新一代运载火箭家族首次集体亮相中国国际航空航天博览会

投稿人/来源:澎湃新闻 | 2018-11-07 10:37:03 |

2020年,中国长征火箭家族将迎来一位新成员——长征八号运载火箭。该型火箭的研制将进一步完善我国运载火箭型谱,满足未来中高轨商业发射市场的需求。

在11月6日举行的第十二届中国国际航空航天博览会上,中国航天科技集团将携近两年来的最新科技成果共计186项产品参展,其中,新一代运载火箭家族以1:10模型首次集体亮相。

长征八号火箭2020年首飞,国产重复使用火箭可期

长征火箭家族整体亮相。澎湃新闻记者 谢瑞强 摄

长征八号研制顺利正进行初样研制

此次亮相的新一代运载火箭家族包括:长征五号、长征五号B、长征六号、长征六号A、长征七号、长征七号A、长征八号、长征九号和长征十一号。

中国航天科技集团一院宇航部副部长马志滨介绍,“此次航展,一院第一次对外展示了新一代运载火箭家族,多款新型火箭第一次在公众面前亮相。”自2015年起,新一代运载火箭长征六号、长征十一号、长征七号、长征五号先后成功首飞,提升了我国自主、快速进入空间的能力。未来通过长征七号甲、长征八号、长征九号等新一代运载火箭的研制完成,中国的运载火箭将实现整体更新换代,

“火箭整体更新换代对未来中国航天强国建设起到支撑作用,”马志滨说,“长征系列运载火箭与欧美国家主流火箭相比,在技术可靠性、发射成功率、单次发射服务费用和单位重量载荷发射成本等方面均具有较强的竞争力。”

虽然航天科技集团此前曾公开正在研制长征八号的消息,但未公布火箭的外形,此次首次亮相让外界有机会一睹其真容。

长征八号火箭项目负责人宋征宇表示,长征八号是为满足商业航天发展需要研发的新型中型运载火箭,目前该型火箭已进入初样研制阶段,预计在2020年实施首飞。

据了解,长征八号火箭主要用于填补我国太阳同步轨道3吨至4.5吨运载能力的空白,并兼顾近地轨道和地球同步转移轨道发射能力,具有发射成本适中、发射周期更短、适应多个航天发射场条件的特点。“具备较强的国际竞争力,在商业卫星发射市场前景客观。”宋征宇向澎湃新闻(www.thepaper.cn)指出。

太阳同步轨道卫星的轨道同赤道的倾角为90度,经过南北两极等地区,由于不受地球自转的影响,所以它能永远处于太阳光的照射下,这就让它的太阳电池能处于永久充电的状态,不少遥感卫星、资源卫星都采用这种轨道。

该火箭和长征七号、长征五号等新一代火箭有很多的技术联系。宋征宇介绍说,长征八号依托我国新一代运载火箭首飞成功的可靠技术,通过系列化、组合化、通用化的设计思路,开展一系列创新设计和研制,以满足未来国际航天发射的需求。

随着长征六号、长征七号、长征十一号等火箭的陆续发射成功,中国火箭家族不断壮大,而长征八号的研制将进一步完善我国运载火箭型谱,不仅可以满足未来中高轨商业发射市场的需求,而且还能牵引带动现役运载火箭的升级换代。据悉,长征八号火箭垂直起降关键技术进行了前期攻关,未来有望具备简易塔架适应能力,实现总装、测试及发射一体化,有力带动我国商业航天的发展。

据悉,长征八号是一型两级液体捆绑式运载火箭。全箭总长50.3米,芯一级直径3.35米,二级直径3米,单个助推器直径2.25米,火箭起飞质量约356吨,主要用于发射近地轨道或太阳同步轨道有效载荷,最大可以将5吨的有效载荷送入700公里太阳同步轨道。

和不少长征火箭一样,长征八号火箭也捆绑了火箭助推器,以提高运力。该火箭捆绑了2个2.25米直径液体助推器,以液氧/煤油作为推进剂,各采用一台120吨级推力的YF-100发动机。火箭一子级也采用YF-100发动机,但数量增加到两台;而二子级采用两台8吨级推力的YF-75发动机,以液氢/液氧为推进剂,具备二次启动能力。

在发射场方面,长征八号火箭可从文昌航天发射中心和酒泉卫星发射中心发射。

长征八号火箭2020年首飞,国产重复使用火箭可期

长征八号火箭模型(右一)。澎湃新闻记者 谢瑞强 摄

中国正大力研制可重复使用火箭

随着美国SpaceX公司“猎鹰”9火箭可重复使用技术的不断成熟,国人也开始关注中国何时拥有可重复使用的火箭。在本次航展上,长征八号火箭项目负责人宋征宇也介绍了长征可重复使用火箭研发的相关信息。宋征宇指出,研制团队正对火箭垂直起降关键技术进行了前期攻关,各项技术研制有序进行。

其实,在今年4月24日举行的中国航天大会上,中国工程院院士、中国航天科技集团有限公司一院系列型号总师龙乐豪也介绍了中国新型可回收火箭的相关情况。

龙乐豪表示,这款可回收重复使用的运载火箭在长征八号火箭的基础上研制而成,采用了子级整体垂直反推回收的方式。这种回收方式类似于美国“猎鹰”系列运载火箭,能够实现火箭部件的再利用,有效降低成本。

长征八号火箭采用回收技术之后,其发射报价将进一步降低,有利于争夺国际商业卫星发射市场份额。预计最早于2020年,采用回收技术的长征八号”火箭即可首飞。“在其服役后,可回收火箭技术将不再被美国一家垄断。”龙乐豪说。

根据相关资料,可重复使用火箭按重复使用程度可分为部分重复使用和完全重复使用。当前国外正在积极发展的部分重复使用技术方式主要包括:伞降式(气囊)、反推火箭式和带翼飞回式等方式。

在回收方式上,中国在伞降式(气囊)、反推火箭式上都进行了研究。中国航天科技集团公司一院科技委主任鲁宇2017年接受媒体采访时表示,中国正在展开可重复使用运载火箭技能研究,包含笔直起降计划和伞降计划。现在两个计划均已完结有些实验验证,一些关键技能现已获得打破。

除了中国航天科技集团公司一院,该集团的八院(上海航天技术研究院)也在研制可重复使用的航天运载器。“其实早在2003年,上海航天就将视线投向重复使用运载器,并开展了专项课题预先研究。”上海航天技术研究院805所专家徐大富此前透露,“经过前期多轮论证迭代优化,我们已经逐步明确了需要突破的关键技术难点,而且确定了两步走的发展战略。”

可重复使用火箭技术可以大幅降低发射的成本。目前,SpaceX公司“猎鹰”9火箭标准报价是6200万美元,如果多次购买还有折扣,比竞争对手价格低25%左右,可为客户节省1000至2000万美元。

据彭博社此前报道,SpaceX公司为美国空军发射的第一颗GPS卫星报价是8270万美元,而联合发射联盟的发射价格为1.6亿美元甚至更高。由于在发射报价上没有任何优势,联合发射联盟退出了竞标。SpaceX公司曾透露,“猎鹰”9火箭的目标是将发射价格降低到500~700万美元,是现有普遍价格的1/8~1/10。 SpaceX公司创始人艾伦?马斯克认为,“这是一个令人激动的目标”。

“猎鹰”9火箭从2013年9月开始测试回收技术,但前七次都以失败告终,第八次才成功发射。2015年12月,“猎鹰”9火箭将11枚商业卫星送上低地球轨道。一级助推火箭在坠落时,利用自身的推进器稳定减速,完美落在发射基地的着陆区。2016年4月,“猎鹰”9火箭第22次发射,实现人类历史上第一次火箭海上回收,而此前该火箭海上回收经历了失败了四次。2017年3月,“猎鹰”9火箭再次创下历史,使用回收修复后的“二手”火箭将载荷送入太空,并又一次成功回收。同时还首次尝试回收了火箭的整流罩。

为了进一步降低发射成本,SpaceX公司还在火箭整流罩回收上“打起了主意”。据了解,“猎鹰”9火箭每个整流罩的成本在500万美元至600万美元之间。

“廉价商业航天时代已经到来。中国在可重复使用火箭技术上发力就是为了迎接这一挑战。”航天专家向澎湃新闻指出。