日期:[2018年05月18日] -- 生活晨报 -- 版次:[A14]

我国首枚民营自研商业火箭成功发射幕后

  5月17日7时33分31秒,中国首枚民营自研商业火箭OS-X型“重庆两江之星”号,在中国西北某基地点火升空。“重庆两江之星”号火箭设计制造商零壹空间总裁马超宣布,光学测量、雷达测量和遥感测控一切正常,达到预定试验要求,可靠获取全部重要试验数据。
    据马超介绍,“重庆两江之星”号为零壹空间OS-X系列的首型火箭。该火箭长度9米,总重7200kg,全程大气层内飞行,最大速度超过5.7倍音速,飞行时间306s,飞行距离273km,满足飞行试验所需的各类复杂飞行弹道。首飞实现了长时间的临近空间有控飞行,获取了大量真实飞行环境数据,试验取得圆满成功。
    OS-X系列火箭是为航空航天技术验证量身打造的专用飞行试验平台,成功填补了我国在航天飞行试验专业、开放、低成本的助推火箭的空白,是我国新时代航天领域发展道路上的成功探索。“重庆两江之星”号成功首飞幕后都有哪些故事?记者在“重庆两江之星”号发射工作现场为你解密。
  “重庆两江之星”号成功发射。(视频截图)
  安装误差精确到0.01毫米以内
    16日上午,在西部某发射基地的厂房内,记者看到了已总装完成的“重庆两江之星”号火箭。此时,9米长的火箭“平躺”在平板车上,平板车下面是方便滑动的轨道。
    零壹空间总团团队成员蔡昊介绍,火箭在发射前,必须要在专门的总装厂房进行组装、测试,然后再运抵发射台,进行最后的测试和发射。
    从总装厂房到发射台一般都有一段较长的距离,使总装厂房远离发射台以保证其安全。这段距离大约在1000米左右。
    火箭从总装厂房到发射台,可以采取两种运输方式:一是运载火箭进行水平组装、水平测试,并通过平板车或轨道运输车水平运输到发射台,然后起竖;一是运载火箭采用垂直组装、垂直测试,并通过专门车辆垂直运输到发射台。
    两种方式各有利弊——
    前者对总装厂房高度没有过高的要求,建造成本较低,而且火箭水平组装、水平测试给各项工作带来了便利。火箭组装测试完毕后,水平运输也比较容易。缺点是当火箭运到发射台前,必须经过复杂的起竖过程,而水平测试完好的火箭部件很可能在起竖过程中出现插头松动、连接件松动等不易察觉的问题,严重时会导致发射失败。
    后者由于组装、测试和运输均为垂直状态,所以在运输过程中不大会出现插头、连接件松动一类问题,发射可靠性能够保证。其缺点是需要建造高大的总装厂房,而且又高又重的火箭垂直运输也相当困难。俄罗斯的大型运载火箭大多采用水平运输方式,而美国大型运载火箭多采用垂直运输方式。中国运载火箭以往也主要采用水平运输方式。
    记者在现场看到的情况,“重庆两江之星”号火箭采取的是水平组装、水平测试并且通过平板车或轨道运输车水平运输到发射台的方式。
    蔡昊称,零壹空间对火箭总装非常严苛,之前已进行过近10次演练,各项组件的安装误差都精确到0.01毫米以内,其误差空间甚至容不下一根头发丝。
  火箭运输全程监控分四段运到发射基地
    火箭为何要在发射前进行总装?蔡昊介绍,“重庆两江之星”号的部件分别在北京、江西等地制造,于半个月前分尾段、发动机、控制舱、荷载舱四段运到发射基地。
    火箭运输到发射场通常有三种运输方式——公路运输、铁路运输、海上运输。
    在三种运输方式中,海运是目前最理想的选择。“火箭走公路、铁路,就像坐‘硬板床’;乘船走海运,就好似坐‘沙发’。”蔡昊说,运输方式是否平稳,有一个重要的考量项目——过载环境。过载环境,简单地理解就像开车时遇到的加速行驶、紧急刹车等情况,过载环境差会危害火箭的结构。
    由于此次发射地点在内陆地区,火箭选用公路运输,这为控制过载环境增加了难度。
    “我们选用了具有特种运输资质的公司承运,并采用仪器对运输全程进行过载环境监控。”蔡昊说,运输车辆的启动、加速、制动都会留下过载环境数据和振动环境数据,为让火箭平稳运输,运输车的行驶速度被严格控制在80公里/小时以内。“总体而言,这次火箭运抵发射基地的过载环境数据大大低于我们的设计值。”蔡昊说,过载数据值越小,火箭的运输环境就越平稳,对火箭结构的影响就越小,这有利于火箭安全抵达目的地。
  十所国内顶尖航空航天院校在箭身贴校徽
    16日上午10时,零壹空间还举行了“先进空天技术验证飞行联盟”启动仪式,北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学、哈尔滨工业大学、南京理工大学、西安电子科技大学、厦门大学、浙江大学、中南大学、电子科技大学十所国内顶尖航空航天类院校的相关负责人,将各自学校的校徽贴在了火箭身上。
    据了解,“先进空天技术验证飞行联盟”是由零壹空间发起,致力打造的一个创新、共享、开放的前沿科技验证平台。该联盟以OS-X系列化飞行试验平台为依托,希望通过低成本、高频次、组合式飞行试验,降低技术验证的经费门槛,加速空天技术的有效转化,从而丰富国家在空天领域的成熟技术储备。
    北京航空航天大学相关负责人表示,以前各大高校想做试验,只能通过电脑模拟等方式进行。而零壹空间的X系列火箭平台,则给高校的飞行试验提供了一个更真实的环境。如此一来,各大高校便能进一步验证自身的研究成果。他表示,飞行联盟的成立有助于整合高校资源,集各高校之力推动航天领域的发展。
    飞行联盟是一个开放、创新、共享的平台,2020年将实现“三个一百”:联盟成员单位达到100家,X系列平台每年完成100个科研任务,单发飞行试验里单项技术验证经费在100万元以内。
  延伸阅读
  零壹火箭核心技术的6宗“最”
    “重庆两江之星”号首飞成功,越来越多的人更加关注零壹空间的火箭技术究竟有“几斤几两”。记者通过采访零壹火箭有关专家,为你解密零壹火箭核心技术。
  1.自主掌握固体火箭发动机技术
    零壹空间X系列火箭发动机已于2017年12月22日成功完成整机联合试车,发动机工作35秒后关机,试验取得了圆满成功,这也是国内首台商业固体火箭发动机。到现场指导的发动机老专家以“三个之最”给予评价:第一最:从项目启动到发动机联合试车仅用了9个月,周期之短创中国航天史上之最;第二最:采用精简研发团队及试验队配置圆满完成了任务,人员之少创航天史上之最;第三最:将火箭上电气核心产品综控系统的重量缩减至传统产品十分之一,集成度之高创航天史上之最。
  2.综合控制系统仅1.8公斤
    综合控制系统是火箭的“大脑”。零壹空间的综合控制系统,不仅是其自主研制,而且在技术层面上有了很大的创新。该综合控制系统采用集成化设计思路,整合了传统控制系统飞控解算、时序控制、供配电、GPS接收以及遥测系统的数据采集、编码调制等功能,重量仅1.8公斤,通过集成化设计大幅减少箭上设备重量和成本。
  3.配备自主安控系统
    每当有火箭发射,安全性就是公众最为关注的话题。X系列火箭在整个设计过程中就一直在做安全性设计和分析,囊括在地面使用的过程中运输、存储、总装、测试等。对于此次首飞,航区(航线飞行区域)安全、首区(发射区域)安全,都经过了详细的计算,对落点范围的掌控也进行了详细的仿真计算。而且火箭上配备有自主安控系统,具有主动安控功能,一旦火箭在飞行过程中失控,有飞出安全区的趋势,安控系统会主动采取措施让火箭直接掉下来,掉在安全区内。
  4.打造首个商业化飞行试验平台
    OS-X系列火箭是国内首个商业化飞行试验平台,主要用于满足客户的飞行试验需要。“在国内,很多客户也是有飞行试验需求的,但是国内却没有这样的平台。”零壹空间相关负责人表示,市场也是他们决定打造这一平台的原因。
  5.首飞承载多项研究任务
    本次“重庆两江之星”首飞,还要进行国内首次“箭上无线通讯”“减阻杆”“低成本能源”等创新技术的研究,为简化火箭系统设计、降低研制成本打下了坚实基础。
  6.价格比搭“便车”还便宜
    此次首飞的OS-X系列火箭针对的是科研需求,下一步,零壹空间推出的将是OS-M系列商业运载火箭。这个系列的火箭针对的是微小卫星,能给微小卫星提供专项服务。过去,微小卫星的发射大多是搭大火箭的便车,下一步可以给微小卫星提供“专车服务”。速度会很快,发射频次也会很高,价格比搭“便车”还便宜。 综合澎湃新闻、《重庆日报》《中国日报》《环球科学》