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快舟系列运载火箭:中国航天又一重大成就

时间:2023-05-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:快舟系列运载火箭,是世界首个星箭一体小型运载火箭。基于以上研发背景,中国快速跟进,目前已经完成了“快舟一号”“快舟二号”“快舟一号甲”等小型运载火箭的研制。2013年9月25日,中国首次采用快舟固体小型运载火箭,以一车一箭车载机动发射方式,成功将“快舟一号”卫星发射升空。截至目前,“快舟一号甲”固体运载火箭已成功完成12次发射任务,创造了同一发射工位、同一型号发射火箭时间间隔最短记录纪录。

快舟系列运载火箭:中国航天又一重大成就

快舟系列运载火箭采用了国际首创的星箭一体化技术,采用栅格舵控制技术,是中国首个具有快速集成、快速入轨能力的小型固体运载火箭,创造了中国航天发射的最快纪录,使中国航天发射运载工具由液体运载火箭拓展到固体运载火箭,初步形成了中国亟需的空间快速响应能力。快舟系列运载火箭,是世界首个星箭一体小型运载火箭。

为什么取名为“快舟”呢?因为早在1999年,美国空军最早提出“太空快速响应”概念,主要用于军事应急,当发生区域战争时,快速装配出一颗卫星,同时,配套的快速运载火箭能够应急地将其发射升空,保证从提出作战需求到航天器部署完毕,只需要几天或几周时间,火箭取名“快舟”,希望可以“快人一步,成为梦想之舟”。

从概念的提出至今,美国在该领域已取得了许多进展,包括利用已有的退役或现役洲际导弹改装成为快速发射系统,如美国的米诺陶运载火箭。

美国《新闻周刊》曾描述这种卫星说,这是只有洗碗机那么大的卫星,在几天甚至几个小时之内就可以由建造好的零件组装起来,具有“与笔记本类似的即插即用技术”。

目前的大型卫星多由军队高层使用,用于满足战略需求,与此相比,快速应急卫星更能满足战术需求。在战场上,连排一级都可以直接使用,甚至有可能出现单兵手持相关终端设备直接使用的场景。专家介绍说,目前世界上只有美国掌握这一技术,且已经趋向成熟——试验型卫星发射完成,已经拥有业务型卫星。英国和法国研制的小卫星项目也有类似意图。

俄罗斯将自己退役或即将销毁的多款洲际导弹,如SS-18、SS-19等,改装成为运载火箭,并使其具备从地下发射井直接发射的能力。除了能在国际商业卫星发射市场占据一席之地外,其本身就是太空快速发射系统的一部分。日本新型固体运载火箭“艾普斯龙”于2013年9月14日成功发射,这对于日本来讲就是其太空快速发射系统的重要组成部分。只需要一周时间,发射成本不到3000万美元,就能完成一次发射工作,并将不同用途的小卫星送到太空实施潜在军事任务。

基于以上研发背景,中国快速跟进,目前已经完成了“快舟一号”“快舟二号”“快舟一号甲”等小型运载火箭的研制。

1.“快舟一号”

“快舟一号”卫星主要用于各类灾害应急监测和抢险救灾信息支持。这是军工技术服务美丽中国建设、深化生态文明体制改革的重要举措。

2013年9月25日,中国首次采用快舟固体小型运载火箭,以一车一箭车载机动发射方式,成功将“快舟一号”卫星发射升空。当“快舟一号”在酒泉卫星发射中心发射成功,当时有媒体评论说,此举标志着中国抢在美国之前,成为首个完整发射星箭(卫星和火箭)一体化快速应急空间飞行器试验的国家,具有重要的战略意义。

2.“快舟二号”

2014年11月21日,中国在酒泉卫星发射中心用快舟小型运载火箭成功将“快舟二号”卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道

“快舟二号”火箭采用了国际首创的星箭一体化技术,可实现快速集成、快速测试、快速发射;在国内首次采用栅格舵控制技术,是中国首个具有快速集成、快速入轨能力的小型固体运载火箭,创造了中国航天发射的最快纪录,使中国航天发射运载工具由液体运载火箭拓展到固体运载火箭。(www.xing528.com)

“快舟二号”火箭是国家“863”计划相应工程的收官之战,关系着科研攻关、技术创新能否顺利转向工程化。“快舟”圆了快速发射卫星之梦,也培养出了撑起国家天空的新力量——中国第一支空间快速响应装备研制队伍。

3.“快舟一号甲”

“快舟一号甲”运载火箭采用国际通用接口,主要为低轨小卫星提供发射服务,是在“快舟一号”运载火箭基础上适应性改进的一型低成本、高可靠性的通用型固体运载火箭,可为300千克级及以下低轨小卫星提供发射服务,具有发射成本低、准备周期短、保障条件少和快速集成、快速入轨等特点。截至目前,“快舟一号甲”固体运载火箭已成功完成12次发射任务,创造了同一发射工位、同一型号发射火箭时间间隔最短记录纪录。

* “快舟一号甲”首飞。图片来源:中国航天科工集团有限公司

2017年1月9日12时11分,中国在酒泉卫星发射中心用“快舟一号甲”小型运载火箭,成功发射“吉林一号”灵巧视频03星(吉林林业一号),同时搭载“云试验一号”“凯盾一号” 两颗立方体星。此次任务采用纯商业发射合同组织形式,完全按市场行为运作,是快舟火箭的“商业第一单”,也是中国航天科工集团公司商业航天首发,标志着我国在商业航天领域迈出新步伐。

2019年11月13日11时40分,命名为“快舟·我们的太空号”的“快舟一号甲遥十一”运载火箭,在我国酒泉卫星发射中心成功将“吉林一号”高分02A卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功。

2021年10月27日14时19分,命名为“快舟·新洲号” 的“快舟一号甲”固体运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火升空,以“一箭一星”方式,将“吉林一号”高分02F(航天星云·常熟一号)卫星送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。自2017年1月9日首次执行商业发射任务以来,“快舟一号甲” 火箭已成功完成12次发射履约,顺利将21颗卫星精确送入预定轨道。

“长征”及“快舟”等系列运载火箭从无到有、从一箭一星到一箭多星,成功完成以神舟飞天、嫦娥奔月、北斗组网、高分观测、对外商业发射等为代表的国家重点工程的发射任务,创造了“当惊世界殊”的骄人成就,有力支撑了我国从航天大国向航天强国迈进。为了满足未来航天的更多需求,我国还在研制“长征五号B”“长征六号甲”“长征七号甲”“长征八号”“长征九号”以及新一代载人运载火箭等更多的新型火箭。2025年前后,我国可重复使用的亚轨道运载器将研制成功,将使亚轨道太空旅游成为现实。同时,空射运载火箭将快速发射能力提升到小时级。2028年,以火箭发动机为动力的两级完全重复使用运载器将研制成功。2035年左右,运载火箭将实现完全重复使用,以智能化和先进动力为特点的未来一代运载火箭将实现首飞。2040年前后,未来一代运载火箭将投入应用,组合动力两级重复使用运载器将研制成功,核动力空间穿梭机将出现重大突破。“长征”永远在路上,征服太空的脚步永远在路上。

【注释】

[1].《中国航天技术的突破性发展》,李成智(编),中国科学院院刊,2019年版,34卷第9期,第1014—1027页。

[2].上面级是一种能够进一步将航天器从准地球轨道或地球轨道送入预定工作轨道或预定空间位置的小火箭。它可多次启动,工作时间长,能先后把不同“乘客”送到不同目的地,大大增强了我国运载火箭的任务适应性。

[3].该火箭长32.6米,最大直径3.35米,起飞重量190吨,近地轨道运载能力1.8吨,推进剂使用偏二甲肼和四氧化二氮。它是中国运载火箭的基础型号,共执行过4次发射任务。以“长征二号”火箭为原型,先后研制出“长征二号甲”“长征二号丙”“长征二号丁”“长征二号E”及“长征二号F”运载火箭,形成了“长征二号”系列运载火箭。

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