
中國商業航天公司中科宇航研製的力箭二號遙二運載火箭,11 月 3 日上午 8 時 15 分在東風商業航天創新試驗區發射,成功將千帆星座第 21 組共 18 顆衛星送入預定軌道。這是力箭二號第二次飛行,也是首次承接低軌衛星互聯網的大規模組網任務。據中科宇航公布,火箭採用可讓多顆衛星「一次解鎖」的分離裝置,減少逐顆解鎖所需的機械程序。
力箭二號今年 3 月 30 日首飛,當時將輕舟初樣試飛船及另外兩顆衛星送入軌道,發射載荷約 4.2 噸。今次由試飛任務轉為同時部署 18 顆衛星,服務上海垣信衛星科技有限公司建設的千帆星座。千帆星座又稱 G60 星鏈,計劃透過低地球軌道衛星提供寬頻互聯網服務,常被外界拿來與 SpaceX 的 Starlink 比較,但今次成功入軌並不代表整個星座已完成建設或投入全球服務。
▲圖片來源:SCMP
18 顆衛星共用分離機構 一次解鎖減少故障環節
力箭二號遙二首次配合中科宇航參與研製的多星分離機構,讓 18 顆堆疊衛星共用一套解鎖裝置。力箭二號副總設計師張延瑞解釋,傳統安排需要逐顆解除鎖定再分離,新方法只須一次解鎖,衛星其後依照設計的運動方式分開。這可減少獨立解鎖裝置的數量、重量及所佔空間,也減低多次機械解鎖造成故障的風險,但衛星之間的運動與分離路徑需要仔細設計。
中科宇航亦調整火箭第二級的推進劑管理。此次任務使用第二級發動機兩次點火的方式,針對較長的無動力滑行時間,改善燃料貯箱內液體晃動及重新點火前的推進劑沉底程序。公司同時改善箭地供電、供氣介面,以及自動化測試和故障診斷流程,以縮短發射準備時間。
通用芯級可以像積木組裝 近地軌道運載能力達 12 噸
力箭二號是中國首款採用「通用助推器核心」(Common Booster Core,CBC)構型的液體運載火箭。設計讓標準化芯級按任務需要組合,可採用單芯或增加 2 個、4 個助推器的不同配置,減少不同火箭版本之間重複設計的工序。
根據中科宇航公布的規格,力箭二號可將最多 12 噸載荷送往高度 200 公里的近地軌道,或將 8 噸載荷送往高度 500 公里的太陽同步軌道。這些是指定軌道條件下的額定運載能力,並非今次 18 顆衛星的實際重量。公司稱力箭二號兩次任務合計送入軌道的載荷超過 9 噸。
火箭工廠年產能現為 12 枚 未來計劃增至 20 枚
據《科創板日報》11 月 3 日的現場報道,中科宇航紹興工廠現有每年交付 12 枚力箭二號火箭的能力,日後計劃提升至每年 20 枚。工廠產能不等於已實現的年度發射次數,仍須配合發射場安排、衛星準備及任務需求。
大量低軌衛星需要分批送入軌道,也要在日後補充或替換衛星。對千帆等大型星座而言,運載火箭除須有足夠載荷能力,能否持續製造及按期發射同樣重要。
聲稱現有成本接近 Falcon 9 集束回收仍待驗證
力箭二號總指揮楊浩亮今年 3 月接受《科創板日報》訪問時稱,力箭二號在不回收情況下,每公斤載荷發射成本約人民幣 3 萬元;他以 SpaceX Falcon 9 每公斤約 5,000 美元作比較,稱兩者成本接近,並預期力箭二號完成回收技術開發後,成本有機會降至對方一半。這些數字及未來降本幅度屬公司方面的比較與預測,兩款火箭的任務軌道、實際載荷、報價及成本計算方式未必一致,不能視為已經獨立證實的同條件成本比較。
中科宇航計劃進一步開發「集束式回收」,即芯級與助推器在飛行後保持捆綁,作為整體返回地面垂直降落。相關方案仍在研發及試驗階段,11 月 3 日的遙二發射並未驗證火箭整體回收成功。公司亦計劃透過力鴻系列試驗飛行器累積回收數據,再把技術應用於大型運載火箭。
資料來源:中科宇航、新京報、科創板日報、科創板日報(3 月訪問)、人民網
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