7月27日12時(shí)12分，由中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱力學(xué)所）抓總、中科宇航公司參與研制的“力箭一號(hào)”運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行“一箭六星”首次發(fā)射任務(wù)圓滿完成，成功將六顆衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。

這枚由中國(guó)科學(xué)院自主研制的火箭是我國(guó)迄今最大的固體運(yùn)載火箭，在運(yùn)載能力、入軌精度、設(shè)計(jì)可靠性、性價(jià)比等方面邁入世界固體運(yùn)載火箭領(lǐng)域先進(jìn)行列。

【資料圖】

日前，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》專訪力學(xué)所火箭研制團(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人，詳解“力箭一號(hào)”到底“牛”在哪兒。

快速響應(yīng)，有力補(bǔ)充液體火箭

剛剛把“問(wèn)天”核心艙送上太空的長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭運(yùn)力強(qiáng)勁，其不俗的表現(xiàn)給人留下深刻印象。作為液體運(yùn)載火箭，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭在發(fā)射前經(jīng)歷一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)——燃料加注。

一直以來(lái)，液體燃料的易燃易爆、劇毒且有高腐蝕性總是給火箭安全帶來(lái)麻煩。用固體作為燃料的火箭就不會(huì)有這樣的煩惱。

“力箭一號(hào)”研制團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹，固體運(yùn)載火箭簡(jiǎn)單可靠，發(fā)射前不需要再加注推進(jìn)劑，還能夠可長(zhǎng)期整箭存儲(chǔ)。同時(shí)，固體運(yùn)載火箭發(fā)射方式多樣，能夠快速響應(yīng)；使用靈活便捷，對(duì)發(fā)射場(chǎng)依賴程度低，可以從陸地、海洋甚至空中發(fā)射。

據(jù)了解，“力箭一號(hào)”的服務(wù)靈活多樣，支持批量打包、整箭發(fā)射、拼車發(fā)射和搭載發(fā)射等多種模式。“簽訂合同后6個(gè)月發(fā)射，發(fā)射場(chǎng)工作周期7天，同時(shí)具備年產(chǎn)30發(fā)運(yùn)載火箭的能力。”該負(fù)責(zé)人介紹。

同時(shí)，在需求方面，固體運(yùn)載火箭有望成為液體運(yùn)載火箭的有力補(bǔ)充。隨著衛(wèi)星技術(shù)與應(yīng)用的不斷發(fā)展，5G通信、遙感、物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)人駕駛等對(duì)星座組網(wǎng)提出迫切需求，我國(guó)對(duì)小衛(wèi)星的需求不斷增加，“力箭一號(hào)”將適用于中/小衛(wèi)星載荷的中/低軌低成本快速組網(wǎng)發(fā)射。

三年一劍，技術(shù)創(chuàng)新求變

“力箭一號(hào)”的成功發(fā)射讓發(fā)射場(chǎng)一片沸騰，在場(chǎng)觀眾激動(dòng)不已。有人不禁發(fā)朋友圈感嘆：“中科宇航，三年磨一劍！”

作為中國(guó)科學(xué)院“十四五”重大項(xiàng)目之一，“力箭一號(hào)”于2019年啟動(dòng)研制，三年來(lái)始終面向空間科學(xué)和空間技術(shù)發(fā)展需求，以科學(xué)與工程相結(jié)合為指導(dǎo)思想，以創(chuàng)新、先進(jìn)、高效為設(shè)計(jì)思路，堅(jiān)持發(fā)展創(chuàng)新性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性運(yùn)載火箭。

前述負(fù)責(zé)人介紹，運(yùn)載火箭的研制過(guò)程中，中國(guó)科學(xué)院相關(guān)院所、航天科技集團(tuán)公司四院等單位聯(lián)合承擔(dān)科研攻堅(jiān)任務(wù)，突破了多項(xiàng)重大關(guān)鍵技術(shù)。

技術(shù)創(chuàng)新方面，“力箭一號(hào)”實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)目前最大規(guī)模固體運(yùn)載火箭總體優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)我國(guó)運(yùn)載火箭傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式存在的分工固化和過(guò)細(xì)缺點(diǎn)，“力箭一號(hào)”首次搭建了由火箭總體設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)參加的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，淡化和虛化分系統(tǒng)的概念，面向單機(jī)開(kāi)展多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)。

在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，這一舉措為專業(yè)融合發(fā)展和新技術(shù)采用創(chuàng)造了條件，火箭方案得以優(yōu)化，大幅提高火箭綜合性能。

同時(shí)，“力箭一號(hào)”完成了國(guó)內(nèi)首創(chuàng)大噸位箭體水平模態(tài)試驗(yàn)。科研人員創(chuàng)新性地采用真藥發(fā)動(dòng)機(jī)水平狀態(tài)試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，以空氣彈簧多點(diǎn)支撐狀態(tài)，大幅縮短試驗(yàn)周期，降低了對(duì)試驗(yàn)設(shè)施保障條件的依賴，研制費(fèi)用大大減少。

在創(chuàng)新裝藥固體發(fā)動(dòng)機(jī)上，科研人員攻克了多項(xiàng)核心技術(shù)，首次將發(fā)動(dòng)機(jī)整體一次性裝藥量提高到71噸，推力提升到220噸，運(yùn)載火箭動(dòng)力水平獲得較大提高。

此外，“力箭一號(hào)”還突破了多個(gè)“首次”，包括國(guó)內(nèi)首個(gè)測(cè)控融合新型架構(gòu)航電系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)首個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)地面測(cè)發(fā)控軟件，國(guó)內(nèi)首個(gè)大分離力、無(wú)污染分離能源，國(guó)內(nèi)首個(gè)固液融合低成本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為我國(guó)運(yùn)載火箭領(lǐng)域的技術(shù)變革作出重要貢獻(xiàn)。

一箭六星，科學(xué)實(shí)驗(yàn)新“利器”

據(jù)悉，“力箭一號(hào)”共搭載六顆衛(wèi)星，采用“一箭六星”發(fā)射，將為多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供“利器”。

這六顆衛(wèi)星分別為中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院抓總研制的“空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星”“軌道大氣密度探測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星”“低軌道量子密鑰分發(fā)試驗(yàn)衛(wèi)星”“電磁組裝試驗(yàn)雙星”，以及上海航天空間技術(shù)有限公司研制的“南粵科學(xué)星”。

其中，“空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星”作為可通用、可擴(kuò)展、快速響應(yīng)的空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星平臺(tái)，將開(kāi)展新型空間科學(xué)載荷的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)探索平臺(tái)鑒定件再利用等低成本技術(shù)。

“軌道大氣密度探測(cè)試驗(yàn)衛(wèi)星”將進(jìn)行低成本大氣密度實(shí)時(shí)探測(cè)技術(shù)驗(yàn)證，通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)修正模型，以建立我國(guó)自主高精度大氣模型。

“低軌道量子密鑰分發(fā)試驗(yàn)衛(wèi)星”將完成星地量子密鑰分發(fā)業(yè)務(wù)，同時(shí)搭載輻射源探測(cè)、超算平臺(tái)、空間環(huán)境探測(cè)載荷，并采用無(wú)毒液氨推進(jìn)進(jìn)行后期離軌操作。

“電磁組裝試驗(yàn)雙星”將在軌開(kāi)展電磁力約束下的立方星近距離分離試驗(yàn)，驗(yàn)證星間電磁力作用規(guī)律及其與衛(wèi)星控制力的耦合，為后續(xù)發(fā)展分布式可重構(gòu)技術(shù)及驗(yàn)證空間非接觸作用奠定基礎(chǔ)。

“南粵科學(xué)星”以導(dǎo)航信號(hào)創(chuàng)新應(yīng)用為基礎(chǔ)，開(kāi)展海面風(fēng)場(chǎng)探測(cè)、土壤濕度探測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)瓤茖W(xué)實(shí)驗(yàn)，同步拓展為科普教育和研學(xué)等活動(dòng)。

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