商业运载火箭、矢量发动机、自主研发......谷神星一号首飞成功，你需要知道这些事

仙仙

2020年11月7日15时12分，谷神星一号运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功首飞，并顺利将天启星座十一星送入预定轨道。




中央广播电视总台央视记者 张超群：酒泉卫星发射中心迎来了一枚与众不同、通体黝黑的火箭，它就是谷神星一号火箭，这枚4级固体民商火箭的一二级采用了摆动喷管矢量控制，大大增强了火箭的控制能力和抗干扰能力。






酒泉卫星发射中心主任 张志芬：我宣布，根据飞行评定，本次任务取得圆满成功。




谷神星一号运载火箭是一款小型固体商业运载火箭，可满足近地轨道微小型卫星发射需求，搭载发射的天启星座十一星是天启物联网星座的组成部分，主要用于提供数据采集传输服务。


谷神星一号：首款矢量发动机民用火箭


从发射的视频中我们可以看到，执行本次发射任务的是一枚黑色的火箭，这在以往的发射当中是没有的。那么，这型火箭还有什么特别之处呢？




这一次执行发射任务的是谷神星一号运载火箭，采用了通体黑色的涂装。除此之外，整个箭体从头到尾设计成杆状，让它看起来更加与众不同。




谷神星一号运载火箭研发总监 刘百奇：它是没有任何翅膀的一个火箭，像一根铅笔。它的飞行控制没有翼，没有空气的舵，是靠改变发动机推力的方向来控制飞行的方向，这样的好处是它会飞得更稳。


尽管这型火箭没有翼和舵，但它所采用的矢量变推力发动机给它提供了足够的飞行动力，可以按照预定的飞行轨道进行方向控制。这也是谷神星一号的另一个设计亮点。




谷神星一号运载火箭高级研发工程师 夏东坤：它的发动机的尾喷管是可以摆动的，通过发动机尾喷管的摆动，就可以很准确去控制火箭的姿态。所以在这种情况下，火箭的控制力矩会更大，它的可靠性和安全性也会更高。


除了动力上的创新设计，这型火箭还成功将卫星送入了距离地面500公里的轨道，这也是目前民营火箭发射的最高轨道。




谷神星一号运载火箭研发总监 刘百奇：我们第一次选择的门槛是一个500公里的太阳同步轨道，这是商业卫星标准的一个作业轨道。目前众多民营卫星公司发射的微小型卫星，从10公斤到200公斤这个范围的卫星，选择的轨道基本上都是在太阳同步轨道，高度在500公里到700公里范围之间。


24小时快速发射能力 为提高导航精度助力


这型火箭的多项创新，提高了可靠性的同时，使它具备了24小时快速发射的能力。这样一来，可以发射更多的低轨卫星，通过与北斗卫星的相互配合，从而进一步提升导航的精度。




谷神星一号运载火箭高级研发工程师 夏东坤：针对我们第一发火箭，我们获取很多的数据，后面会不断完善所有的发射流程，（未来）我们就能够实现24小时快捷发射这样一个能力和要求。




据了解，谷神星一号运载火箭从动力系统到控制系统等一系列关键技术，都是自主设计和研发的，具有完全自主知识产权。对于一款民营火箭来说，自主就意味着掌握了主动权，可以根据客户的发射需求打造定制化火箭。




谷神星一号运载火箭研发总监 刘百奇：因为通过自主设计，我们就能够从市场出发，分析市场上最需要的火箭是什么样子的，我们结合自己的设计能力，设计一个更符合市场需求，更能满足客户需求的火箭，能够提升它的性能，降低它的成本。




除了快速发射和经济性的优点以外，未来随着低轨导航卫星发射需求的不断增多，在卫星形成网络后可以与我国的北斗系统相结合，进一步提升导航精度。




谷神星一号运载火箭研发总监 刘百奇：通过两个网的信号差分增强，整个地面终端定位精度的将有一个大幅度提升，现在北斗已经能分清主路，辅路。到了厘米级、分米级定位精度，我们能够分清我们是否压到马路牙子上面，定位精度是非常高的。


火箭系列化发展 满足商业发射需求


近些年，商业发射的次数逐渐增多，其中既有长征、捷龙这样的大型火箭，也有像谷神星一号这样的小型火箭。这就为商业航天市场的发展提供了更多的选择，满足定制化的发射需求。




谷神星一号运载火箭研发总监 刘百奇：（液体）火箭好比是一个大巴车，能够一箭多星把卫星送到天上，那么这型火箭是一款小型（固体）火箭，它就好比一个出租车，能够满足那些“着急打车”的卫星客户，方便快捷。




按照计划，这型固体运载火箭计划在明年安排两次商业发射，进一步验证火箭的可靠性和稳定性，之后就可以转入批量生产阶段。这也是一型新火箭的发展必经之路。


谷神星一号运载火箭高级研发工程师 夏东坤：进入批产状态之后，我们计划从后年开始，每两个月发射一发火箭，后面会提高到每一个月发射一发火箭，再到后面根据市场的需求，我们可以提高到每一个月发射两发火箭。




夏东坤介绍，除了这型火箭，一型能力更强的液体火箭也正在研制，未来两型火箭可以针对不同客户提供更有针对性的发射服务。


谷神星一号运载火箭研发总监 刘百奇：两种火箭都在做，但是液体火箭的研制周期要稍微长一点。小型固体运载火箭和大型液体火箭，我们理解它是面向不同的细分市场，就像我们的市场上，大巴车代替不了出租车的作用，它们是面向不同的客户，有不同的细分市场要求。