目前我國商業(yè)航天市場潛力巨大,運載火箭的發(fā)展由國家隊和民營火箭公司共同支撐,形成了多元化的發(fā)展格局。
國家隊航天科技集團和航天科工集團通過捷龍系列火箭和快舟系列火箭,為我國商業(yè)航天提供了穩(wěn)定的發(fā)射服務(wù);民商火箭公司如藍箭航天、天兵科技等息通過技術(shù)創(chuàng)新和市場開拓,為我國商業(yè)航天注入了新的活力。
在動力體制上,商業(yè)運載火箭分為固體火箭和液體火箭兩種。固體火箭優(yōu)勢在于保障要求較低,只需要一塊平地就可以發(fā)射,而液體火箭需要一個固定的塔架進行發(fā)射前的加注和測試工作。目前國內(nèi)已完成入軌級發(fā)射的商業(yè)固體火箭多達9型,這在世界范圍內(nèi)是獨一無二的。我國已成功入軌的商業(yè)液體火箭共3型,均為一次性火箭,尚未實現(xiàn)重復(fù)使用。
技術(shù)攻關(guān)方面,國內(nèi)多家企業(yè)在火箭可重復(fù)使用技術(shù)方面取得了進展,完成了懸停和低空返回試驗,為我國可重復(fù)使用火箭未來的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
兩國差距分析及我國發(fā)展建議
他表示,對比中美兩國的商業(yè)火箭發(fā)展現(xiàn)狀,首先兩國的火箭性能差距顯著。目前我國運力最強的火箭—長征5號B型的近地軌道(LEO)運載能力為25噸,而美國的星艦火箭近地軌道運載能力高達250噸,相差十倍。
其次,兩國的發(fā)射能力差距顯著。據(jù)2023年數(shù)據(jù)顯示,美國火箭入軌質(zhì)量約中國的8倍,發(fā)射次數(shù)約是中國的1.7倍。特別是在可重復(fù)使用火箭方面,美國已經(jīng)實現(xiàn)了常態(tài)化發(fā)射,而我國尚處于關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段。根據(jù)目前進展,預(yù)計我國最早將于2026年完成可重復(fù)使用火箭的飛行試驗。這些數(shù)據(jù)表明,中美兩國在航天領(lǐng)域存在顯著的技術(shù)差距。
再次,兩國的發(fā)射成本差距顯著。在商業(yè)航天領(lǐng)域,火箭的可重復(fù)使用是實現(xiàn)發(fā)射低成本的根本。目前,我國最便宜的長征三號乙型火箭,發(fā)射成本是6400美元/kg。而獵鷹9號通過火箭一子級的復(fù)用,發(fā)射成本只有2700美元/kg;重型獵鷹在回收助推和芯一級情況下,發(fā)射成本進一步降低到1500美元/kg。正在研發(fā)的星艦,一旦實現(xiàn)全箭可回收和重復(fù)使用,發(fā)射成本將降至200美元/kg。
目前,我國已開始實施“星網(wǎng)”、“千帆”等互聯(lián)網(wǎng)巨型星座計劃,“星網(wǎng)”計劃發(fā)射1.3萬顆衛(wèi)星,“千帆”計劃發(fā)射1.3萬顆衛(wèi)星。未來5-10年,我國至少有上萬顆衛(wèi)星需要發(fā)射。
范威指出,2023年我國只發(fā)射了221個航天器,面對未來海量的發(fā)射需求,目前火箭的運力缺口非常大,這也是我國要加快發(fā)展商業(yè)運載火箭的最強驅(qū)動力——市場龐大、需求旺盛。隨后,他提出三項發(fā)展建議。
一是堅定不移地突破火箭可重復(fù)使用技術(shù)。只有實現(xiàn)了火箭的重復(fù)使用,才能從根本上降低進入空間的成本,支撐國內(nèi)巨型星座的建設(shè),同時提高我國在全球商業(yè)航天市場的競爭力。
二是固液并舉、多元化發(fā)展;谖覈寻l(fā)展多型固體火箭的國情,在加速推進液體可重復(fù)使用火箭研發(fā)的同時,也要充分利用現(xiàn)有固體火箭型號。國際上的軌道資源以先到先得為原則,且軌道資源有限。我們要快速搶占寶貴的軌道資源,抓緊時間推進發(fā)展,力求盡可能多地發(fā)射火箭,占頻保軌刻不容緩。
三是制定符合商業(yè)航天發(fā)展規(guī)律的政策和機制。特別是寬容技術(shù)創(chuàng)新中的失敗,提高我國商業(yè)火箭技術(shù)迭代效率。