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。
记者 张超群:今天,酒泉卫星发射中心迎来了一位与众不同,通体黝黑的火箭,他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,此刻,他就像一枚黑色的弹头矗立在发射阵地,搭载着天启星座十一星开启他的首飞之旅。
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,整个箭体从头到尾呈设计成杆状,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。这个火箭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,这样的火箭好处(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,火箭的控制力会更大,控制的力矩会更大,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。这对于民营火箭来说,不仅能力有了提升,也为后续发展奠定了更多信心。
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,后面的话是不断去完善所有的发射流程,(未来)我们就能够实现24小时快捷发射的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,可以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:那么通过两个网的信号差分增强,来实现整个我们地面终端定位精度的一个大幅度提升,现在我们北斗已经能分清主路,辅路能分清,但是如果到了这种厘米级、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,这样能够大大促进整个低轨卫星网络组网的这样一个过程。
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。
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