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固體運(yùn)載火箭以其操作簡(jiǎn)捷、響應(yīng)快速、發(fā)射高效而受到青睞，卻因制造、運(yùn)輸條件所限，大部分運(yùn)載能力不高。隨著中外研究團(tuán)隊(duì)不斷改進(jìn)，固體運(yùn)載火箭正在日益“壯大”。

中外團(tuán)隊(duì)持續(xù)提升運(yùn)載能力

700千米太陽(yáng)同步軌道運(yùn)載能力達(dá)到1.5噸的歐空局織女星(Vega)火箭是個(gè)中代表。歐空局正在研制推力更大的織女星—C火箭，將把運(yùn)載能力提升至2.2噸。中國(guó)也在積極研制更大的固體運(yùn)載火箭，其中包括中國(guó)航天科工集團(tuán)研制的“快舟一號(hào)甲”“快舟十一號(hào)”，中國(guó)航天科技集團(tuán)研制的“長(zhǎng)征十一號(hào)”“長(zhǎng)征十一號(hào)甲”等。

記者20日從北京中科宇航探索技術(shù)有限公司獲悉，他們已公布兩型固體運(yùn)載火箭計(jì)劃：中科一號(hào)甲(ZK—1A)計(jì)劃于2021年9月首飛、2022年具備商業(yè)發(fā)射能力;中科二號(hào)(ZK—2)計(jì)劃于2022年12月首飛、2023年具備商業(yè)發(fā)射能力。中科一號(hào)甲火箭和中科二號(hào)火箭的起飛質(zhì)量分別為135噸、343噸。

中科宇航相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，上述兩款固體運(yùn)載火箭的近地軌道運(yùn)載能力將達(dá)到2噸至4噸，起飛重量在全球現(xiàn)役、在研固體運(yùn)載火箭中位居前列，將有效滿足全球尤其是中國(guó)商業(yè)航天發(fā)射的旺盛需求。

中科一號(hào)、二號(hào)各有“內(nèi)功”

具體來(lái)說(shuō)，中科一號(hào)火箭經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化構(gòu)型衍生出中科一號(hào)甲(ZK—1A)和中科一號(hào)乙(ZK—1B)。中科一號(hào)火箭的芯一級(jí)到芯四級(jí)分別使用200噸級(jí)、100噸級(jí)、50噸級(jí)和10噸級(jí)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，近地軌道運(yùn)載能力可達(dá)3噸。其中，中科一號(hào)甲火箭為無(wú)助推型號(hào)，近地軌道運(yùn)載能力約2噸，700千米太陽(yáng)同步軌道運(yùn)載能力為1.33噸。

中科宇航相關(guān)負(fù)責(zé)人解釋說(shuō)，通過(guò)模塊化和組合化設(shè)計(jì)，中科一號(hào)火箭及其衍生型中科一號(hào)甲、乙型號(hào)覆蓋了近地軌道2噸至3噸的運(yùn)載能力范圍，可滿足很大一部分近地軌道任務(wù)的發(fā)射需求。

中科二號(hào)火箭則是“胖子”，在2.65米直徑固體火箭芯級(jí)外側(cè)捆綁并聯(lián)兩枚同樣的固體助推器，火箭總長(zhǎng)度39.7米，起飛質(zhì)量343噸，700千米太陽(yáng)同步軌道的運(yùn)載能力約3.55噸。它還使用大尺寸整流罩，可滿足大中型衛(wèi)星或大數(shù)量小衛(wèi)星組網(wǎng)發(fā)射需求。

上述負(fù)責(zé)人特別提到，中科二號(hào)火箭使用通用助推芯級(jí)(CBC)方案，其優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、制造和流程控制，最大程度縮短研發(fā)周期和成本。

“首飛”在即火箭還有看點(diǎn)

據(jù)介紹，為簡(jiǎn)化發(fā)射準(zhǔn)備操作流程，中科一號(hào)甲火箭使用了地面測(cè)發(fā)控和箭上航電一體化設(shè)計(jì)，可用筆記本遠(yuǎn)程控制發(fā)射。發(fā)射系統(tǒng)采用“三平一垂”設(shè)計(jì)，將減少租金成本。

中科宇航相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，目前中科一號(hào)甲火箭和中科二號(hào)火箭的研制進(jìn)展順利。以中科二號(hào)為例，根據(jù)設(shè)想，待其成功“首飛”后還可通過(guò)更換液體末級(jí)組成固液混合火箭以進(jìn)一步提高運(yùn)載能力，拓展發(fā)射靈活性及適應(yīng)性。

值得一提的是，在追求低成本的同時(shí)，中科宇航方面也瞄準(zhǔn)多項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)性，比如擁有較高的運(yùn)載系數(shù)——即入軌載荷占火箭起飛質(zhì)量的比例，目前測(cè)算中科一號(hào)甲火箭近地軌道運(yùn)載系數(shù)將超過(guò)1%。(張素 李剛)