文/高一鳴 王偉童

▲ 廠房中的捷龍一號(hào)遙一運(yùn)載火箭

8月17日12時(shí)11分，中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司首個(gè)純商業(yè)運(yùn)載火箭——捷龍一號(hào)四級(jí)固體運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，成功將3顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。這是捷龍一號(hào)運(yùn)載火箭的首次發(fā)射，標(biāo)志著中國(guó)“龍”系列商業(yè)運(yùn)載火箭從此登上歷史舞臺(tái)。

“捷龍一號(hào)”此次發(fā)射的3顆衛(wèi)星是千乘一號(hào)01星、星時(shí)代-5衛(wèi)星和天啟二號(hào)衛(wèi)星。其中，千乘一號(hào)01星的遙感相機(jī)重量不到11千克，卻可在500多公里高的太空獲取分辨率高達(dá)2米的影像，工作模式靈活，數(shù)據(jù)獲取能力強(qiáng)，將在我國(guó)微小商業(yè)遙感星座的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

中國(guó)“龍”的新“長(zhǎng)征”

近50年前，也是在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭成功首飛，開啟了中國(guó)長(zhǎng)征火箭家族的榮耀，而“捷龍一號(hào)”則宣告中國(guó)“龍”系列運(yùn)載火箭以高起點(diǎn)跨入商業(yè)航天市場(chǎng)。

與直徑2.25米、高約29.5米的“長(zhǎng)征一號(hào)”相比，直徑1.2米、高約19.5米的“捷龍一號(hào)”是中國(guó)體量最小的運(yùn)載火箭，但卻足以把173千克的東方紅一號(hào)衛(wèi)星送上500公里太陽同步軌道，順便捎幾個(gè)立方星，運(yùn)載效率達(dá)國(guó)內(nèi)最高?；鸺墒旌?，生產(chǎn)周期只需6個(gè)月，運(yùn)抵發(fā)射場(chǎng)后，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)內(nèi)發(fā)射，履約周期大大縮短。

“捷龍一號(hào)運(yùn)載火箭已拿下6個(gè)商業(yè)發(fā)射合同，下一次發(fā)射預(yù)計(jì)在今年年底，明年還有5次發(fā)射，此外，還有意向發(fā)射30發(fā)?！敝袊?guó)火箭公司總裁唐亞剛介紹，“下一步，我們還將研制運(yùn)載能力更大的捷龍系列固體商業(yè)運(yùn)載火箭與騰龍系列液體商業(yè)運(yùn)載火箭，覆蓋更多市場(chǎng)需求，幾年后，還將實(shí)現(xiàn)液體商業(yè)運(yùn)載火箭可重復(fù)使用，以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)商業(yè)發(fā)射市場(chǎng)高質(zhì)量發(fā)展，履行‘讓航天鏈接人類生活’的使命?！?/p>

純商業(yè)化，真不一樣

雖然為我國(guó)商業(yè)航天市場(chǎng)繁榮打下了技術(shù)與人才基礎(chǔ)，但航天科技集團(tuán)也清醒地認(rèn)識(shí)到，市場(chǎng)只認(rèn)實(shí)力，不認(rèn)功勞簿。只有從思想到行動(dòng)實(shí)現(xiàn)“純商業(yè)化”轉(zhuǎn)變，才能繼續(xù)引領(lǐng)市場(chǎng)。

孕育出長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，將其所屬中國(guó)亞太移動(dòng)通信衛(wèi)星有限責(zé)任公司，升級(jí)為中國(guó)長(zhǎng)征火箭有限公司（簡(jiǎn)稱“中國(guó)火箭公司”），獨(dú)立運(yùn)營(yíng)，探索新時(shí)代商業(yè)發(fā)射高質(zhì)量、高效率、高效益的商業(yè)模式、研發(fā)模式、運(yùn)營(yíng)模式。研制捷龍一號(hào)火箭，就是其探索的第一步。

▲ 捷龍一號(hào)遙一運(yùn)載火箭起運(yùn)前

中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院在研制長(zhǎng)二捆火箭時(shí)，就曾采用了貸款籌資等商業(yè)手段?；鸺龔椀涝O(shè)計(jì)專家余夢(mèng)倫院士說，長(zhǎng)二捆全箭使用一種發(fā)動(dòng)機(jī)的商業(yè)思路，甚至可能啟發(fā)了后來的Space X。不過，長(zhǎng)二捆火箭的研制主要還是依托國(guó)家的計(jì)劃體系，遠(yuǎn)達(dá)不到“純商業(yè)化”的標(biāo)準(zhǔn)。

在捷龍一號(hào)火箭研制中，中國(guó)火箭公司直接面向社會(huì)資本融資，沒拿一分錢的國(guó)家計(jì)劃資金。背靠運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，捷龍一號(hào)火箭采用院內(nèi)總體單位研發(fā)+中國(guó)火箭公司運(yùn)營(yíng)、利益共享的模式，在技術(shù)實(shí)力上投資方是信服的。捷龍一號(hào)火箭定位在百千克以下微小衛(wèi)星驗(yàn)證、組網(wǎng)、補(bǔ)網(wǎng)細(xì)分市場(chǎng)。中國(guó)火箭公司副總工程師李少寧介紹，到2025年，該市場(chǎng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)射需求量大約有200多發(fā)，市場(chǎng)足夠大。

商業(yè)市場(chǎng)對(duì)成本十分敏感，融資也要省著花。中國(guó)火箭公司打破體制壁壘，開展競(jìng)爭(zhēng)性采購，打造了全新的供應(yīng)鏈。李少寧回憶，2018年5月，中國(guó)火箭公司召開了大型產(chǎn)品訂貨會(huì)，供應(yīng)商紛至沓來，擇優(yōu)選取。

商業(yè)航天不能“低水平重復(fù)”

降成本，供應(yīng)鏈重要，技術(shù)方案更重要。只有將先進(jìn)方案與成熟產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合，才能真正把成本降下來。捷龍一號(hào)火箭的控制方案就是典型代表。

運(yùn)載火箭主要用燃?xì)舛婊驍[動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)噴管等方式來控制，前者的代表是“長(zhǎng)征一號(hào)”基礎(chǔ)級(jí)，后者的代表是“長(zhǎng)征二號(hào)”及后續(xù)長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭的芯一級(jí)。這兩種控制方式很“給力”，且出了大氣層也能用，唯一的缺點(diǎn)就是貴。

捷龍一號(hào)團(tuán)隊(duì)反復(fù)權(quán)衡，選擇了一個(gè)罕見的方案：火箭發(fā)動(dòng)機(jī)全部采用固定噴管，用空氣舵+反推控制系統(tǒng)（Reaction Control System，RCS）來控制火箭。這一方案的妙處在于把以往分給各級(jí)火箭的控制工作“統(tǒng)一”了。

空氣舵像飛機(jī)機(jī)翼，只能在大氣層內(nèi)用，裝在一級(jí)尾部；反推控制系統(tǒng)裝在“頭頂”。兩者力道沒有燃?xì)舛婊驍[動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)噴管大，但上下搭配，足以實(shí)現(xiàn)“四兩撥千斤”的效果。一級(jí)分離后，二、三、四級(jí)靠反推控制系統(tǒng)控制，一級(jí)則在空氣舵的控制下，更準(zhǔn)確地飛向預(yù)定落區(qū)。

▲ 捷龍一號(hào)遙一運(yùn)載火箭整裝待發(fā)

這套系統(tǒng)方案十分簡(jiǎn)捷，既省錢，又省了火箭的空間和重量，但也給具體設(shè)計(jì)工作帶來了一定難度?！敖蔟堃惶?hào)”項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)理龔旻介紹，團(tuán)隊(duì)成員以“大膽創(chuàng)新，容錯(cuò)試錯(cuò)”的設(shè)計(jì)理念，在能量管理、在線迭代制導(dǎo)以及電氣系統(tǒng)的集成化通用化設(shè)計(jì)等方面取得了一系列突破，最終圓滿實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，火箭控得很穩(wěn)，衛(wèi)星精確入軌。

▲ 自行式運(yùn)載火箭發(fā)射車

作為“龍”系列的“開頭箭”，細(xì)細(xì)數(shù)來，“捷龍一號(hào)”創(chuàng)造了中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)的15項(xiàng)“第一”，而研制周期才不到18個(gè)月。正如唐亞剛所說，商業(yè)航天不能“低水平重復(fù)”?！白鳛閲?guó)家隊(duì)，我們有責(zé)任以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)商業(yè)航天?！?/p>