界面新聞?dòng)浾?| 張熹瓏
商業(yè)航天賽道趨熱，大灣區(qū)迎來(lái)液體發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域首個(gè)大型試驗(yàn)中心。12月2日，中科宇航液體動(dòng)力系統(tǒng)試驗(yàn)中心在廣州從化區(qū)開(kāi)工。中科宇航公司董事長(zhǎng)兼總裁楊毅強(qiáng)在開(kāi)工儀式上表示，動(dòng)工的試驗(yàn)中心是大灣區(qū)乃至華南地區(qū)第一個(gè)大型航天試驗(yàn)中心，計(jì)劃于2024年12月竣工投產(chǎn)。
“明年年底，我們將在這里看到大型液體動(dòng)力點(diǎn)火試車的場(chǎng)景?！睏钜銖?qiáng)指出，這將促進(jìn)液體火箭高密度發(fā)射能力的形成和火箭可重復(fù)使用技術(shù)的突破，在最短時(shí)間內(nèi)形成液體發(fā)動(dòng)機(jī)的批量生產(chǎn)能力。
火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是火箭從研制、生產(chǎn)轉(zhuǎn)入發(fā)射試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。據(jù)介紹，該試驗(yàn)中心建成后，將具備200噸液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的試車能力以及400噸液體火箭動(dòng)力系統(tǒng)的試車能力，基本上能夠覆蓋我國(guó)未來(lái)10年內(nèi)主流動(dòng)力的水平。
200噸發(fā)動(dòng)機(jī)的推力意味著中科宇航將目光放在了大推力星座組網(wǎng)的任務(wù)之上，并指向更大的交付能力?！爸锌朴詈矫髂陮⒃俅伟l(fā)射6枚火箭，這也是一個(gè)增量式的發(fā)展。后續(xù)液體火箭會(huì)承擔(dān)更多衛(wèi)星組網(wǎng)的發(fā)射任務(wù)，未來(lái)目標(biāo)是達(dá)到每年100枚發(fā)動(dòng)機(jī)?！敝锌朴詈礁笨偛脳詈屏两邮芙缑嫘侣劜稍L時(shí)表示。
可回收技術(shù)、批量化生產(chǎn)、提高發(fā)射頻次，降本增效已成為商業(yè)航天脫穎而出的關(guān)鍵。
大灣區(qū)首個(gè)大型航天試驗(yàn)中心
發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)的建設(shè)離不開(kāi)兩方面考量：從區(qū)位上看，要求遠(yuǎn)離市區(qū)、處于偏僻和空曠地段；從技術(shù)上看，落地城市需具備一定的工業(yè)基礎(chǔ)和科研資源。
這亦是“廣州后花園”從化被選中的原因。“我們研制的運(yùn)載火箭及所有發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力系統(tǒng)，是技術(shù)難度極高且存在極大發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)；而廣州有很好的制造業(yè)基礎(chǔ)。在從化建立試車臺(tái)，從產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的角度來(lái)看，兩者匹配性高度吻合?！睏詈屏粮嬖V記者。
傳統(tǒng)的航天企業(yè)，一般坐落于北方的重工業(yè)城市——酒泉是發(fā)射工位和技術(shù)廠房的聚集地，山東、陜西等地分布有試車臺(tái)和試驗(yàn)中心。廣東更多以電子等輕工業(yè)為主，此前在航天版圖中相對(duì)空白。
“商業(yè)航天賽道不斷擴(kuò)大，也意味著廣東將投入更多精力到商業(yè)航天領(lǐng)域。對(duì)于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、新基建，也會(huì)有新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。”楊浩亮認(rèn)為，大灣區(qū)在電子信息、半導(dǎo)體、人工智能等領(lǐng)域的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，會(huì)給產(chǎn)業(yè)鏈提供大量幫助，“一個(gè)火箭包括箭體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、總體系統(tǒng)、發(fā)射支持系統(tǒng)等，是工業(yè)化集成和科技量很高的產(chǎn)品，廣州先天優(yōu)勢(shì)是軟件、電子行業(yè)，能進(jìn)一步提升火箭的技術(shù)水平。”
“建成之后，相當(dāng)于最重要的動(dòng)力環(huán)節(jié)、航天系統(tǒng)可以在廣州自主閉環(huán)和形成批產(chǎn)能力，滿足我們后續(xù)液體運(yùn)載火箭的高密度發(fā)射服務(wù)?！睏詈屏琳f(shuō)。
這是中科宇航第三次在大灣區(qū)進(jìn)行布局。此前，公司總部遷到廣州南沙，未來(lái)將作為融資和上市平臺(tái)；今年1月，國(guó)內(nèi)首個(gè)全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)航天產(chǎn)業(yè)化基地——中科宇航產(chǎn)業(yè)化基地在廣州南沙落成投產(chǎn)。
從化和南沙分別位于廣州的最北端和最南端。楊浩亮提及，兩者對(duì)于運(yùn)載火箭系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是相輔相成的角色：“南沙主要是火箭的總裝、總測(cè)和集成，從化將是整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的研制，相當(dāng)于從化生產(chǎn)動(dòng)力系統(tǒng)，在南沙組裝?！?/span>
可回收技術(shù)將節(jié)省70%-80%成本
2023年距離中國(guó)進(jìn)入商業(yè)航天元年已過(guò)去8年。目前估值最高的商業(yè)遙感衛(wèi)星公司長(zhǎng)光衛(wèi)星已進(jìn)入上市受理階段；技術(shù)層面，天兵科技液體商業(yè)火箭天龍二號(hào)首飛成功，中科宇航力箭一號(hào)遙二運(yùn)載火箭“一箭26星”發(fā)射，刷新了中國(guó)一箭多星最高紀(jì)錄。
運(yùn)載火箭正從定制化生產(chǎn)轉(zhuǎn)向批量化生產(chǎn)。和“國(guó)家隊(duì)”相比，商業(yè)航天最突出的增量體現(xiàn)在成本上，降低發(fā)射成本成為必選題。最典型的例子莫過(guò)于SpaceX，這家巨頭通過(guò)批量化生產(chǎn)通用型的航天器，大幅降低成本，其回收技術(shù)已經(jīng)可實(shí)現(xiàn)十幾次的回收和再使用。
根據(jù)規(guī)劃，2025年之后中國(guó)將陸續(xù)發(fā)展星座組網(wǎng)服務(wù)，低軌互聯(lián)網(wǎng)、星座計(jì)劃將是未來(lái)的重點(diǎn)工程，也對(duì)大推力火箭、批量生產(chǎn)能力提出需求。為此，各商業(yè)航天公司將目光轉(zhuǎn)向中大型液體火箭與可回收技術(shù)。
相較于“國(guó)家隊(duì)”專注于深空探測(cè)、空間站建設(shè)，商業(yè)航天的增量市場(chǎng)主要是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和新基建建設(shè)。傳統(tǒng)的空天業(yè)務(wù)主要包括遙感、通訊、導(dǎo)航衛(wèi)星、載人航天、升空探測(cè)以及貨運(yùn)飛船。而未來(lái)商業(yè)航天將不只開(kāi)展這些業(yè)務(wù)，同時(shí)也承擔(dān)著提高發(fā)射頻次的任務(wù)。
為了實(shí)現(xiàn)大推力、多載荷、大載荷的發(fā)射任務(wù)，有必要不斷提升火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。楊浩亮分析道，液體動(dòng)力試驗(yàn)中心對(duì)降本的影響，主要體現(xiàn)在動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制上：“我們采用開(kāi)式液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，把發(fā)動(dòng)機(jī)推力提到了110噸，推力調(diào)節(jié)可做到60%-110%?！?/span>
“試驗(yàn)中心的建立標(biāo)志著可以試驗(yàn)更多的發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于火箭來(lái)說(shuō)，是必要的動(dòng)力系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)不斷提高推力，從而大幅提升火箭的運(yùn)載能力，也意味著可以以更少的價(jià)錢進(jìn)行更多的發(fā)射服務(wù)、提高發(fā)射頻次，我們也可以將所有成本進(jìn)行更有效的平攤。”楊浩亮說(shuō)。
從化試驗(yàn)中心也對(duì)商業(yè)火箭可回收關(guān)鍵技術(shù)起到推動(dòng)作用。據(jù)悉，該中心可滿足三次啟動(dòng)要求，瞄準(zhǔn)了升級(jí)為可重復(fù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)。“回收技術(shù)成熟后，所有的箭體結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)能夠重復(fù)使用，整體維修、維護(hù)以及再檢查、再次發(fā)射的成本可以大幅降低，費(fèi)用大概能減少70%-80%?！睏詈屏粮嬖V界面新聞，可回收使用技術(shù)是最有效的降低成本方式，也是目前中國(guó)商業(yè)航天非常關(guān)鍵的一環(huán)，“我們正在研制中，尚未達(dá)到工程用的階段。”
可重復(fù)使用火箭可大幅度降低進(jìn)入空間的成本，一方面是技術(shù)迭代的更新，另一方面體現(xiàn)了降本增效。中科宇航也在布局液體火箭首飛?！傲?hào)”是中科宇航在研的一款中型液體運(yùn)載火箭，起飛推力751噸，SSO運(yùn)載能力7.8噸，LEO運(yùn)載能力12噸，計(jì)劃于2025年6月首飛；首發(fā)任務(wù)是低成本的貨運(yùn)飛船，標(biāo)志著將進(jìn)入星座組網(wǎng)和大型載荷空間任務(wù)。
楊浩亮認(rèn)為，當(dāng)下商業(yè)航天已從1.0時(shí)代進(jìn)入2.0時(shí)代：“1.0時(shí)代是能力上的比拼，各家是否具備制造和發(fā)射火箭的運(yùn)載能力；2.0時(shí)代是商業(yè)化的競(jìng)爭(zhēng)，講究運(yùn)營(yíng)火箭市場(chǎng)的能力。至于3.0，可能就是技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)營(yíng)多方面的綜合比拼。”