中国版“马斯克”?成都商业航天飞出“新高度”

2020-11-10 20:50:23来源:四川在线编辑:顾强

王晋朝 四川在线记者 王国平

11月7日15点12分,星河动力(北京)空间科技有限公司(以下简称“星河动力”)自主研发的“谷神星一号(遥一)简阳号”商业运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。本次发射顺利将国电高科天启11星精确送入预定轨道,这是星河动力公司实施的首次发射任务,也是中国民营商业火箭首次进入500公里太阳同步轨道,是中国商业航天的又一次重大突破。

“谷神星一号(遥一)简阳号”商业运载火箭在酒泉卫星发射中心首发成功。(简阳市委宣传部供图)

星河动力新一代商业运载火箭创新研发生产基地项目位于简阳市的成都空天产业功能区。发射成功后,外界期待,这里是否会走出中国“马斯克”?而根据知名金融服务公司摩根士丹利的预计,到2040年全球太空经济的价值将会达到1万亿美金,这也意味着成都的航空产业有了更大的想象空间。

首发成功

有什么样的突破?

“谷神星一号(遥一)简阳号运载火箭”(以下简称“谷神星”)是星河动力自主设计的四级固体运载火箭,一二三级采用固体发动机,四级为先进液体上面级,火箭直径1.4米,全长19米,起飞质量30吨,500公里太阳同步轨道运载能力300公斤,700公里太阳同步轨道运载能力约230公斤。

“谷神星一号(遥一)简阳号”商业运载火箭。(简阳市委宣传部供图)

围绕谷神星,星河动力开展了多项创新和突破。

首先,谷神星是首款使用矢量发动机的民用火箭。

矢量发动机,即通过尾喷管偏转,实现火箭姿态的变化控制。

星河动力CEO刘百奇介绍,使用矢量发动机意味着的火箭会飞得更稳,可以更准确地控制火箭姿态,因而火箭飞行的可靠性和安全性也会更高。

其次飞行高度再突破。

2019年7月25号,另一家民营商业火箭公司首次实现发射入轨。当时这枚火箭将多颗卫星送入300公里圆轨道。

谷神星此次高度达到500公里太阳同步轨道,这是目前民营火箭目前成功发射最高的一次。

刘百奇介绍,500公里太阳同步轨道,是商业卫星一个标准作业轨道。目前民营卫星公司发射的微小型卫星一般在10公斤到200公斤,选择的轨道基本上都是太阳同步轨道,高度在500公里到700公里范围之间。

成都空天产业功能区产业顾问李辉进一步解释说,在300公里左右,卫星受到微弱空气阻力等因素影响,会慢慢降轨“掉下来”,这时卫星需要用自身动力维持轨道状态,会造成使用寿命的减少。而发射的位置越高,对运载火箭的要求、考验也越高。

第三是精确入轨。

谷神星搭载的天启11星,是国电高科公司搭建物联网组网卫星中的一颗。

“将天启11星送到原有两颗卫星之间,需要精确入轨。”李辉说,目前从卫星运营方了解到信息看,此次入轨质量非常高。

同时,谷神星海自主研制了低室压、高比冲、高装填比的姿轨控动力系统,实现了减重增效;创新采用了面向低燃料消耗的火箭滚动通道简约控制技术,实现了运载效率大幅提升;首创基于三维实体建模和参数正交化的火箭模态精确预示方法,意味着精度提升一个数量级。

刘百奇说:“入轨是一个火箭公司最基本的门槛,跨过这道门槛才能谈商业、谈市场。”

成立不到三年

这是家什么样的公司?

刘百奇创立星河动力时,其实是国内商业航天发展的第二阶段。

从2014年开始,翎客航天、蓝箭空间等一批民营商业火箭公司陆续成立。但2018年则被认为是全球商业航天发展全面加速的一年。

2018年2月初,美国太空探索技术公司(Space X)的“重型猎鹰”火箭将一辆跑车发射到太空。由此拉开了全球商业航天领域激烈竞争的序幕。

同在这一年2月份,刘百奇和四位伙伴创立了星河动力。

刘百奇生于1978年,在北京航空航天大学毕业后留校任教三年,后到中国运载火箭技术研究院从事火箭总体设计工作。

当年4月,国家航天局相关负责人在新闻发布会上明确表示,国家建设航天强国的重点任务之一,就是贯彻落实军民融合发展战略,大力推进商业航天发展。在政策与资本的推动下,当年国内有就多家民营火箭公司进行了试射。

截至目前,在全国10余家民营火箭公司中,星河动力是两家有能力发射火箭入轨的公司之一。

“从全球范围看,我们是从成立到火箭入轨用时最短的公司,也是全球范围内从成立到入轨花钱最少的公司。”刘百奇说,公司在成立之初就瞄准“500公里”的轨道市场,同时公司100多人的技术团队,有70%—80%有10年到20年的航天从业经验,“两方面原因,让公司快速发展。”

作为一个初创民营火箭公司,靠什么吸引到这些资深技术人员?刘百奇说,从大环境来说,国家出台了一些鼓励政策,这些技术人员敢于从过去稳定的体制内出来创业。其次,资本现在也愿意进入到商业航天领域。

谷神星首飞成功,再次引发谁是中国“马斯克”的讨论。

作为Space X创始人,马斯克刷新了人们对商业火箭的认知。

但在刘百奇看来:“我不认为我们需要成为马斯克,因为中国商业航天产业的市场环境、发展的思路和美国都不一样,我们有很多问题等待着我们自己去解决,只要解决了产业的问题,我们就可以成为一个值得尊重的企业,没有必要去重复马斯克做的。”

刘百奇坦诚,和国内相比,Space X优势在于起步比较早,技术上也具有一定的领先性。

“中国民营商业火箭起步虽然比美国晚了整整30年,但是在国家的政策支持鼓励、资本市场大力加持和创业者的不懈努力奋斗下,仅发展五年就实现了太阳同步轨道的发射入轨,这是非常了不起的成绩,标志着中国商业航天时代真的到来了。”刘百奇说。

互相选择

为何落子成都?

几乎就在星河动力创立的同时,位于简阳的成都空天产业功能区就“找上了门”。

彼时,该功能区刚刚确认产业定位,这是成都市66个产业功能区中唯一以航天产业为主导的功能区,核定范围168.5平方公里,定位为成都市航天装备产业集群发展承载地,打造全国知名的商业航天产业基地。

建设中的成都空天产业功能区(图 谢明刚)

双方都是初创,如何建立信任?

成都空天产业功能区管委会副主任叶明洋介绍说,当时几次到北京与刘百奇团队接洽,一方面宣讲四川省、成都市以及简阳三级政府出台的有关支持政策和功能区的相关配套、规划,一方面也是考察。

叶明洋说,首先看团队,星河动力的技术人员都是资深航天工作从业者。再看投资方,当时星河动力获得北航校友投资基金元航资本的天使轮投资。

星河动力选择简阳的原因也很简单。

“功能区有一整套的航天产业发展规划,这对我们初创的商业航天企业来说是一块沃土,功能区从政策、企业发展的物理空间以及资金等方面都做了大量的准备,所以我们就来了。”刘百奇说。

成都空天产业功能区效果图。

今年9月25日,简阳将成都空天产业功能区(北京)推介会开到北京。发布了《成都空天产业功能区机会清单》,涉及基础及公服配套设施、产业孵化器、产业加速器3个类别15个项目。

业内人士看来,此次发布的机会清单,是成都空天产业功能区打破供需信息壁垒、打造商业航天产业新样板的一次尝试。

目前,成都空天产业功能区已签约引进航天科技七院、星空年代等知名企业,其中四川航天高新技术军民融合产业基地已建成投产、星空年代在匈牙利获颁我国海外首张涵盖互联网直播和广播电视转播的全牌照。

刘百奇说,目前星河动力功能区的厂房已经建起来了,正在积极开展量产准备相应工作。

万亿美金市场

打造什么样航天产业?

谷神星首飞成功,极大提振了投资者以及成都空天产业功能区的信心。

根据知名金融服务公司摩根士丹利的预计,到2040年全球太空经济的价值将会达到1万亿美金,那么国内的市场将会有多大?

今年4月20日,国家发改委首次明确新型基础设施的范围,卫星互联网被纳入“新基建”范畴。

对此成都空天产业功能区已有明确认识:“这将会成为我国商业航天产业发展最主要的推手,在未来10年内,我国商业航天90%的业务来源将会与卫星互联网相关,卫星互联网将会是商业航天产业格局形成决定性的力量。”

“卫星互联网要取得商业上成功的关键,将面临两大问题,一是应用市场的培育,解决收入从哪里来的问题;二是打造全新的产业配套体系,把卫星制造和火箭发射成本降低到原有的1/5-1/10。”李辉说,这两个都是成都空天产业功能区的机会。

而四川拥有广泛的卫星互联网应用场景。成都空天产业功能区也在筹谋整合甘孜、阿坝、凉山等四川偏远地区应急通讯、森林防火监控、地质灾害监控、孤立的村庄学校的低成本宽带接入等市场需求,共建卫星互联网创新应用示范区,共同探索卫星互联网盈利模式。同时以卫星互联网建设需求为牵引,以全新机制垂直整合国内外顶级创新资源,在成都共同引进和打造可复用商业火箭智能制造、卫星大规模智能制造、应用系统及终端的研发量产为核心的全新卫星互联网生态链,推动成都及四川成为具备国际影响力的商业航天及卫星互联网产业重镇。

为此,成都空天产业功能区进行了提前布局,设立产业孵化器类项目4个,产业加速器类项目6个。同时还将成立“空天技术创新工厂”,计划通过5年时间,推动国内领先的关键技术能力快速形成量产产品,成为国家卫星互联网工程重要的产业配套基地。

《航空知识》主编、航空专家王亚男认为,从未来来看,中国的航天发射计划很有可能有一部分的任务会转为由商业航天企业去承担,但这一前景能否实现,很大程度上取决于这些商业航天企业能否健康快速地发展。

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