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“青虬青虬”何以泛星河?
本报记者深入采访,揭秘“智神星一号”
 

 “驾青虬兮骖白螭,吾与重华游兮瑶之圃。”屈原《九章·涉江》的诗句,在9月1日化为“驾青虬兮泛星河”的火箭发射任务。当天上午,由星河动力自主研发、在安徽池州总装下线的中大型可重复使用液体运载火箭“智神星一号”发射入轨圆满成功,标志着“安徽造”运载火箭首飞成功,引起社会各界广泛关注。新安晚报、安徽网、大皖新闻记者深入采访,揭秘“智神星一号”。
   民营商业航天首次“七机并联”
  火箭是自身携带全部推进剂,靠火箭发动机喷射工质产生的反作用力向前推进的飞行器。火箭要冲破大气层,实现运载任务,关键看动力系统。智神星一号的主动力系统是星河动力自主研制的苍穹-50(CQ-50)针栓式可重复使用液氧/煤油发动机。火箭一子级采用七台CQ-50发动机并联方案,这在国内民营商业航天领域还是首次。
  “这种设计构型,在满足回收复用的同时,具备显著的故障冗余能力。当单台发动机出现故障时,其余六台仍可保障飞行任务,极大地提升了任务可靠性。”星河动力有关负责人介绍,面向回收复用需求,该型发动机实测支持32%至105%大范围深度变推能力,并可多次重复启动。
  打造高效率低成本“太空专列”
  除了“七机并联”,“智神星一号”还有下面七大特点:
  第一,自主研制针栓式深度变推液氧/煤油发动机,超23000s累计试车;
  第二,七机并联冗余动力系统,结构动力一体化设计;
  第三,一体化集成设计电气系统,降低系统复杂度;
  第四,自研成熟可靠的双组元辅助动力系统,多次飞行验证;
  第五,创新多维气动减载技术,提高运载效率;
  第六,高效集约三平测发运营模式,适应高频发射;
  第七,可选配爱神星二号上面级,具备更灵活的任务适应性。
  据了解,“智神星一号”是星河动力面向大型星座组网和大型卫星发射市场重点布局的核心型号之一,全长52米,起飞质量约283吨,起飞推力350吨。LEO运载能力可充分覆盖当前低轨星座组网单次发射5~7吨的主流载荷需求。该型火箭设计重复使用次数不少于25次,未来将致力于为商业卫星客户打造高效率、低成本的“太空专列”。
  自建发射工位奠定交付能力
  为大幅降低进入太空的成本,目前很多商业火箭都在朝着可回收的方向努力。按照规划,“智神星一号”回收复用将采取稳健路径推进。
  第一步,首飞基线验证,完成入轨,全面获取全箭飞行数据、验证总体动力控制基线能力。
  第二步,后续发次飞行任务中,逐步开启一子级再入控制、栅格舵工作、制动减速及海上/陆地定点回收验证,实现一子级完整垂直着陆回收。
  第三步,进入高频复用与规模商业化,优化复用检修流程,降低复用成本,提高复用周转率。
  本次发射,成功完成了第一步。值得关注的是,此次“智神星一号”点火升空,是在酒泉东风商业航天创新试验区智神星系列专用发射工位上进行的。这是星河动力自建的“智神星”系列火箭发射工位(一期)的首次使用。
  专属工位将全面支撑火箭的测试、加注、发射全流程作业,标志着星河动力建起从研制到生产到测试再到发射的全链条基础体系与能力的闭环,为未来加快交付能力提升奠定基础。
  固液并举匹配国家战略需求
  “智神星一号”是液体火箭,采用液氧/煤油作为推进剂,这与它同门的前辈“谷神星一号”采用的固体燃料有本质区别。
  液体火箭的发动机有阀门,可以像汽车油门一样精准控制燃料的流量,从而调节推力大小,甚至可以在飞行中多次关机、再启动。这种精准控制能力,是它能够实现火箭回收和一箭多星、不同轨道部署的关键。固体火箭的燃料像一个大爆竹,一旦点燃就会按照预设的剧本一直烧完,无法调节推力,也无法中途关机。它的优势在于结构简单、反应迅速,能够实现快速发射。
  在商业航天追求“低成本、高频次、大运力”的未来,“智神星一号”所代表的液体、可重复使用火箭,无疑是更主流的发展方向。
  作为国内第一家实现连续、稳定成功发射的民营火箭公司,星河动力航天截至目前已成功开展22次入轨发射,将总计89颗不同功能的商业卫星精确送入预定轨道。随着此次智神星一号的发射成功,星河动力航天正式形成“谷神星”系列中小型固体运载火箭与“智神星”系列中大型可重复使用液体运载火箭协同发展的产品矩阵,进一步提升市场服务能力。
  未来,随着低轨星座组网进入高峰期,星河动力将持续完善覆盖300kg~58t的全谱系运力布局。在固液并举的双轮驱动格局下,智神星系列将加速迭代,从回收重复使用技术突破迈向常态化航班运营,与谷神星系列形成固液协同、高低搭配的完整型谱,致力成为匹配国家战略需求的核心运力载体。
  新安晚报安徽网大皖新闻记者项磊朱春友