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力箭二号明明是可回收火箭,为什么两次任务都按一次性发射

中国18颗卫星升空,大家都很高兴,我却感觉有点“遗憾”,因为我们最希望看到的场景,没有上演。

11月3日8时15分,东风商业航天创新试验区,力箭二号遥二运载火箭点火升空,将千帆极轨21组共18颗卫星精准送入预定轨道。

(力箭二号遥二运载火箭顺利升空)

这次任务非比寻常,从火箭角度讲,中科宇航的力箭二号的可靠性再次得到验证,标志着火箭技术的成熟;从卫星角度讲,我国的千帆星座部署进程稳步推进,属于中国人自己的低轨互联网星座距离投入运营越来越近。

两方面都是好事,为什么我有点遗憾呢?

其实说起来,我也是“鸡蛋里挑骨头”了,确实太想早点看到中国商业航天技术的突飞猛进了,所以很想早日见到“完全体”的力箭二号火箭。因为这款火箭如果技术完全成熟,实际上是可回收的,而本次发射任务,没有进行回收技术验证。这意味着,力箭二号距离给公司创造大规模营收,扭转整体亏损局面,恐怕还比较远。

力箭二号是中科宇航自主研制的液体运载火箭,也是我国首款采用通用助推器核心构型的火箭。

(力箭二号)

所谓“通用助推器核心”,通俗地说,就是芯级和助推器使用统一规格的模块,像搭积木一样组合出不同运力。说起来,SpaceX最开始也是走的这个路线,3枚猎鹰9的芯级捆绑起来,就构成了猎鹰重型火箭。这种模式既降低了生产复杂度,也为流水线式批产创造了条件。

具体来说,力箭二号全长53米,芯级直径3.35米,起飞重量625吨,起飞推力753吨。它的运力很强,200公里近地轨道运载能力达到了12吨,500公里太阳同步轨道运载能力也有8吨。

最重要的是,力箭二号为火箭回收技术而生。中科宇航采用“通用化、组合化、模块化”理念,火箭动力、航电、软件高度统型,部件均可互换复用;根据设想,未来力箭二号技术成熟后,依托批产滚动备份模式,生产周期可以压缩一半,测发周期控制在15天以内,能像航班一样按计划起飞。

(中科宇航)

然而“遗憾”的是,本次发射任务,并没有测试回收技术,火箭仍以一次性模式将卫星送入轨道。

执行这次发射任务的是力箭二号遥二火箭,看这个名字你就能知道,这是该型火箭的第二次发射。

其中,遥一火箭在今年3月底升空,将新征程01卫星、新征程02卫星和天视卫星01星三颗卫星送入预定轨道。时隔七个月,中科宇航又完成了这款火箭的第二次试飞。

对这种可回收火箭来说,大体上有两种发展模式。其中一种是朱雀三号、长征十号乙这样的火箭,我们可以称之为“一步到位型”。简单说,就是将入轨与回收两个高难度动作在早期甚至首飞中并行验证,首飞就验证回收技术。

(朱雀三号首飞即测试回收技术)

另一种,可以称之为“循序渐进型”,先确保火箭能飞起来,然后再考虑怎么回收。当初的猎鹰9号火箭,就是走的这个路线,国内也有类似于智神星一号这样的火箭这么发展。

第二条路线虽然看似比较慢,实则是出于稳扎稳打的考量,其好处有三个。

首先,对于商业航天公司来说,先保住运力和订单,才是维持运行的关键。任何科技公司在前期都需要稳定的订单和外部融资来支撑研发,稳定的发射能力就是拿到投资的关键,以及给甲方提供的信心。

其次,通过一次性火箭的反复发射,可以持续积累技术和经验。把这部分技术锤炼到万无一失,也能为后续的回收试验减少干扰因素。

(中科宇航副总裁樊娜)

再次,正如中科宇航副总裁樊娜透露的那样,“眼下客户更在意卫星能否及时、顺利上天”。中国的低轨互联网星座部署正在加速,通过一次性火箭把订单拿下,除了给公司打响品牌之外,也能契合国家实现在轨互联网自主的战略要求。

正因如此,我们既需要那些能大踏步直接测试回收技术的火箭,也需要能满足当下卫星庞大发射需求的“快车”。

根据规划,我国千帆星座需要在今年年底完成324颗卫星在轨部署,目前部署了274颗,距离目标还有50颗;国网星座规划400~648颗,目前还只有两百多颗。

可见,我们的火箭运力缺口仍然很大,全都等着可回收火箭的全流程试飞,根本等不及。万一试飞失败了,任务推迟时间基本上就要半年起步,大事全都被耽误了。

(中国低轨互联网卫星不能全等可回收火箭)

别看长征十号乙、朱雀三号都已经实现了回收,但最早也要年底才能复飞。就算复飞了,回收、复用效率如何提高、火箭产能如何提升,也都有待探索。

总而言之,首次实现回收跟形成稳定运力之间,还有相当长的距离。如果我们留下空窗期,眼睁睁看着SpaceX抢占太空资源,那么两国差距将会越来越大。

因此,无论“一步到位”还是“循序渐进”,本质上殊途同归,条条大道通罗马。开篇说的遗憾并非真遗憾,而是对祖国航天技术成熟的热切盼望。

跟美国相比,中国两大星座在轨规模仍差约20倍,但更关键的是部署节奏和成本结构。力箭二号在暂不回收状态下,单位成本已接近猎鹰9回收水平,后续补上集束式回收还有下降空间。

(中科宇航前景可期)

随着中国的火箭回收技术日渐成熟,中美两国在商业航天赛道上,必然会从“谁先掌握回收”转向产能、批产和发射节奏的比拼。

力箭二号遥二运载火箭的成功,标志着中国商业航天公司多元化发展的又一次突破。马斯克的SpaceX固然很强,但中国的多元化探索总能开辟出新的赛道,填补中美之间的沟壑。中国企业已经无数次证明了这一点,商业航天领域的迎头追赶,也正在上演。