快舟-11号从海上浮动平台发射

到目前为止,中国航天科工集团已经发射了10多枚快舟-1系列火箭。“未来五年,航天科工将提高商用航天系统的能力,缩短商用火箭发射的准备时间和频率,并对运载火箭的再利用进行进一步研究,以降低成本,”航天科工总工艺师符志民说。

该集团计划到2023年将快舟系列火箭的发射次数增加一倍,到2025年在固体火箭技术方面领先世界。该公司目前正在研制直径4米的快舟-21号和快舟-31号固体火箭,分别能向低轨道运送20吨和70吨载荷。首次发射预计在2025年左右进行。

快舟-1火箭地面起竖后将准备发射

在空天飞机真正成熟前,至少在20年内,运载火箭还会是最主要的航天发射方式,所以各国仍在大力发展各类运载火箭。比如中国从长征-5到长征-9,一系列适合各类轨道的运载火箭,都在积极研发中。但其中的型号,基本都是液体燃料运载火箭,其最大的特点就是成本很高,准备时间很长。

所以,为了减少成本并加快发射速度,中国积极研发固体燃料运载火箭,此前已发射10余枚快舟-1系列运载火箭。该火箭发射大都是一箭双星,但最多也发射过一箭9星,且曾在6小时内实现两连发。

目前世界主要固体运载火箭参数图

但是,快舟-1火箭存在运载量小的问题,如快舟-1A可将200千克的有效载荷送入700千米的太阳同步轨道(SSO),即使是最新的快舟-11号也仅能够向700千米的太阳同步轨道运输1000公斤的载荷,这远远满足不了中国对此类火箭的庞大需求。

所以,为了满足中国对航天的新需求,更大更重的快舟-21和快舟-31固体燃料运载火箭已列入研发计划。其中快舟-21号低轨道运送能力为20吨,快舟-31号的低轨道运载能力为70吨,这么大的重量即使前述的液体运载火箭也大都无法做到。

固体运载火箭外中国还有两级入轨计划

但与液体燃料运载火箭相比,固体燃料运载火箭最大的优点一个是体积大幅缩小,另一个是准备时间短。如快舟-21号直径将达到很少见的4米,且该火箭个头大、力气大,一次可发射200多颗卫星,这将远远超过南亚大国印度此前创造的一箭104星的世界纪录。

而体积重量更大的快舟-31则更厉害,预计在长度进一步加大的情况下,低轨道运载能力将由快舟-21号的20吨,大幅上升到70吨(发射卫星的话至少300颗),即使如今的天宫二号(总重大约60多吨),如果整流罩体积允许的话,也能一次运送上天。

系列化的快舟火箭运载能力愈来愈强

现在,快舟-21号和快舟-31号固体火箭的技术研发正稳步推进,按照计划要在2025年前后进行首发发射。如果说快舟-21号可与世界主要航天大国并驾齐驱的话,那么到了快舟-31号则将成为世界最大的固体运载火箭,其不但可用于超大型空间站的发射,还可进行深空探测,比如发射飞往木星与水星的宇宙飞船。

更重要的是,快舟-11/21/31系列运载火箭即可在内陆航天发射场发射,更可在海上大型平台上机动发射,从而可将发射成本降低到10000美元以内,从而可拿到绝大部分国际卫星发射订单。

(军评陈光文于2020.10.24)

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