我国"力箭一号"火箭实现84星精准入轨 商业航天发射迈入"航班化"新阶段

中国科学院力学研究所自主研制的"力箭一号"固体运载火箭再次成功执行发射任务。

12月10日,"力箭一号遥十一"运载火箭采用"一箭9星"方式,圆满将9颗卫星送入预定轨道,其中包含来自埃及、尼泊尔、阿联酋的3颗国际卫星。

至此,该火箭已累计将84颗卫星送入太空,入轨载荷总质量超过11吨,创造了我国商业固体火箭的新纪录。

"力箭一号"首飞于2022年7月27日成功实现,作为中国科学院"十四五"重大项目之一,该火箭的研制旨在解决我国航天领域长期存在的突出问题。

中国科学院之所以决定自主研制商业运载火箭,与国内众多新型卫星和新技术"上天难"的现状密切相关。

长期以来,国内卫星发射机构主要服务于气象、遥感等应用领域,而中国科学院拥有大量科学实验卫星项目和待验证的新航天技术,这些项目对发射机会的需求难以得到满足。

根据力学所可重复火箭实验室主任杨毅强团队的调研测算,"十四五"期间我国遥感卫星、科学实验卫星等微小卫星的发射需求将明显增加。

这些卫星通常重量在几十公斤至两三百公斤之间,即使依靠国内商业航天力量,也难以满足市场需求。

为此,中国科学院开始考虑研制一枚面向商业市场的运载火箭,让卫星以最经济、便捷的方式进入太空。

在"力箭一号"的研制过程中,科研团队确立了"简单即可靠"的核心设计理念,致力于将火箭设计向集成化、通用化、模块化方向发展。

力学所党委书记刘桂菊表示,团队目标是在降低成本的前提下实现吨级运载能力,使我国火箭具备快速、远程支持和一键式发射等功能,达到世界先进水平。

这一理念的实现过程充满了挑战,需要科研团队突破传统火箭研发思维和方法的束缚。

从研制启动到2022年首飞成功,"力箭一号"科研团队攻克了6项重大关键技术和13项国内首次使用的技术。

与传统火箭相比,该火箭的产品数量减少50%,地面试验设备减少80%,这些成就基本都源于对传统研发方式的创新突破。

其中,大吨位固体运载器总体优化设计与试验技术的突破是最典型的案例。

杨毅强介绍,我国传统火箭研发继承了苏联科研生产联合体模式,分工细致,分级下达设计任务,这种方式不利于专业融合和新技术采用,导致整体性能偏低、设计效率较低。

"力箭一号"研制团队首次搭建了火箭总体设计相关专业协同设计平台,淡化和虚化分系统概念,面向单机开展多专业协同设计,为专业融合和新技术应用创造了条件。

这一创新做法使火箭方案得以优化,大幅提升了火箭综合性能,运载系数达到国际先进水平。

"力箭一号"还创造了多个国内首次。

包括国内首创的大吨位箭体水平模态试验,国内首个测控融合新型架构航电系统,国内首个数据驱动地面测发控软件,国内首个大分离力、无污染分离能源,国内首个固液融合低成本结构设计,国内首个5毫秒控制周期下三冗余CPU软件,国内首个分层架构飞行控制系统等多项创新技术。

这一系列突破的取得,得益于中国科学院建制化优势的充分发挥。

在力学所抓总研制下,中国科学院微小卫星创新研究院、软件研究所、空天信息创新研究院与中国航天科技集团四院等多个单位参与其中,形成了多学科、跨部门的科研攻关合力。

这种组织模式打破了传统的单一部门研制模式,使不同领域的专业人才能够紧密协作,共同攻克技术难题。

从2022年首飞到如今的第十一次成功发射,"力箭一号"用3年时间完成了84颗卫星的发射任务,总载荷质量超过11吨,这充分体现了该火箭作为商业运载工具的可靠性和效率。

火箭的频繁发射和稳定表现,使其逐步具备了"航班化"运营的特征,即像民航班机一样定期、有序、高效地执行发射任务。

"力箭一号"的成功实践标志着我国商业航天产业正在进入新的发展阶段。

通过自主创新突破传统研发模式,我国已经能够研制出性能先进、成本经济、运营高效的商业运载火箭,为国内外卫星用户提供便捷的太空运输服务。

这对于推动我国航天产业发展、满足日益增长的卫星发射需求、促进航天技术创新具有重要意义。

航天创新的价值,既体现在一次次精确入轨,也体现在让更多创新成果“更快、更省、更稳”进入太空并形成持续产出。

商业火箭发射迈向“航班化”,本质上是以市场化供给补齐结构性短板、以工程化创新释放规模效应。

随着制度供给、技术进步与产业协同不断加强,我国商业航天有望在更高频、更高效、更开放的轨道上稳步前行。