2018-05-17

我国首枚自主研发民营商业火箭首飞成功 厂商:5年后与SpaceX竞争

编辑:吴盈秋
导 语

我国首枚自主研发民营商业火箭——“重庆两江之星”号于5月17日7点33分点火,7:38分落入预定区域。据地面监测,其飞行轨迹在天空中划出一道优美弧线。

  浙江在线5月17日讯(浙江在线编辑 吴盈秋)我国首枚自主研发民营商业火箭——“重庆两江之星”号于5月17日7点33分点火,7:38分落入预定区域。据地面监测,其飞行轨迹在天空中划出一道优美弧线。

  据零壹空间总裁马超在发布会上介绍,此次首飞的“重庆两江之星”为零壹空间OS-X系列的首型火箭。该火箭长度9米,总重7200kg,全程大气层内飞行,最大高度约38.7千米,最大速度超过5.7倍音速,飞行时间306s,飞行距离273千米。零壹空间自主掌握固体火箭发动机技术,发动机推力达到350kN,能够为客户载荷实现0~20马赫的飞行速度,同时该火箭可灵活配置燃气舵、空气舵、姿控动力等多种控制机构,并具有很强的控制能力,可以根据用户的需求进行定制化设计,满足飞行试验所需的各类复杂飞行弹道。本次首飞载荷的客户是航空工业沈阳所。

  北京零壹空间科技有限公司(One Space)成立于 2015年8月,是中国第一家营业执照上写着“运载火箭及其他航天器”的民营企业,专注于低成本小型运载器的研制、设计及总装。

  “重庆两江之星”火箭预计飞行轨迹(红色)。

  核心产品全自主研制

  X系列火箭发动机整机试车现场。

  零壹空间总体控制部总监李云鹏介绍,此次发射的火箭从总体设计到分系统设计,到重要单机产品设计,包括发动机、电机系统中的核心产品中控器,都是自主研制。

  此外,零壹空间几乎覆盖了火箭发射的全过程,“大型地面实验,大部分由我们出方案、组织实施,所有装备工作,包括发射场的发射、测试工作都由我们自己完成,自主知识产权很高;结构上,所有图纸、每个螺钉都是自己设计;其中有些选择外包,比如电机系统里有些单机,因为在市场上已经非常成熟,没有必要自己设计;但其中非常关键的做飞行控制的中控机是自己研制,其他的一些传感器则会采用外购。”

  值得注意的是,OS-X型火箭可以根据客户需求(比如运载能力大小、弹道选择、载荷尺寸等)进行定制化设计。

  对于定制化的范围,李云鹏介绍,X系列火箭试验的微重力时间可达600秒,试验高度窗口在10千米至1000千米,临近空间试验速度窗口最大可达15马赫,主载荷重量最大可达2吨,主载荷几何尺寸最大可达8米*3米*3米。如果达到最大尺寸载荷,可采用并联方式安装;如果载荷较小,可在火箭头部采用串联方式安装,都可灵活配置。

  此外,X系列火箭的控制机构选择有燃气舵和空气舵,包括零壹自研的姿控动力系统,“这些都可以根据用户需要的飞行弹道,在我们对需要的控制能力进行评估后,进行灵活配置。”

  造首个商业化飞行试验平台

  除了技术,零壹空间还尝试在更大的领域进行创新,OS-X系列火箭应运而生。

  “重庆两江之星”测试吊装竖立中。来源:零壹空间

  据介绍,这是OS-X系列火箭是国内首个商业化飞行试验平台,主要用于满足客户的飞行试验需要。

  目前,飞行试验正成为空天关键技术研究的重要手段,在世界范围内,一些前沿技术研究计划都需要进行飞行试验。在国外,已有可以能够用于亚轨道研究和飞行试验的平台。比如美国的一款产品,目前已可提供长时间高速飞行环境、可定制化、军民多类客户使用等。该产品计划2019年首飞,并声称世界上首个商用飞行试验平台具备初步运营能力。

  “在国内,很多客户也是有飞行试验需求的,但是国内却没有这样的平台。”零壹空间相关负责人表示,市场也是决定他们打造这一平台的原因。

  据了解,X系列能够满足微重力试验、探空、再入试验、高速技术验证、发动机性能测试、飞行器性能验证、其他定制需求试验等多项服务需求,且具备专业服务团队和快速迭代优化设计、低成本等特点。

  首飞承载多项研究任务

  本次“重庆两江之星”首飞,零壹还进行了国内首次“箭上无线通讯”“减阻杆”“低成本能源”等创新技术的研究,为简化火箭系统设计、降低研制成本打下了坚实基础。

  以箭上无线通讯技术为例,将火箭从有线网络带入无线WIFI的新时代,该项技术可以减少箭上电气系统设备50%的重量,节约箭上电气设备30%的成本,缩短箭上电气系统60%的设计周期。

  火箭通过飞行试验的方式,对火箭头部安装减阻杆的作用进行了评估。减阻杆以其显著的减阻和降热效果,在国外多个型号中得到了工程应用,但在国内型号中尚无应用,“重庆两江之星”此次飞行为其工程应用进行了科学探索实践。

  火箭飞行过程中,还将对阻碍超音速客机发展的最为关键的因素音爆进行测试。随着高速运输产业的不断发展,音爆相关研究具有重要的工程应用价值。

  厂商:5年后有机会与SpaceX竞争

  在当天上午9时零壹空间召开的新闻发布会上,零壹空间创始人兼首席执行官舒畅被问及与美国民营太空运输公司SpaceX的差距时表示,与其在产品上还有很大差距,但未来5至10年有机会在一些领域竞争。

  舒畅以一组数据来阐释二者的差距:SpaceX于2002年成立,零壹空间于2015年成立;SpaceX现在5000人,零壹空间不到200人;SpaceX现在是200多亿美元的估值,零壹空间现在还不方便透露;SpaceX的主力运营火箭猎鹰9号,今年有30次的发射,每次发射报价在6000万-9000万美元,运力是近地轨道20吨,零壹空间M系列火箭主要专注在500公斤以下的卫星,由此可见,产品上还是有很大的差距。

  不过,舒畅表示,二者的差距和上述数据密不可分,跟SpaceX十几年的努力、估值、获得的资本支持、媒体关注,有很大关系。

  他认为,“我相信在我们中国航天工业基础这么好的土壤呵护下,在重庆两江新区的呵护下,我们未来5-10年,是有机会和SpaceX在一些领域竞争的。”

  目前,零壹空间引入的机构股东包括重庆两江航投集团、哈工大机器人集团、正轩投资、春晓资本、联想之星、前海梧桐并购基金、鸿泰基金、招商局创投、前海万得、通江资本等,累计融资近 5 亿元。其中,哈工大机器人集团是哈尔滨工业大学联合黑龙江省政府、哈尔滨市政府成立的智能装备集团;正轩投资是比亚迪联合创始人创立的高科技领域投资机构。

  美国太空探索技术公司(SpaceX)是一家由特斯拉创始人埃隆·马斯克(Elon Musk)2002年6月建立的美国太空运输公司。它开发了可部分重复使用的猎鹰1号和猎鹰9号运载火箭。SpaceX同时开发Dragon系列的航天器以通过猎鹰9号发射到轨道。2018年2月22日,SpaceX在加州范登堡空军基地(Vandenberg Air Force Base)成功地发射了一枚“猎鹰9号”火箭,将其两颗互联网实验卫星Microsat 2a和2b送入轨道。 3月6日,将西班牙卫星公司Hispasat的一颗大型卫星送入轨道。 4月3日将Dragon飞船送入轨道。

  (综合科技日报、澎湃新闻等消息)