固體運載火箭日益“壯大” 中科宇航公佈明年“首飛”計劃

固體運載火箭以其操作簡捷、響應快速、發射高效而受到青睞，卻因製造、運輸條件所限，大部分運載能力不高。隨着中外研究團隊不斷改進，固體運載火箭正在日益“壯大”。

中外團隊持續提升運載能力

700千米太陽同步軌道運載能力達到1.5噸的歐空局織女星(Vega)火箭是個中代表。歐空局正在研製推力更大的織女星―C火箭，將把運載能力提升至2.2噸。中國也在積極研製更大的固體運載火箭，其中包括中國航天科工集團研製的“快舟一號甲”“快舟十一號”，中國航天科技集團研製的“長征十一號”“長征十一號甲”等。

記者20日從北京中科宇航探索技術有限公司獲悉，他們已公佈兩型固體運載火箭計劃：中科一號甲(ZK―1A)計劃於2021年9月首飛、2022年具備商業發射能力；中科二號(ZK―2)計劃於2022年12月首飛、2023年具備商業發射能力。中科一號甲火箭和中科二號火箭的起飛質量分別爲135噸、343噸。

中科宇航相關負責人表示，上述兩款固體運載火箭的近地軌道運載能力將達到2噸至4噸，起飛重量在全球現役、在研固體運載火箭中位居前列，將有效滿足全球尤其是中國商業航天發射的旺盛需求。

中科一號、二號各有“內功”

具體來說，中科一號火箭經過簡化構型衍生出中科一號甲(ZK―1A)和中科一號乙(ZK―1B)。中科一號火箭的芯一級到芯四級分別使用200噸級、100噸級、50噸級和10噸級固體火箭發動機，近地軌道運載能力可達3噸。其中，中科一號甲火箭爲無助推型號，近地軌道運載能力約2噸，700千米太陽同步軌道運載能力爲1.33噸。

中科宇航相關負責人解釋說，通過模塊化和組合化設計，中科一號火箭及其衍生型中科一號甲、乙型號覆蓋了近地軌道2噸至3噸的運載能力範圍，可滿足很大一部分近地軌道任務的發射需求。

中科二號火箭則是“胖子”，在2.65米直徑固體火箭芯級外側捆綁並聯兩枚同樣的固體助推器，火箭總長度39.7米，起飛質量343噸，700千米太陽同步軌道的運載能力約3.55噸。它還使用大尺寸整流罩，可滿足大中型衛星或大數量小衛星組網發射需求。

上述負責人特別提到，中科二號火箭使用通用助推芯級(CBC)方案，其優勢在於簡化設計、製造和流程控制，最大程度縮短研發週期和成本。

“首飛”在即火箭還有看點

據介紹，爲簡化發射準備操作流程，中科一號甲火箭使用了地面測發控和箭上航電一體化設計，可用筆記本遠程控制發射。發射系統採用“三平一垂”設計，將減少租金成本。

中科宇航相關負責人表示，目前中科一號甲火箭和中科二號火箭的研製進展順利。以中科二號爲例，根據設想，待其成功“首飛”後還可通過更換液體末級組成固液混合火箭以進一步提高運載能力，拓展發射靈活性及適應性。

值得一提的是，在追求低成本的同時，中科宇航方面也瞄準多項技術先進性，比如擁有較高的運載係數――即入軌載荷佔火箭起飛質量的比例，目前測算中科一號甲火箭近地軌道運載係數將超過1%。（張素 李剛）