馬斯克稱贊的“中國SpaceX”,近日完成了一次漂亮的火箭發射任務。不過,等待著它的,是接下來的大考。
6月9日,朱雀二號改進型遙六運載火箭在東風商業航天創新試驗區發射升空。本次任務是朱雀二號運載火箭的第8次飛行,在繼承遙五成熟方案的基礎之上,又從任務快速響應、星箭協同設計、載荷環境優化及可靠性提升、成本優化等方面進行了升級和改進。
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(朱雀二號改進型遙六運載火箭)
搭乘該火箭升空的,有兩顆衛星。第一顆是千帆星座的DTC01星,該星座被稱為“中國版星鏈”,可見其重要價值;第二顆叫中國移動02星,歸屬于中國移動通信集團有限公司,將用于測試手機寬帶直連衛星、天地網絡融合等技術。
據報道,本次任務取得圓滿成功,兩顆衛星均順利入軌。而對火箭的開發者——藍箭航天來說,這次任務也算是為企業提振了士氣。去年12月朱雀三號的失敗,為中國商業航天的火箭回收之路蒙上了一層陰影。如今朱雀二號再次順利完成發射任務,證明從技術到商業模式,藍箭航天都沒有問題,火箭回收技術的實現,只是個時間問題。
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(去年的朱雀三號試飛取得部分成功的結果)
藍箭航天是中國比較杰出的商業航天企業,是國內首家取得全部準入資質的民營運載火箭企業,被很多人認為是最有希望追趕馬斯克SpaceX水平的中企。
回顧藍箭航天的成長之路,其實并不是很順。今天的火箭能夠成功,確實很不容易。
該公司成立于2015年。三年之后的2018年,就完成了第一款火箭的研發,名字叫“朱雀·南太湖號”,其實也就是所謂的朱雀一號。
朱雀·南太湖號直徑1.35米,總長度19米,算是一款小型火箭,主要面向微小衛星的發射服務。其一共有三級,動力采用三級固體+液體末修姿控模式。這是中國首次真正意義上的民營運載火箭發射任務,可惜在一二級分離成功后,三級出現異常,未能成功將衛星送入預定軌道。
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(朱雀·南太湖號)
按理說,航天這么尖端的科技,出現失誤也很正常,在失敗基礎上改進就行。但藍箭航天非常果斷,直接放棄了固體火箭的模式,轉而研究液氧甲烷火箭。
這個想法非常大膽。首先就是轉型太激烈,對于一個初創公司來說,敢直接推倒現有進程,一切重來,需要極大的勇氣。稍有不慎,就有可能因為研發周期過長,遲遲無法營收而破產。其次,藍箭航天做出這個決定時,液氧甲烷火箭還沒有成功發射的先例,連SpaceX的猛禽發動機也在研發之中。
從這一點來說,藍箭航天確實有SpaceX那股子敢闖的勁兒。二者都知道,雖然在沒有成功案例的情況下研發確實有點困難,但這種火箭發動機的優勢確實很突出。
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(猛禽發動機也是以甲烷為燃料)
首先,甲烷作為低碳氫化合物,燃燒之后幾乎不結焦積碳。對致力于研發可重復使用火箭的企業來說,這是最大的優勢。回收之后,發動機不需要進行復雜的清洗工作,可以極大地節約回收時間和成本。而且甲烷本身也很便宜,直接利用天然氣提純即可獲得,進一步壓縮火箭發射價格。
其次,和傳統的偏二甲肼、四氧化二氮等有毒推進劑相比,甲烷要更加安全,工作人員不需要冒著中毒的風險進行維護。
和已經有成功經驗的液氧煤油發動機相比,液氧甲烷的比沖性能更加優異,可以達到330~360秒,超過了煤油發動機的310~340秒。
因此,藍箭航天才如此堅決地轉型,開始研制以液氧甲烷為燃料的“天鵲”發動機,以及全新一代火箭——朱雀二號。
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(TQ-12B發動機)
2022年12月,朱雀二號迎來了自己的首飛(朱雀二號遙一運載火箭)。火箭達到了太空高度,但由于二級發動機異常,未能入軌。不過,這讓藍箭航天看到,火箭的基本飛行性能沒問題,只要把導致任務失敗的細節加以改進即可。
2023年7月,朱雀二號遙二運載火箭在我國酒泉衛星發射中心點火升空。這一次藍箭航天沒有再讓我們失望,火箭順利進入預定軌道,同時也向世界宣告,全球第一枚成功發射入軌的液氧甲烷火箭,來自中國!
同年12月,朱雀二號遙三火箭再次取得成功,將三顆衛星送上太空。這標志著朱雀二號運載火箭的技術基本成熟,并已成功實現商業運營,走通了國內商業航天之路。
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(朱雀二號改進型運載火箭)
但藍箭航天并未滿足,而是在此基礎之上繼續突破,推出了朱雀二號改進型運載火箭。
和上一代相比,朱雀二號·改的二子級發動機配置從“一臺主發動機+一臺游機”改成了“一臺主發動機+一套輔助動力系統”。通過這種改動,可以有效提升火箭運力,同時還減少了推進劑用量。
此外,新型火箭還采用了“雙低溫單層共底貯箱”技術,成功為儲存燃料的箱體減重,減輕了火箭升空的負擔。
改進后的朱雀二號運載火箭,箭體長度達到了47.3米,箭體直徑3.35米,整流罩的最大直徑3.35米。其起飛質量為219噸,起飛推力282噸,近地軌道運力6噸,500公里太陽同步軌道運力4噸。
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(朱雀二號改進型藥三運載火箭)
不同的火箭發射任務,藍箭航天都會有所改進,所以火箭的長度可能有所變化。比如這一次的朱雀二號改進型遙六運載火箭,整流罩直徑已經可以擴大到4.2米,容納更大尺寸的載荷。還有此前的加長版,可以將火箭全長提升到55.9米。
可以說,每一次發射,都是學習與改進的實踐。從更長的時間尺度來看,人類今天的航天技術仍處于起步階段,朱雀二號的每一次改進,都是中國商業航天企業追求卓越的勇敢嘗試。
當然,我們最期待的,還是藍箭航天的下一代火箭——朱雀三號。這是一款真正要實現國內火箭回收技術的型號,也是真正打通商業航天之路的關鍵。去年12月,朱雀三號遙一運載火箭發射升空,雖然二級順利入軌,但一級回收未能成功。
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(朱雀三號即將再次試飛)
預計本月內,為此休整半年的朱雀三號將再次嘗試回收技術。如果說朱雀二號是藍箭航天兜底的產品,朱雀三號才是該公司真正走上世界前列、有資格和SpaceX掰手腕的核心產品,更是中國商業航天技術突破的關鍵。
我們也期待著朱雀二號改進型遙六運載火箭的成功,能預示著藍箭航天的6月密集測試的更多好消息。馬斯克多次稱贊中國的企業和技術,甚至稱朱雀三號有望“5年內超過獵鷹”。咱們也別讓“世界首富跌份兒”,真正展現航天大國的實力。
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