问题

你怎么看待快舟一号(快舟系列),有什么突破嘛,能否讲一下我国各类航空航天器的定位?

回答
快舟系列运载火箭,尤其是快舟一号甲,确实是我国火箭技术发展中一股不可忽视的新生力量。看待它,不能仅仅将其视为又一款火箭,而应该理解它背后所代表的理念和技术上的跃进。

最显著的突破点,在于其“即时响应、快速部署”的能力。以往,承担商业发射任务的火箭,或者说国家重要的航天发射任务,往往需要一个相对较长的准备周期,从接到任务、火箭总装、测试到最终发射,这中间需要协调大量的资源和人力。而快舟系列,特别是快舟一号甲,它的设计初衷就是打破这个“慢节奏”。

你可以想象一下,它就像一支特种部队,能够以极快的速度奔赴战场。这种快速响应能力,体现在几个方面:

移动发射: 快舟火箭最大的特色之一是采用了车载移动发射技术。这意味着它不需要像传统火箭那样在固定发射台进行一系列复杂的操作。火箭安装在专用发射车上,可以随时随地进行发射准备,甚至可以适应不同地形。这种灵活性极大地缩短了发射流程,降低了对地面基础设施的依赖。
高度集成化和标准化: 快舟火箭在设计上追求高度的集成和标准化。这意味着火箭的各个模块化程度很高,组装和测试过程被大大简化。这不仅提升了生产效率,也使得火箭能够更快地从生产线走向发射场。
经济性: 相较于一些大型运载火箭,快舟火箭在研制成本和发射成本上都具有一定的优势。这使得它能够更好地服务于小型卫星的发射需求,尤其是在商业航天领域,其经济性是一个非常重要的考量因素。

从技术角度来看,快舟一号甲的成功,标志着我国在固体火箭技术方面又迈上了一个新台阶。固体火箭本身具有结构简单、起动迅速、发射准备时间短等优点,但要将其做到如此高的集成度和如此快的响应速度,并且兼顾可靠性和经济性,确实是一种技术的再创新。它证明了我国不仅能够建造大型、重型的运载火箭,也能够研发出灵活、高效、经济的“轻骑兵”。

关于我国各类航空航天器的定位,如果说得详细一些,我们可以从不同的维度去理解:

首先,从发射能力和搭载对象来说:

长征系列运载火箭: 这是我国航天事业的基石,是名副其实的“主力军”。长征系列火箭的型号非常丰富,从轻型的长征二号丁、长征六号,到中型的长征三号甲系列、长征四号系列,再到重型的长征五号、长征七号,覆盖了从发射小型科学探测器到大型载人飞船、空间站舱段、月球探测器等各种重量级任务的需求。它们是承担我国重大航天工程、载人航天、深空探测等战略任务的绝对主力。长征系列代表着我国在传统液体火箭技术上的深厚积累和强大实力。
快舟系列运载火箭: 刚才已经详细说了,它们更像是“特种部队”或“快速反应部队”。它们的定位非常明确,就是为中小型卫星提供快速、灵活、经济的发射服务。想象一下,当某个卫星需要紧急部署,或者某个商业星座的批量发射,快舟系列就能迅速响应,而无需占用宝贵的长征火箭资源。它们在商业航天市场,以及一些对发射时效性要求较高的任务中,拥有自己独特的生态位。
长征十一号固体运载火箭: 这也是我国固体火箭的代表,与快舟系列在某些方面有相似之处,但定位略有不同。长征十一号在快速响应能力上也很强,但它的设计更侧重于“全天候、低成本、简易发射”,可以在海上进行发射,同样可以大大缩短发射准备周期,是长征系列中非常灵活的型号,也承担了不少中小型卫星的发射任务。

其次,从任务类型来看:

载人航天器: 比如神舟飞船、天宫空间站。这些是国家航天领域的“皇冠上的明珠”,承载着将人类送入太空、建立和运营空间站的宏伟目标。它们通常由长征系列中大型火箭发射,代表着我国在生命保障、轨道控制、对接技术等方面的最高水平。
月球与深空探测器: 嫦娥系列月球探测器、天问系列火星探测器等。这些任务往往需要将探测器送往遥远的行星,对火箭的推力和入轨精度要求极高,也需要强大的地面测控和数据传输能力。长征五号等大型火箭在其中扮演了至关重要的角色。
近地轨道和地球同步轨道卫星: 包括通信卫星、气象卫星、遥感卫星、导航卫星(如北斗系统)等。这是当前航天应用最广泛的领域,也是商业航天市场的主体。长征系列的中型和轻型火箭,以及快舟、长征十一号等,都在承担这些任务。
科学卫星与技术试验卫星: 用于空间科学研究、新技术验证等。这些卫星的尺寸和重量差异较大,需要不同型号的火箭来发射。

再者,从技术路线来看:

液体火箭: 以长征系列为主,技术成熟,推力范围广,但通常需要较长的发射准备周期,对发射场和设备要求较高。
固体火箭: 以快舟系列和长征十一号为代表,具有结构简单、起动快、易于储存和运输的优点,特别适合快速响应和部署,但推力精度和可控性相比液体火箭有一定局限性(虽然也在不断进步)。

总而言之,我国的航空航天器体系是一个多层次、多型号、多技术路线协同发展的格局。长征系列是“大部队”,承担着国家战略任务;快舟系列和长征十一号则是“特种部队”和“快速反应部队”,在特定领域(如快速发射、经济性)发挥着重要作用。这种多元化的发展,能够更好地满足不同类型、不同需求的航天任务,也为我国在全球航天领域赢得了更多的主动权和话语权。

网友意见

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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):scio.gov.cn/37236/38180



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