快舟系列是航天科工集团的产品。
一、快舟火箭的背景
我国航天有两大集团,航天科技集团和航天科工集团。
这两个有鲜明的区别,前者主要是送人上天的,后者主要是送人上西天的。一字之差,但显然大不相同。
因而,我国航天事业的主要运载工具,长征系列火箭家族,就隶属于航天科技集团,它们是中国航天绝对主力,关于这些火箭的区别和定位,我刚在这个文章写过了。
但是吧,在那个时候(还没有长征5、6、7、11、捷龙)中国火箭家族还缺一个非常核心的力量,也是美国空军在上世纪末提出的一个非常重要的目标“太空快速响应”。
说白了,就是如果有非常紧急的情况,自己家的卫星被攻击需要快速、高频率补充发射,要有火箭能及时补上。但绝大部分火箭都是液体燃料,准备周期特别长,普遍都需要数周时间,根本不可能快速补充。这基本就要求一个强大的使用固体燃料火箭家族,作为紧急储备,随用随发。
于是自上世纪末起,美国很快有一个火箭家族崛起,叫做米诺陶,Minotaur,由诺格主要负责,拥有-C、-1、-2、-3、-4、-5六个型号,运力从几百千克到几吨,甚至可以直送月球。2013年,米诺陶5就将NASA的月球大气与粉尘环境探测器(LADEE)直送月球,固体燃料火箭做到这个地步,相当难了。因为它的燃料比冲(单位质量燃料产生的冲量)太低,一般只是出苦力的作为助推器大力出奇迹,但是没法持久工作。
中国显然也有这个需求,尤其是作为有东风快递的大国不弄这个也说不过去,而显然对火箭固体燃料研究最为透彻的一定是航天科工集团。于是乎中国也在十多年前开始研究快速响应航天运载器,航天科工集团也确实做得很好,早在2013年,快舟一号火箭就成功发射。
真正让快舟系列迎来转机的是2015年。2015年10月29日,国务院公布了《关于印发国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)的通知》。2016年,国务院新闻办公室发布的《2016中国的航天》白皮书则突出强调“鼓励引导民间资本和社会力量有序参与航天科研生产、空间基础设施建设、空间信息产品服务、卫星运营等航天活动,大力发展商业航天”[1]。从另一方面,党的十八大以来,军民融合全面上升为国家战略,这一重大战略布局也给商业航天发展提供了政策法规和指导方针。
于是航天科工集团就成立了火箭公司,将快舟系列火箭商业化,尤其是近两年内7发7中的快舟1A型火箭,成功率相当高了。未来,快舟火箭还会有大的发展。
二、快舟火箭能干什么?
显而易见,最重要的目标:快和稳。
结果也显然,快舟的表现非常优异,2019年12月7日,快舟1A创造了冷战后人类航天新纪录:一天之内同一型号火箭在同一地点连续成功快速发射。
大家看看快舟这一套系统,原木运输车多好看。。能不快么。。。
具体来讲,仅相隔6个小时,非常了不起。
不过,由于快舟使用固体燃料、且目前初级版本也做得比较小(30吨级),快舟1和1A的运力都很一般,仅仅是300-500千克级别,也仅能送几百千米高的的近地轨道和太阳同步轨道,它们目前发的都是小微卫星,大一点的其实发不了。
相比较而言,长征五号在800吨级别,近地轨道运力在25吨级,二者是麻雀和雄鹰的区别。
不过别忘了,麻雀虽小五脏俱全,快舟的定位就是综合、快速、高效航天发射应急系统,关键时刻它能起到的作用是长征五号无法做到的。
三、快舟火箭的未来是什么?
快舟火箭的未来发展轨迹,可以参考美国的米诺陶家族,实际上也的确如此,目前的快舟1/1A对标米诺陶1/C,各方面指标都很接近。这意味着快舟火箭还会有进一步的升级。
快舟火箭商业化之后,尤其是在湖北多方给投资了一个巨大的火箭基地,确实带来了更多资金和机遇。现在也有快舟11马上发射,快舟21核心技术实现了突破(大型固体燃料火箭发动机和结构)。如果简单列一下指标,大概是这样的,
快舟1和1A,30吨级,运力(近地)0.3-0.5吨级,已经9发9中
快舟11,70-80吨级,运力(近地)1-1.5吨级
快舟21,不详,运力(近地)20吨级
快舟31,不详,运力(近地)70吨级
这也意味着快舟不仅要对标米诺陶,未来的长远规划还会超过它。
此外,我国长征火箭由于一系列历史和设计原因,并没有采用固体助推器这个方案。但是固体助推器确实有很大的优势,例如推力巨大、设计简单、容易模块化组装、成本并不高,但是由于历史上长期不发展相关技术也导致长征火箭基本失去了这种方案的可能性。
未来,随着快舟系列不断验证并提升我国的固体燃料火箭技术,以及长征家族的自我更新(例如长6改),设计大型固体助推器也越来越有潜力,无疑对长征火箭家族也会是个有潜力的大的“助推”。
四、花絮
不过12月7日的发射中,好像“快舟火箭一日双箭“并没有成为大新闻,反而是它产生的火箭尾迹云酷似龙形而火遍媒体。
这种尾迹云其实因为火箭产生的尾气,在日落西山、但高空依然能照到阳光之际被照亮、高空又有风导致的情况,在火箭发射中很常见。
不过,既然成了大新闻,也顺势做一波科普好了。。。。也是个不小的成就啊!
1. 国务院《2016的中国航天》白皮书(全文):http://www.scio.gov.cn/37236/38180/Document/1626692/1626692.htm。