中国商业火箭未来将如何发展?范瑞祥院士揭秘四个关键阶段

2024-12-03 11:40:50来源:北方时空

中国商业火箭产业目前正经历转型阶段,其特征是从过往的高成本和低发射频率向可重复使用、高效及高发射频率的模式过渡。这一转变展现出显著吸引力。该变革预示着中国商业火箭在全球航天领域的竞争力有望显著提升。

火箭绘制图__火箭的蓝图

早期商业火箭研制起步

自1980年代末起,我国开始涉足商业火箭的研发。进入90年代,长征-2E与长征-3B型号火箭相继问世。这些火箭主要用于发射国际商业通信卫星。这一事实反映出我国在商业火箭领域的早期参与度。这一阶段标志着我国商业火箭发展的起点。这些火箭为我国与国际在商业航天领域的合作打下了牢固的基础。

2024年11月30日,长征12号火箭在海南商业航天发射场完成首飞。这一成功发射,标志着海南商业航天领域的进步迈向了新的阶段。新发射场的启用和火箭的应用,无疑为中国商业航天事业的发展开启了新的历史里程碑。

未来阶段一

范瑞祥预测,我国商业火箭发展的初期阶段将由在役的成熟火箭和新型研发的商业火箭共同承担发射任务。这些火箭均采用一次性使用的设计理念,其直径均超过4米,且具备10吨级近地轨道的运载能力。此阶段对我国商业火箭的进一步推进至关重要,为后续发展奠定了坚实基础。

数家国内商业企业正在致力于多款商业火箭的研发,火箭直径介于3.35至4.5米。预计在未来一至两年内,这些火箭将逐步进行首次发射。一旦技术成熟,将开展火箭一级回收飞行验证实验。

进入重复使用阶段二

第二阶段标志着火箭进入了可重复使用的时代。这一阶段的研究目标是开发直径为5米的火箭型号。这种型号的火箭将具备首次级可重复使用的特点。此外,它还能够将20吨的载荷成功送入近地轨道。

若火箭研发项目顺利实现,该火箭有望在商业火箭市场取得领先。这将大幅提升商业火箭发射的效率,并有助于降低相关成本。这一举措对于推动商业航天行业的规模化扩张具有极其关键的作用。

超大型火箭的阶段三

当前阶段,我国正致力于研发直径达7米的巨型火箭。该火箭采用液氧与甲烷作为推进剂。火箭的一级结构可实现重复利用,其在低地球轨道上的承载能力达到50吨。这一进展对于增强我国商业火箭的运载能力至关重要,同时也有助于满足未来对于大型商业卫星或卫星群发射的需求。

重型火箭阶段四

第四阶段项目专注于开发一款直径达10米的重型火箭。该火箭采用了两级可重复使用的结构设计。在这一阶段,预计火箭的近地轨道运载能力将突破100吨。这一显著提升将推动中国商业火箭性能实现质的飞跃。

该火箭性能卓越,对中国商业航天行业的发展起到了关键作用,尤其是在深空探索和大型卫星的商业发射领域,其影响持久且重要。

市场需求与发展转变

数据显示,2030年前,我国商业卫星年发射量有望突破1500颗,商业火箭年发射次数亦将超过150次。考虑到低轨星座卫星数量庞大,这对运载火箭的性能提出了显著要求。

范瑞祥建议,航天发射需从成本高昂且发射频率低的模式,转向成本效益更优且发射频率更高的模式。此转型核心在于火箭的重复使用技术,目前全球仅SpaceX公司在这一领域实现商业化运营。我国在一次性火箭技术方面经验不足。随着商业航天领域的持续进步,研发具备高运载能力和可重复使用特性的火箭已成为行业关注焦点。您预计我国商业火箭何时能追上SpaceX的技术水平?欢迎读者留言、点赞并转发本文。